通常用來描述振動(dòng)響應(yīng)的三個(gè)參數(shù)是位移、速度和加速度。一般情況下,低頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由位移值度量;中頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由速度值度量;高頻時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度由加速度值度量。對(duì)大多數(shù)機(jī)器來說,*佳參數(shù)是速度,這是許多標(biāo)準(zhǔn)(如VDI2056)采用該系數(shù)的原因之一。但是,另外一些標(biāo)準(zhǔn)(如VDI2059)都采用相對(duì)位移參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,這在發(fā)電、石化工業(yè)的機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)中用的*多。對(duì)于軸承和齒輪部件的高頻振動(dòng)監(jiān)測(cè)來說,加速度卻是*合適的監(jiān)測(cè)參數(shù)。
表征振動(dòng)的參量有加速度、速度和位移三個(gè)量,它們之間表現(xiàn)為微積分關(guān)系,對(duì)單一頻率分量:am、Vm、dm 分別為振動(dòng)速度、速度、位移振幅??梢?,振動(dòng)位移隨頻率的升高有極大的衰減,而振動(dòng)加速度隨頻率的降低有極大的衰減。這就決定了檢測(cè)低頻故障需檢測(cè)振動(dòng)位移的變化,而檢測(cè)高頻故障需檢測(cè)振動(dòng)加速度的變化,而振動(dòng)速度可說是二者的折中,這也是寬帶測(cè)量中,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2372以振動(dòng)速度作為參變量的原因。
表征振動(dòng)位移、速度、加速度波形參數(shù),常用的有峰值(峰-峰值)、有效值、平均值,以值表示振動(dòng)的量級(jí),見下圖。選定振動(dòng)變量后,確定振動(dòng)波形表征參量也是正確判定故障的重要內(nèi)容。
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峰值是指,波形上與零線的*大偏移值,它在指示短時(shí)連續(xù)沖擊的能級(jí)上特別有價(jià)值,一般用于加速度測(cè)量。
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峰-峰值是指,振動(dòng)波形的*大偏移量,它反映機(jī)器的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度,尤其在低頻段,機(jī)構(gòu)的破壞直接與之有關(guān),故它一般用于位移測(cè)量,尤其是在低速大型設(shè)備振動(dòng)測(cè)量上。
振動(dòng)量的表示有優(yōu)良單位制與相對(duì)單位制。優(yōu)良單位制能夠客觀地評(píng)定振動(dòng)的大小,一般用MKS制表示,即:位移的單位以m表示;速度的單位以m/s表示;加速度的單位以m/s2表示。
如前所述,工程上位移單位常以微米 (μm) 表承,速度單位以厘米/秒 (cm/s) 表示,加速度單位以重力加速度G(980cm/s2) 來表示。
相對(duì)單位制用“級(jí)”來表示,級(jí)又分為算術(shù)級(jí)和幾何級(jí)兩種形式。算術(shù)級(jí)又稱為倍數(shù)級(jí),用一倍、二倍、十倍、百倍等等表示;幾何級(jí)又稱為對(duì)數(shù)級(jí),以分貝 (dB) 表示。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)通常多采用分貝,使數(shù)量級(jí)大大縮小,同時(shí)使計(jì)算過程簡(jiǎn)化,使乘除關(guān)系變成加減運(yùn)算。結(jié)構(gòu)物和機(jī)器在任何時(shí)候都在振動(dòng)著。只要振動(dòng)不影響機(jī)器的工作精度和機(jī)器的工作壽命,不產(chǎn)生過大的噪聲,或未對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生過大的不佳影響等,則此種振動(dòng)是允許的。因此。為了衡量機(jī)器的運(yùn)行質(zhì)量就需要制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來確定允許的振動(dòng)烈度,即確定振動(dòng)烈度的界限。
機(jī)器的振動(dòng)烈度定義為:在機(jī)器表面的重要位置上(例如:軸承、安裝點(diǎn)處等)沿垂向、縱向、橫向三個(gè)方向上,所測(cè)得的振動(dòng)速度的*大有效值。
對(duì)于振動(dòng)速度為簡(jiǎn)諧振動(dòng),其振動(dòng)速度有效值用下式計(jì)算
在
標(biāo)準(zhǔn)中軸承座的振幅應(yīng)取轉(zhuǎn)子的各軸承座三個(gè)測(cè)點(diǎn)中*大的振幅值。同時(shí),可以通過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)說明,振幅標(biāo)準(zhǔn)值是隨轉(zhuǎn)速變化而變化的,轉(zhuǎn)速越高,標(biāo)準(zhǔn)值越低。因此,現(xiàn)在通常不采用測(cè)量位移來判斷設(shè)備的好壞,而振動(dòng)的速度有效值是與設(shè)備的轉(zhuǎn)速無關(guān)的,它確能反映設(shè)備的*大破壞能量。
可以看出,雖然轉(zhuǎn)速越高,允許振幅越小,但是振動(dòng)速度的有效值Vrms是不變的。換句話說,無論轉(zhuǎn)速高低,準(zhǔn)則是一個(gè),或者說只允許某種振動(dòng)能量,這種振動(dòng)能量大小,是用振動(dòng)速度的平方表征的。