編輯

?

在軸承的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，經(jīng)常會(huì)使用振動(dòng)信號進(jìn)行分析。振動(dòng)分析常用的量包括振動(dòng)的位移、振動(dòng)的速度和振動(dòng)的加速度。

在以前的文章中我們介紹過振動(dòng)位移、速度、加速度信號在進(jìn)行振動(dòng)分析中的選擇及其原則。事實(shí)上，只要了解這三者的本質(zhì)含義和差異，那么這些對應(yīng)的選擇問題就迎刃而解了。因此本文從振動(dòng)的位移、速度、加速度的含義和關(guān)系方面進(jìn)行一定的介紹。

振動(dòng)位移、速度、加速度的定義以及關(guān)系

首先，假設(shè)某質(zhì)點(diǎn)初始位置為橫軸上某個(gè)位置，當(dāng)振動(dòng)開始之后，質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻距離在振動(dòng)方向上和初始位置之間的距離差A(yù)就是位移。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)這個(gè)位置所有時(shí)間t，那么此時(shí)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度就是A對t的微分。同樣的邏輯，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度對于時(shí)間的微分就是振動(dòng)的加速度。相反的，振動(dòng)的加速度是振動(dòng)速度對時(shí)間的積分，振動(dòng)的速度是振動(dòng)位移對時(shí)間的積分。

上面的圖是這個(gè)振動(dòng)的時(shí)域圖，不難發(fā)現(xiàn)，這個(gè)振動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)距離原始點(diǎn)最大的距離A是正弦波的幅值。這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在通過0位置的時(shí)候，速度達(dá)到最大值。質(zhì)點(diǎn)在前一個(gè)峰值的地方，達(dá)到加速的最大值。換言之就是振動(dòng)的速度超前位移90°，振動(dòng)的加速度超前速度90°。

振動(dòng)位移為什么用峰峰值？

從前面的定義可以看出，振動(dòng)的位移是振動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)距離初始位置之間的距離。在整個(gè)時(shí)域中，振動(dòng)的位置不斷變化，每時(shí)每刻都有一個(gè)位移值。其中，質(zhì)點(diǎn)距離初始位置最遠(yuǎn)的距離，對于機(jī)械設(shè)備來說，在整個(gè)振動(dòng)所有位移值中，是影響最大的。同時(shí)對于一個(gè)振動(dòng)而言，設(shè)備經(jīng)歷的最大變形量是兩個(gè)峰值之間的距離，也就是這個(gè)振動(dòng)位移量的峰峰值。在上圖的振動(dòng)波形中就是橫軸兩側(cè)，振動(dòng)幅值的絕對值之和。設(shè)備經(jīng)歷振動(dòng)的最大變形量對設(shè)備自身的影響最大，因此在對振動(dòng)進(jìn)行位移值測量的時(shí)候，一般取峰峰值。

振動(dòng)的速度為什么用有效值？

在振動(dòng)速度的含義里我們介紹了，振動(dòng)的位移對時(shí)間的微分就是振動(dòng)的速度。從物理含義上來看，振動(dòng)的速度涵蓋了振動(dòng)的位移和頻率兩個(gè)因素。有效值的概念其實(shí)是一個(gè)等效的概念，將一個(gè)交變的量等效為一個(gè)等效值。對于振動(dòng)而言，我們知道振動(dòng)速度是一個(gè)往復(fù)交變量，因此我們用一個(gè)有效值等效速度實(shí)際值，代表這段時(shí)間內(nèi)振動(dòng)的速度情況。

當(dāng)然速度值也有峰峰值，可是對于一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，速度的峰峰值對設(shè)備的影響在峰峰值出現(xiàn)的時(shí)候發(fā)生，無法描述振動(dòng)速度的總體，因此我們用有效值來等效。

(運(yùn)轉(zhuǎn)世界大國龍騰 龍出東方 騰達(dá)天下 龍騰三類調(diào)心滾子軸承 劉興邦C E MB MA）

振動(dòng)的加速度為什么用峰值？

編輯

?

在一段振動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)速度的變化越劇烈，對材質(zhì)本身的影響越大，考慮振動(dòng)對設(shè)備的影響，取振動(dòng)加速度的峰值來衡量振動(dòng)加速度對設(shè)備的影響。

事實(shí)上，如果讀者用質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量乘以加速度就會(huì)得到一個(gè)力的單位。不難發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)的加速度實(shí)際上是振動(dòng)的“沖擊性”，對設(shè)備的最大沖擊，就是這個(gè)沖擊量的峰值。

為什么低速振動(dòng)用位移信號？中速運(yùn)動(dòng)用速度信號？高速運(yùn)動(dòng)用加速度信號？

從振動(dòng)位移、速度、加速度量的介紹中我們知道：

振動(dòng)的位移量主要考慮了振動(dòng)的幅值；

振動(dòng)的速度考慮了振動(dòng)幅值和頻率；

振動(dòng)的加速度考慮了振動(dòng)的幅值、頻率以及頻率變化。

因此可以發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)的加速度對振動(dòng)的頻率敏感性最高，速度其次，再次是位移。

編輯

?