机械设备服务介绍

压铸机是金属成型领域的核心设备，其振动与冲击状态直接关联铸件质量（如飞边、缩孔）、设备部件寿命（如模具、轴承）及生产安全性。振动过大会加速模具磨损、导致压射力不稳定；冲击则可能造成机架松动、液压系统泄漏。因此，振动与冲击测试是压铸机日常维护、故障诊断及性能校准的关键环节——明确测试中的核心项目与指标，能精准定位问题根源，避免因隐性故障引发的停机损失。

振动信号采集的关键位置选择

振动测试的第一步是选对采集位置，需针对压铸机的核心部件布局：锁模机构的振动主要来自滑块往复运动，测试点应布置在滑块两侧导柱的中点（反映水平方向振动）及模板连接螺栓处（反映垂直方向应力）；压射系统的振动源于压射缸活塞的高速运动，测试点选在压射缸端盖（轴向振动）和压射杆支撑座（径向振动）；液压系统的振动由泵的旋转和阀的换向引起，测试点放在液压泵外壳（泵体振动）、换向阀阀体（液压冲击）及液压管路的弯头处（压力脉动传递）；机架作为基础支撑，测试点选在立柱底部与地基连接的法兰盘（整体振动）。

需注意的是，采集位置需避开非刚性结构（如塑料护罩），且传感器需与被测表面刚性连接（用磁座或螺纹安装），避免因安装松动引入虚假振动信号。例如，若传感器吸附在液压泵的塑料散热罩上，测得的振动值会比实际泵体振动小30%-50%，导致误判。

振动的时域特征指标解析

时域指标是振动信号在时间维度的直接特征，核心包括峰峰值、有效值（RMS）、峰值因子、峭度：峰峰值是信号一个周期内最大值与最小值的差值，反映振动的最大幅度——锁模机构滑块的峰峰值若超过0.5mm，会导致模具闭合间隙过大，产生飞边；有效值是信号平方的平均值开根号，反映振动的平均能量——液压泵的振动有效值若超过4.5mm/s（ISO 10816标准），说明泵的不平衡或不对中问题已达需维修级别。

峰值因子是峰值与有效值的比值，用于检测冲击性故障——正常轴承的峰值因子约为3-5，若超过8，说明轴承内有滚珠点蚀或裂纹（冲击性信号增多）；峭度是信号四次方的平均值与有效值四次方的比值，正常状态下峭度约为3，若升至5以上，说明存在高频冲击（如齿轮齿面剥落）。例如，某压铸机的压射缸支撑轴承峭度从3.2升至6.1，拆解后发现内圈有3处点蚀。

振动的频域特征指标应用

频域分析通过傅里叶变换将时域信号转换为频率-幅值谱，能定位振动源的频率特征，核心指标包括主频、频谱峰值、倍频成分、边频带：主频是频谱中能量最高的频率，对应主要振动源——主电机转速1500rpm（基频25Hz），若主频为25Hz且幅值过高，说明电机转子不平衡；频谱峰值是某一频率下的最大幅值，若在4倍基频（100Hz）处出现峰值，可能是电机联轴器的不对中（不对中故障常表现为2倍或4倍基频）。

倍频成分是基频的整数倍频率，如锁模机构的滑块往复频率为5Hz（每分钟300次循环），若在10Hz、15Hz处出现峰值，说明滑块导柱的润滑不良（摩擦加剧导致倍频振动）；边频带是齿轮啮合频率两侧的旁频，间距等于齿轮转速频率——齿轮啮合频率f=z×n/60（z为齿数，n为转速），若啮合频率两侧出现间隔10Hz的边频带（对应齿轮转速10Hz=600rpm），说明齿轮存在偏心或齿距误差。

冲击测试的核心参数定义

压铸机的冲击主要来自模具闭合、压射启动及换向阀切换，需检测的核心参数包括冲击加速度峰值、冲击脉冲宽度、冲击响应谱：冲击加速度峰值是冲击过程中的最大加速度值，反映冲击强度——模具闭合时的冲击加速度若超过100m/s²，会导致模具镶件松动或定位销变形；冲击脉冲宽度是冲击信号从上升到峰值再下降至10%峰值的时间，宽度越窄（如<5ms），冲击的瞬时能量越大，对部件的损伤越严重（如液压阀换向时的水击现象）。

