在機(jī)械振動測量中,*常測量和評價的是振速(振動速度)。
為什么振速(振動速度)是*常用的指標(biāo)?
核心原因:振速*能直接反映設(shè)備疲勞損傷的能量和烈度。
與破壞能量直接相關(guān):振動對設(shè)備的破壞,主要是由疲勞引起的。疲勞損傷的速率與構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力水平相關(guān),而應(yīng)力又與振動速度成正比。因此,振動速度的有效值(RMS)是評估機(jī)械疲勞損傷潛力的一個非常好的指標(biāo)。
國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ):絕大多數(shù)針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動烈度評價的國際標(biāo)準(zhǔn)(如*有名的 ISO 10816
系列)都是以振動速度的有效值(RMS)作為評判基準(zhǔn)。它們根據(jù)振速的大小,將設(shè)備狀態(tài)劃分為“良好”、“滿意”、“不滿意”和“危險”等區(qū)域。
頻率敏感性均衡:在通常的旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(600 RPM ~ 60,000
RPM),振速量值對頻率的變化不敏感。這意味著,對于一個給定的振動速度值,無論是在低頻還是高頻,它所代表的破壞潛力是相似的。相比之下,振幅對低頻更敏感,加速度對高頻更敏感。
什么時候測量振幅(位移)?
振幅反映了振動部件離開其平衡位置的*大距離。
主要應(yīng)用場景:
低頻振動關(guān)注點(diǎn):當(dāng)振動頻率很低(通常<10
Hz)時,產(chǎn)生的振速和加速度值都會很小,但位移(振幅)可能已經(jīng)很大。例如,大型結(jié)構(gòu)(如橋梁、高樓)的晃動,更關(guān)心的是振幅。
評估動態(tài)間隙:對于需要檢查旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件之間間隙的場合(如透平機(jī)械),振幅是直接相關(guān)的參數(shù)。你必須確保振幅不會大到導(dǎo)致碰撞。
衡量外觀質(zhì)量:對于一些需要控制外觀抖動的設(shè)備,振幅(位移)是更直觀的指標(biāo)。
什么時候測量加速度?
加速度反映了振動力的劇烈程度,與作用力直接相關(guān)(牛頓**定律 F=ma)。
主要應(yīng)用場景:
高頻振動與沖擊:對于高頻振動現(xiàn)象(通常>1,000
Hz),如齒輪嚙合故障、軸承損壞的早期階段、沖擊等,加速度是優(yōu)選的測量參數(shù)。因為這些故障會產(chǎn)生高頻振動成分,在加速度信號中表現(xiàn)得*明顯。
結(jié)構(gòu)力與噪聲:加速度與設(shè)備所受的動態(tài)力直接相關(guān),因此常用于計算結(jié)構(gòu)載荷、進(jìn)行模態(tài)分析以及研究與力相關(guān)的噪聲(NVH)問題。
滾動軸承和齒輪箱診斷:這是加速度測量*主要的應(yīng)用領(lǐng)域。**的振動分析(如包絡(luò)解調(diào)分析)通?;诩铀俣刃盘?,可以非常有效地診斷出軸承點(diǎn)蝕、齒輪斷齒等早期故障。
結(jié)論:
對于絕大多數(shù)通用旋轉(zhuǎn)機(jī)械(如泵、風(fēng)機(jī)、電機(jī))的常規(guī)狀態(tài)監(jiān)測和健康評估,測量振動速度(振速)是*通用、*有效的標(biāo)準(zhǔn)方法。而當(dāng)需要進(jìn)行深入的故障診斷,特別是針對軸承和齒輪時,則必須使用加速度信號進(jìn)行分析。振幅則更多應(yīng)用于對低頻和間隙有特殊要求的場合。
在實際的振動分析儀中,傳感器(加速度計)測量的是加速度,實時為您顯示振速和位移的值,以滿足不同的分析需求。