振动幅度和振动烈度之间的关系

振动幅度和振动烈度

振动幅度、振动烈度是振动标准中的通用术语，是描述一台机器振动状态的特征量（大机组不完全如此）。可以认为，振动烈度就是振动速度的有效值；振动幅度就是振动位移的峰峰值。

由高中物理可知：已知简谐振动位移

X = A cos（ωt + Ф）

X: 振动幅度的瞬时值

A: 振动幅度的最大

值ω: 振动幅度的角

速度

Ф: 振动幅度的初相位

则振动的速度： V = dX/dt = - Aωsin（ωt + Ф）；对位移进行微分

则振动的加速度：a = dV/dt = - Aωωcos（ωt + Ф）；对速度进行微分

当不考虑相位关系时

振动的速度：V = A ω = A×2πf； f：信号的频率

振动的加速度： a = V ω = A ωω= A×（2πf）2

振动的幅度和振动的速度（烈度）之间的关系，可以想象为一个人在一条中心线的两边来回走动，物理上称之为简谐振动。

1．振动幅度一定时，频率越高，振动的烈度值越大。

可以理解为：振幅一定（需要往返走相同的距离），频率越高（往返次数越多，要求的时间越短），振动速度越大（走的越快）。

2．振动烈度一定时，频率越高，振动值越小。

可以理解为：

烈度一定时（走的速度固定），频率越高（往返次数越多），振动值越小（离中心线两边的距离越短）。

常用振动 - 烈度对照表振动 -- 烈度对照表 (um -- mm/s)

爆破振速监测

爆破振速监测 （1）监测目的 隧道施工对地面建筑的影响主要有两个方面：地表不均匀沉降和爆破振动，当这两者的作用超过建筑的承受能力，会造成楼房等地表建筑的开裂，后果非常严重。其中，爆破振动具有瞬时性，是居民对隧道施工最直接的感受，对居民的生活产生较大干扰同时也引发居民对建筑安全的担心和质疑。因此必须进行爆破振动监测，严格将爆破震动危害控制在允许的范围内，监测对象安全评价，为后续施工提供精确可靠的数据和指导后续施工爆破方案设计等是爆破振动监测的主要目的。 （2）工作内容 工作内容为对爆破影响范围内需保护的建（构）筑物进行实时振动监测，确保振速控制在规范规定和建、构筑物安全范围内，具体的工作内容有：现场熟悉、了解和掌握场址影响区范围内构筑物状况；配备先进监测设备、按有关规范对爆破影响区建（构）筑物进行爆破振动监测，对监测数据进行处理分析： A.对振动技术参数即频率、振幅、周期、振动时间、振动相位等的 监测。 B.对振动量即速度、加速度、位移等物理量的监测。 （3）爆破振动监测原理 爆破振动监测原理如流程图 由于炸药在岩石中的爆炸作用，使安装布置在监测质点上的传感器随质点振动而振动，使传感器内部的磁系统、空气隙、线圈之间作相对的运动，变成电动势信号，电动势信号通过导线输入可变增益放大器将信号放大，进入AD转换，再通过时钟、触发电路，同时也通过存储器信号保护，再通过CPU系统输入计算机，采用波形显示和数据处理软件进行波形分析和数据处理。

（4）监测方法 爆破振动监测是实时监测，所以在爆破前根据实地调查结果进行细致的准备工作，并严格按照工作流程进行工作。 为确保监测的准确可靠，首先对爆破点附近的监测对象进行详细准确的调查后，确定监测对象，然后在爆破前对监测系统进行检查、检测和标定，同时根据监测对象与爆破点相对位置关系，确定测点位置及布置方法，提前进入现场进行安置，根据爆破时间进行监测。 A 测点布置 根据设计要求，将爆破振动测点布置在所需监测的地表、建筑物结构支撑柱、隧道侧壁上。安装传感器时必须安装稳固，否则质点的速度监测数据将产生失真现象，一般采用石膏固定传感器效果较好。还应注意对传感器的保护，使其避免受到爆破碎石或其它物体的物理性损伤。另外必须注意传感器的方向性。 a、测点布置遵循的原则 最大振动断面发生的位置和方向监测； 爆破地震效应跟踪监测； 爆破地震波衰减规律监测。 b、测点的布置方法 按照上述原则和爆破地震的传播规律和以往的经验，隧道爆破振动监测点布置在隧道一侧底部，每次监测选择离爆破点最近的2个测点，每个测点布置垂直方向、水平方向和水平切向的传感器；地面建构筑物的测点布置在距爆破中心最近的建构筑物及其地表面，即靠近开挖隧道一侧（迎爆面）。 对于建构筑物测点选取基础上表面，若基础埋于土层下，则选择最近基础且坚实的散水作为测点。 B 监测 a、爆破振动速度监测系统 爆破振动速度测量系统一般由拾振器（或测振仪配合传感器）和记录器（包括计时器）两个部分组成。

