振動的位移、速度、加速度應該怎么選?


在開始之前……

    最近很多粉絲在我的公眾號粉絲群里提出關于軸承的振動分析的相關問題。事實上機械設備的振動分析是一個廣泛應用的領域,相關的理論體系和時間也十分完善,是一個很有價值的設備故障診斷手段。


    但是,我發(fā)現(xiàn)很多困擾工程師的振動分析問題,往往是一些基本概念問題。也許是前任理論體系太完善,實踐經驗太豐富的原因,工程師們在學習的時候往往直接掌握結論,對基本概念印象不深。后續(xù)的困惑往往發(fā)生在基本概念之上。既如此,我們就來聊聊。


    因此,各位必須清楚,之前之所以大家不愿意去理解基本概念的原因是感覺上基本概念和實際遇到問題的距離太遠,覺得浪費時間,直接記結論更直接實用。事實上并非如此,基本概念的扎實掌握再能讓后面的結論可以被得心應手的使用。另外,基本概念絕不等于枯燥的公式,不信大家慢慢看。

振動的位移、速度、加速度應該怎么選?的圖1

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振動的位移、速度、加速度測量應該選哪個?


    凡是做機械設備振動分析的人,都知道振動有位移、速度、加速度。但是啥時候用哪一個呢?為什么呢?(一些有經驗的工程師可以輕松回答第一個問題,那么“為什么”這個問題你想過么?)


    有的人隨便選一個,有的人不知道選哪一個于是全部的都選。這其實是對基本概念不理解造成的。選擇不當會造成診斷特征丟失,全部都選有時候會出現(xiàn)標準濫用,這都是不正確的做法。


    要解答上面的問題我們還是要回歸基本概念:振動的位移、速度、加速度是啥意思,分別代表什么?或者說物理含義是什么?


    說起來位移、速度、加速度是啥意思,貌似很簡單么。就位移就是距離咯;速度就是距離在時間維度上的微分咯,加速度就是速度在時間單位上的微分咯。但是理解基本概念不能僅此而已,有沒有想過,既然一個是另一個的微分或者積分,那么其實這三個測量是可以相互換算的?既然換算就好了,為啥搞三個?


偷偷說兩句……

是分開測量的嗎?

你以為傳感器真的就是全部都是將速度、位移、加速度分開測量的么?你怎么知道他們其實不是輸出的換算結果?吼吼,這個我不告訴你!


他們是什么關系

看到沒,所謂理解基本概念,絕不僅僅是知道它是啥,還需要知道其間的關系,以及為啥?知其然,知其所以然。



    好了,我沒有背誦概念,但是我想你們懂了我要說的是啥。但是要理解這幾個基本概念,還需要理解他們到底代表著啥?


振動的位移、速度、加速度應該怎么選?的圖2

    先翻翻書堆:振動的位移代表這振動時候的應力;振動的速度代表著振動時候的能量;振動的加速度代表著振動的沖擊量。


    理解一下:一根軸振動,振動的偏移量(位移)是啥意思。一根軸,一端固定,另一端被偏移了,這個偏移量是力導致的,軸內部應力是這個里的反力。雖然這個解釋科學上不嚴密,但是有助于理解。


    相應的,我們按照這個思路去理解速度和加速度。





    那么回到本文主題,實際工況中該如何選呢?

振動的位移、速度、加速度應該怎么選?的圖3

    還是先翻翻書堆:轉頻小于10赫茲(低速)的時候使用振動位移量,轉頻在10-1000赫茲(中速)的時候用振動速度量,轉頻大于1000赫茲(高速)的時候用振動加速度量。


    理解一下:理解這個概念就是要明白為什么?在低速的時候,設備在振動影響下,內部應力的極限是對設備影響最大的因素;在中速下,設備振動的能量是對設備影響最大的因素;在高速下振動的沖擊對設備的影響最大。因此,我們在低速的時候關注振動的位移量;在中速的時候關注振動的速度量;在高速的時候關注振動的加速度量。


振動的位移、速度、加速度應該怎么選?的圖4


    至此,本文的提問算是講清楚了。但是:位移、速度、加速度該用什么值?為什么?


    另外,工況中振動測量的不同測點位置測量值是不一樣的,為啥?測量的時候該如何選?。?/span>


    這篇文章是講不清楚了,下篇見!



各位看官有任何

關于軸承應用的問題,

可以給公眾號留言,

或者加微信提問交流。


公眾號:bearing_zjz

微信:fjldty

振動的位移、速度、加速度應該怎么選?的圖5




振動的位移、速度、加速度應該怎么選?的圖6


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