在机械振动测量中,*常测量和评价的是振速(振动速度)。
为什么振速(振动速度)是*常用的指标?
核心原因:振速*能直接反映设备疲劳损伤的能量和烈度。
与破坏能量直接相关:振动对设备的破坏,主要是由疲劳引起的。疲劳损伤的速率与构件内部的应力水平相关,而应力又与振动速度成正比。因此,振动速度的有效值(RMS)是评估机械疲劳损伤潜力的一个非常好的指标。
国际标准的基?。壕蠖嗍攵孕嫡穸叶绕兰鄣墓时曜迹ㄈ?有名的 ISO 10816
系列)都是以振动速度的有效值(RMS)作为评判基准。它们根据振速的大小,将设备状态划分为“良好”、“满意”、“不满意”和“危险”等区域。
频率敏感性均衡:在通常的旋转机械工作转速范围内(600 RPM ~ 60,000
RPM),振速量值对频率的变化不敏感。这意味着,对于一个给定的振动速度值,无论是在低频还是高频,它所代表的破坏潜力是相似的。相比之下,振幅对低频更敏感,加速度对高频更敏感。
什么时候测量振幅(位移)?
振幅反映了振动部件离开其平衡位置的*大距离。
主要应用场景:
低频振动关注点:当振动频率很低(通常<10
Hz)时,产生的振速和加速度值都会很小,但位移(振幅)可能已经很大。例如,大型结构(如桥梁、高楼)的晃动,更关心的是振幅。
评估动态间隙:对于需要检查旋转部件与静止部件之间间隙的场合(如透平机械),振幅是直接相关的参数。你必须确保振幅不会大到导致碰撞。
衡量外观质量:对于一些需要控制外观抖动的设备,振幅(位移)是更直观的指标。
什么时候测量加速度?
加速度反映了振动力的剧烈程度,与作用力直接相关(牛顿**定律 F=ma)。
主要应用场景:
高频振动与冲击:对于高频振动现象(通常>1,000
Hz),如齿轮啮合故障、轴承损坏的早期阶段、冲击等,加速度是优选的测量参数。因为这些故障会产生高频振动成分,在加速度信号中表现得*明显。
结构力与噪声:加速度与设备所受的动态力直接相关,因此常用于计算结构载荷、进行模态分析以及研究与力相关的噪声(NVH)问题。
滚动轴承和齿轮箱诊断:这是加速度测量*主要的应用领域。**的振动分析(如包络解调分析)通?;诩铀俣刃藕?,可以非常有效地诊断出轴承点蚀、齿轮断齿等早期故障。
结论:
对于绝大多数通用旋转机械(如泵、风机、电机)的常规状态监测和健康评估,测量振动速度(振速)是*通用、*有效的标准方法。而当需要进行深入的故障诊断,特别是针对轴承和齿轮时,则必须使用加速度信号进行分析。振幅则更多应用于对低频和间隙有特殊要求的场合。
在实际的振动分析仪中,传感器(加速度计)测量的是加速度,实时为您显示振速和位移的值,以满足不同的分析需求。