振动测量与计算

振动测量与计算 1、常用的振动测量参数有振幅、振动速度(振速) 、振动加速度。对应单位表示为：mm 、mm/s 、mm/(s 2)。 振幅是表象，定义为在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大 位移。振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量，单位用 米或厘米表示。它描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。系统振动中最大动态位移，称为振幅。 在下图中，位移y 表示波的振幅。 速度和加速度是转子激振力的程度。 2、三者的区别：位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就

概念而言，位移的测量能够直接反映轴承/ 固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析汽轮机上滑动轴承的位移，可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线，分别有90 度，180度的相位差。现场应用上，对于低速设备（转速小于1000rpm）来说，位移是最好的测量方法。而那些加速度很小，其位移较大的设备，一般采用折衷的方法，即采用速度测量，对于高速度或高频设备，有时尽管位移很小，速度也适中，但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。 3、现场一般选用原则如下： mm 振动位移：与频率f 无关，特别适合低频振动（<10Hz ））选用，一般用于低转速机械的振动评定 mm/s 振动速度：速度V=X ω，与频率f 成正比，通常推荐选用 一般用于中速转动机械（或中频振动（10~1000Hz ））的振动评定 mm/ （s2）振动加速度：A=V ω=Xω 2与频率f 2成正比，特别适合高频振 动选用；一般用于高速转动机械（或高频振动（>1000Hz ））的振动评定。其中：ω =2 πf 4、工程上对于大多数机器来说，最佳诊断参数是速度（速度的有效值），因为它是反映诊断强度的理想参数，表征的是振动的能量；所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值作为判别参数。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 5、振速与位移换算

何谓振幅振动速度振速振动加速度

何谓振幅振动速度振速振动加速度 振动一般可以用以下三个单位表示：mm、mm/s、mm/s2。 振幅、振动速度（振速）、振动加速度。 振幅是表象，速度和加速度是转子激振力的程度。 mm振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s振动速度：一般用于中速转动机械的振动评定；mm/s2 振动加速度：一般用于高速转动机械的振动评定。 工程实用的振动速度是速度的有效值，表征的是振动的能量；加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 振幅理解成路程，单位是mm；把振速理解成速度，单位是mm/s；振动加速度理解成运动加速度，单位mm/s2。速度描述的是运动快慢；振速就是振动快慢，一秒内能产生的振幅。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。 位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言,位移的测量能够直接反映轴承固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析透平机上滑动轴承的位移,可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线,分别有90度,180度的相位差。现场应用上,对于低速设备(转速小于1000RPM)来说,位移是最好的测量方法。而那些加速度很小,其位移较大的设备,一般采用折衷的方法,即采用速度测量,对于高速度或高频设备,有时尽管位移很小,速度也适中,但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。另外还需要了解传感器的工作原理及应用选择,提及一点,例如采用涡流传感器测量的位移和应用加速度传感器通过两次积分输出的位移所得到的东西是完全不一样的。涡流传感器测量轴承与轴杆之间的相对运动,加速度传感器测量轴承顶部的振动,然后转换成位移。如整个轴承振动的很厉害,轴与轴承的相对运动很小,涡流传感器就不能反应出这样的状态,而加速度传感器则可以。两种传感器测量两种不同的现象。理解了这些,你就能明白为什么许多有经验的工程师将涡流传感器和

