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振动测量基础知识

1. 常用的振动测量参数

常用的振动测量参数有振幅、振动速度(振速)、振动加速度。对应单位表示为:mm、mm/s、mm/s²。 

振幅是表象,定义为在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大位移。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量,单位用米或厘米表示。它描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。系统振动中最大动态位移,称为振幅。在下图中,位移y表示波的振幅。振动速度反映的是振动能量的大小,振动加速度则表征的是转子激振力的大小程度。

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λ=wavelength,y=amplitude

2. 位移、速度、加速度三者的区别

位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言,位移的测量能够直接反映轴承/固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析汽轮机上滑动轴承的位移,可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。

表达上三者均为正弦曲线,分别有90度,180度的相位差。现场应用上,对于低速设备(转速小于1000rpm)来说,位移是最好的测量方法。而那些加速度很小,其位移较大的设备,一般采用折衷的方法,即采用速度测量,对于高速度或高频设备,有时尽管位移很小,速度也适中,但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。


3. 现场的一般选用原则

振动位移:与频率f无关,特别适合低频振动(<10Hz))选用,一般用于低转速机械的振动评定。

振动速度:速度V=Xω,与频率f成正比,通常推荐选用,一般用于中速转动机械(或中频振动(10~1000Hz))的振动评定。

振动加速度:A==Xω²,与频率成正比,特别适合高频振动选用,一般用于高速转动机械(或高频振动(>1000Hz))的振动评定。

其中:

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工程上对于大多数机器来说,最佳诊断参数是速度(速度的有效值),因为它是反映诊断强度的理想参数,表征的是振动的能量;所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。振幅相同的设备,它的振动状态可能不同,所以引入了振速。加速度是用的峰值,表征振动中冲击力的大小。




END

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