機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)中位移、速度和加速度參數(shù)的選擇--測(cè)振儀系列知識(shí)講座七

一般認(rèn)為，對(duì)振動(dòng)頻率在10Hz以下，位移量較大的低頻振動(dòng)，選擇位移為檢測(cè)量。另外對(duì)于某些高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)器的振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)精度要求較高時(shí)，也用位移來(lái)衡量。

對(duì)于多數(shù)機(jī)器來(lái)說(shuō)，都用速度來(lái)評(píng)價(jià)其振動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)驗(yàn)表明在覆蓋10Hz～1000Hz的頻帶上，速度測(cè)量完整地表示了機(jī)器振動(dòng)的嚴(yán)重程度。

而加速度測(cè)量的適用范圍可以達(dá)到10 000Hz以上，對(duì)于寬頻帶測(cè)量、高頻振動(dòng)和存在沖擊振動(dòng)的場(chǎng)合下都測(cè)量加速度。

當(dāng)齒輪、滾動(dòng)軸承等出現(xiàn)剝落、磨損等缺陷時(shí)，往往首先在高頻段出現(xiàn)故障信息，只有當(dāng)故障比較明顯時(shí)，才能在低頻段反映出來(lái)，因此，通過(guò)檢測(cè)加速度，可以有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備早期缺陷。

檢測(cè)實(shí)踐中，往往對(duì)位移、速度和加速度進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量。

圖2-5  位移、速度和加速度參數(shù)的選擇

圖2-5描述的是同一部機(jī)器的同一工況用三種傳感器測(cè)量的幅頻圖，三者均可用于機(jī)器狀況的監(jiān)測(cè)。但是速度計(jì)給出一個(gè)近似水平的譜，它所需的動(dòng)態(tài)范圍小，因此，針對(duì)這一實(shí)際測(cè)量，速度計(jì)被稱為“最佳參數(shù)”。而對(duì)用位移計(jì)、加速度計(jì)測(cè)量，為了描述所有分量的變化，必須采用大得多的動(dòng)態(tài)范圍。

位移、速度和加速度的工程單位見表2-2所示。

表2-2  振動(dòng)測(cè)量的工程單位

注：工程中，測(cè)量加速度時(shí)，常使用g做計(jì)量單位，1g= 9.81 m/s²。

振動(dòng)量單位及單位變換:

1）絕對(duì)單位制—— 位移，mm。速度，m/s。加速度，m/s²、g。

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)度常由速度值度量；高頻時(shí)則由加速度值度量。

2）相對(duì)單位制—— 分貝(dB)。

    它與絕對(duì)單位制比較，相對(duì)單位制的特點(diǎn)：擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)范圍，簡(jiǎn)化了計(jì)算。實(shí)質(zhì)上，它是對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行了加權(quán)的運(yùn)算，即對(duì)較強(qiáng)的測(cè)量信號(hào)給予小的加權(quán)，而對(duì)對(duì)較弱的測(cè)量信號(hào)給予大的加權(quán)，以凸出顯示較弱的測(cè)量信號(hào)，詳情請(qǐng)見圖2-6所示。

相對(duì)單位制用“級(jí)”表示，常用幾何級(jí)，又稱對(duì)數(shù)級(jí)，工程單位以分貝(dB)來(lái)表示：

                       (2-17)

從上式中可見，分貝是一個(gè)“級(jí)值”相對(duì)于“參考級(jí)值”的比率，因此它是無(wú)量綱。

比率與分貝之間關(guān)系詳見表2-2所示。

表2-2 比率與分貝的關(guān)系