冲击响应谱是将冲击信号作用于一系列单自由度系统（不同固有频率），得到各系统的最大响应加速度，用于评估冲击对不同频率部件的影响——例如，模具的固有频率约为500Hz，若冲击响应谱在500Hz处的峰值超过80m/s²，说明该冲击会引发模具共振，加速模具疲劳。

振动的方向性测试要求

压铸机的振动是多方向的，需检测X（滑块运动方向，前后）、Y（导柱平行方向，左右）、Z（垂直地面方向，上下）三个正交方向：锁模机构的滑块振动主要在X方向（往复运动），若Y方向振动幅值超过X方向的50%，说明导柱与滑块的配合间隙过大（左右窜动）；压射系统的压射缸振动主要在X方向（轴向），若Z方向振动增大，可能是压射缸固定螺栓松动（垂直方向位移）；液压泵的振动通常在Y、Z方向更明显（泵的旋转不平衡），若X方向振动突然增大，需检查泵的进出口管路是否存在应力（管路拉扯导致轴向振动）。

需注意，不同方向的振动标准不同——例如，ISO 10816-3标准中，机架的Z方向振动有效值限值比X/Y方向低20%（垂直方向振动对地基影响更大）。

模态参数的识别与意义

模态参数反映压铸机结构的固有振动特性，包括固有频率、阻尼比、振型：固有频率是结构自身的振动频率，若激励频率（如电机基频）接近固有频率，会发生共振——某压铸机机架的固有频率为22Hz，主电机基频为25Hz，虽不直接共振，但运行中2倍基频（50Hz）接近机架第二阶固有频率（48Hz），导致机架振动幅值增大3倍；阻尼比是结构吸收振动能量的能力，阻尼比越小，共振时的振动幅度越大——压铸机机架的阻尼比通常在0.01-0.05之间，若阻尼比从0.03降至0.015，说明机架连接螺栓松动（结构刚度下降，阻尼减小）。

振型是结构在某阶固有频率下的振动形态——锁模机构的第一阶振型是滑块的前后摆动，第二阶是模板的上下弯曲，若振型测试中发现模板的弯曲振型幅值过大，需加固模板的中间支撑（增加结构刚度）。

液压系统的振动专项指标

液压系统是压铸机的动力源，其振动主要源于压力脉动和流量脉动：压力脉动是液压系统中压力的周期性波动，用脉动率（脉动幅值/平均压力×100%）衡量——压射系统的平均压力为15MPa，若压力脉动率超过5%（即脉动幅值>0.75MPa），会导致压射力不稳定，铸件致密度下降；流量脉动是液压泵输出流量的波动，用流量脉动率（脉动幅值/平均流量×100%）衡量——齿轮泵的流量脉动率通常为3%-5%，若超过8%，说明泵的齿轮齿面磨损（间隙增大，流量波动加剧）。

此外，液压阀的换向冲击需检测“压力超调量”——换向时压力从0升至工作压力的过程中，若超过工作压力的15%（如工作压力10MPa，超调至11.5MPa），会导致管路振动和密封件泄漏。

轴承与齿轮的故障特征频率

轴承和齿轮是压铸机的易损部件，其故障会产生特征频率：轴承的内圈故障频率fi=（n/60）×（z/2）×（1-d/D×cosα），外圈故障频率fo=（n/60）×（z/2）×（1+d/D×cosα），滚动体故障频率fb=（n/60）×（D/d）×（1-（d/D×cosα）²），保持架故障频率fc=（n/60）×（1-d/D×cosα）/z（n为转速，z为滚珠数，d为滚珠直径，D为节圆直径，α为接触角）——例如，某轴承n=1000rpm，z=8，d=10mm，D=50mm，α=0°，则fi≈53.3Hz，若频谱中出现53.3Hz的峰值，说明内圈损伤。

齿轮的故障特征频率包括啮合频率f啮合=z×n/60（z为齿数，n为主动轮转速）和边频带（间距为主动轮或从动轮的转速频率）——若啮合频率的幅值比正常状态高2倍以上，说明齿面磨损；若边频带增多且间距等于从动轮转速频率，说明从动轮存在偏心。例如，某齿轮箱的主动轮z=20，n=1200rpm，啮合频率f=20×1200/60=400Hz，若频谱中400Hz处幅值增大，且两侧出现间隔20Hz（从动轮转速1200rpm/60=20Hz）的边频带，说明从动轮齿距误差过大。