振动监测参数及标准(特选参考)

机械设备振动监测参数及标准 一、振动诊断标准的制定依据 1、振动诊断标准的参数类型 通常，我们用来描述振动的参数有三个：位移、速度、加速度。一般情况下，低频振动采用位移，中频振动采用速度，高频振动采用加速度。 诊断参数在选择时主要应根据检测目的而选择。如需要关注的是设备零部件的位置精度或变形引起的破坏时、应选择振动位移的峰值，因为峰值反映的是位置变化的极限值；如需关注的是惯性力造成的影响时，则应选择加速度，因为加速度与惯性力成正比；如关注的是零件的疲劳破坏则应选择振动速度的均方根值，因为疲劳寿命主要取决于零件的变形能量与载荷的循环速度，振动速度的均方根值正好是它们的反映。 2、振动诊断标准的理论依据 各种旋转机械的振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响。振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳。这种损伤多属于动力学的振动疲劳。它在相当短的时间产生，并迅速发展扩大，因此，我们应十分重视振动引起的疲劳破坏。

美国的齿轮制造协会（AGMA ）曾对滚动轴承提出了一条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。 图中可见，在低频区（10Hz 以下），是以位移作为振动标准，中频（10~1000Hz ）是以速度作为振动标准，而在高频区（1KHz 以上）则以加速度作为振动标准。 理论证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动所产生的能量与振动的平方成正比。由于能量传递的结果造成了磨损好其他缺陷，因此，在振动诊断判定标准中，是以速度为准比较适宜。 而对于低频振动，，主要应考虑由于位移造成的破坏，其实质是疲劳强度的破坏，而非能量性的破坏。但对于1KHz 以上的高频振动，则主要考虑冲击脉冲以及原件共振的影位移恒定 一定的速度 加速度恒 定

声学中波动方程的建立

田佳星海洋技术１2０200４１049 今天我介绍一下声学中波动方程得建立。我们首先介绍一下声学得基本概念。 声波就是机械振动状态在介质中得传播。存在声波得空间称为声场。理论上描述声场需要引入一些物理量:声压、位移、振速、密度压缩量与相位等。通常采用上述各物理量得时空分布函数描述声场。下面对这些物理量作简要介绍。 1、基本概念 １) 声压(标量) 声波为压缩波。描述“压缩”过程得一个物理量就是压强。然而,声波就是声扰动(如振动源)引起介质中得压强发生变化得部分。因此,我们引入声压得概念: 声压为介质压强得变化量: (2-1) 其中,就是压强,就是介质中得静态压强。 声压就是描述波动得物理量。为使用方便,还由声压引入了瞬时声压、峰值声压与有效声压。 声场中某瞬时得声压称为瞬时声压。一定时间间隔内得最大瞬时声压称为峰值声压。瞬时声压在一定时间间隔内得均方根值称为有效声压,即 (2-2) 对简谐声波,、与相互之间得关系与电压可作相同类比,即 。 一般仪器仪表测得就是有效声压。 2) 位移与振速(矢量) 质点位移就是指介质质点离开其平衡位置得距离、质点振速就是介质质点瞬时振动得速度。两者均就是有大小与方向得量,即矢量,相互关系为 (２—3) 对简谐振动,位移与振速都满足如下关系: , (2—４a) , (2-4b) 其中,与分别为位移幅值与振速幅值。

需要注意得就是区分质点振速与声传播速度。声传播速度就是指振动状态在介质中传播得速度,而质点振速就是指在给定时间与给定空间位置得某一质点得振动速度。 ３) 密度与压缩量 密度得变化也就是描述声波得一个物理量。这里引入压缩量得概念: (２-5) 其中,密度,为静态密度,为密度改变量。 压缩量s得含义为介质密度得相对变化量、 ４) 相位 为描写简谐振动而引入得物理量。它描述质点简谐振动得状态。质点振动得一个周期对应着相位0—2π、相位与质点振动状态有一一对应得关系。 声波就是振动状态在介质中得传播,而相位描述得就是质点简谐振动得状态、由此可见相位在声场描述中得重要性。 以上物理量并不就是独立得,如根据位移由(２－3)式可以求出振速。实际应用时可根据需要选择使用哪些物理量来描述,如对简谐声波,只需要位移幅值与相位就可导出振速、加速度等基本物理量;更进一步,如果已知介质条件,只要知道位移幅值与相位得初值,就可计算声场得时空分布函数了。 2. 理想流体介质中得小振幅波 本节先建立描述声波得基本方程-波动方程,并讨论波动方程得线性特性;然后分别介绍波动方程在几种简单介质条件下得解－行波解、平面波解、球面波解与柱面波解,并对各种解中相关得物理量,如声场中得能量、介质特性阻抗与声阻抗率、相速度与群速度等概念,进行讨论,并重点分析在水声物理中应用较多得平面波在两种不同均匀介质界面上得反射与折射现象。 一、波动方程 ２、1建立波动方程 为更清楚地了解声波得物理本质,我们先对介质条件与声波做出一定得限制,而得到形式简洁得波动方程,并通过它认识声波得物理本质。在后续得学习与研究过程中,将不断引入更为复杂得介质条件与放宽对声波得限制,再进行研究、这也就是物理中研究常用得方法之一。 假设条件: ?介质静止、均匀、连续得; ?介质就是理想流体介质,即忽略粘滞性与热传导; ?声波就是小振幅波。

新版振动标准-新版.pdf

振动标准 （一）按照振动烈度的评定标准 (1)ISO2372： 振动烈度分级范围各类机器的级别 分贝（db）Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类 振动烈度 （mm/s） 1.2-1.8 101-105 B B A A 1.8- 2.8 105-109 C B B A 2.8-4.5 109-113 C C B B 4.5-7.1 113-117 D C C B 7.1-11.2 117-121 D D C C 11.2-18 121-125 D D D C 18-28 125-129 D D D D 28-45 129-133 D D D D 45-71 133-139 D D D D Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。 Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 A级：优良，振动在良好限值以下，认为振动状态良好。 B级：合格，振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。 C级：尚合格，振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。 D级：不合格，振动超过停机限值，应立即停机。

振动烈度是以人们可感觉的门槛值0.071mm/s为起点，到71mm/s的范围内分为15个量级，相邻两个烈度量级的比约为 1.6，即相差4分贝。 （2）ISO3945： 该标准为大型旋转机械的机械振动─现场振动烈度的测量和评定。在规定评定准则时，考虑了机器的性能，机器振动引起的应力和安全运行需要，同时也考虑了机器振动对人的影响和对周围环境的影响以及测量仪表的特性因素。显然，在机器表面测得的机械振动，并不是在任何情况下都能代表关键零部件的实际振动应力、运动状态或机器传递给周围结构的振动力。在有特殊要求时，应测量其它参数。下表给出了功率大于300KW、转速为600~12000转／分大型旋转机械的振动烈度的评定等级。注：参考值10-5mm/s。 ISO3945评定等级 振动烈度支持类型 振动烈度（mm/s）分贝（db）刚性支承挠性支承 0.46-0.71 93-97 良好良好 0.71-1.12 97-101 良好良好 1.12-1.8 101-105 良好良好 1.8- 2.8 105-109 满意良好 2.8-4.6 109-113 满意满意 4.6-7.1 113-117 不满意满意 7.1-11.2 117-121 不满意不满意 11.2-18 121-125 不允许不满意 18-28 125-129 不允许不允许 28-45 129-139 不允许不允许 该标准所规定的振动烈度评定等级决定于机器系统的支承状态，它分为刚性支承和挠性支承两大类，相当于ISO2372中的Ⅲ与Ⅳ类。对于挠性支承，机器—支承系统的基本固有频率低于它的工作频率，而对于刚性支承，机器─支承系统的基本固有频率高于它的工作频率。 (二)按轴振幅的评定标准 ISO7919/1《转轴振动的测量评定─第一部分总则》于1986年正式颁布。 ISO/DIS79110-2《旋转机器轴振动的测量与评定─第二部分：大型汽轮发电机组

振动烈度

振动烈度 一、振动烈度的定义 衡量物体的振动强度的大小通常有三个标准：位移、速度和加速度。而通常情况下我们会采用振动烈度来衡量振动强度的大小。所谓振动强度就是指物体振动速度的均方根值，也就是振动速度的有效值，它反映了包含各次谐波能量的总振动能量的大小，其表达式为 ims V = 1-1 式中， T ——所测信号的长度，s ； ()v t ——物体的振动速度，mm/s 。 若试验中所测得的信号为离散信号，则1-1式可以写为 ims V = 1-2 二、振动烈度与信号功率P 之间的联系 对于一定的信号，信号功率可表示为 2221()lim T T T P x t dt T →∞-=? 2-1 P 即为信号的平均功率，若0P <<∞，则称x （t ）为功率有限信号，简称功率信号。 实测信号无法做到观测时间T →∞, 必须进行截断,使之成为有限长的因果信号,若计算时间长度为T,信号功率的实际计算式变为 20 1()T P x t dt T =? 2-2 由振动烈度的计算式1-1可得信号功率与振动烈度之间的关系，即2ims P V =。 三、振动烈度的不同表达方式 1. 周期信号的功率 由高等数学的知识可知,一个以0T 为周期的函数x ( t) ,如果满足狄利克雷(Dirichlet)条件,x （t ）三角形式的傅里叶级数为 0001 ()[cos()sin()]n n n x t a a n t b n t ωω∞ ==++∑ 3-1

式中 02T πω= ； 0 0020021()T T a x t dt T -=?； 00000 22()cos()T n T a x t n t dt T ω-=?，n=1，2，3……， 0002002()sin()T n T b x t n t dt T ω-=? ，n=1，2，3……， 将式3-1进一步写成正弦形式，即 001()sin()n n x t a A n t ω?∞ ==++∑ 3-2 式中 n A = arctan( )n n a b ?=。 由此可得 002222000 10211[sin()]2T n n n T P a A n t dt a A T ω?∞=-=++=+∑? 3-3 上式表明,周期信号的功率等于构成周期信号各个谐波分量(简谐信号)的功率之和。对于简谐信号，0()sin()x t A t ω?=+，则其功率为212 A ，即简谐信号的功率为振幅平方的一半。 通过以上分析可知, 对于实测振动信号x （t ）,若计算时间长度为T ，可以把它看作是以T 为周期的某周期信号x(t)的一个周期,该周期信号x(t)可以通过x(t)周期延拓得到。这样,求x(t)的均方根值转变为求周期信号x(t)的功率,进而又转变为求x(t)所包含的谐波分量及谐波分量的振幅。据此,可以利用DFT 在频域计算振动烈度。 2. 振动烈度的不同表达方式 对于N 点振动信号x （n ），采样频率为s f ，利用DFT ， 1 2/0()()N j nk N X k x n e π--=∑，k=0，1，2……N 求得信号的单边幅值谱为 2()k A X k N =，k=0，1，2……N 谐波频率 s k kf f N =，k=0，1，2……N （1）若x （n ）为振动位移信号，则在频率范围a b f f 上的振动烈度为 ims V ===3- 4

振动烈度

振动烈度 振动的幅度和振动的速度（烈度）之间的关系，可以想象为一个人在一条中心线的两边来回走动，物理上称之为简谐振动。 1．振动幅度一定时，频率越高，振动的烈度值越大。 可以理解为： 振幅一定（需要往返走相同的距离），频率越高（往返次数越多，要求的时间越短），振动速度越大（走的越快）。 2．振动烈度一定时，频率越高，振动值越小。 可以理解为： 烈度一定时（走的速度固定），频率越高（往返次数越多），振动值越小（离中心线两边的距离越短）。 一、振动烈度的定义 衡量物体的振动强度的大小通常有三个标准：位移、速度和加速度。而通常情况下我们会采用振动烈度来衡量振动强度的大小。所谓振动强度就是指物体振动速度的均方根值，也就是振动速度的有效值，它反映了包含各次谐波能量的总振动能量的大小，其表达式为 ims V = 1-1 式中， T ——所测信号的长度，s ； ()v t ——物体的振动速度，mm/s 。 若试验中所测得的信号为离散信号，则1-1式可以写为 ims V = 1-2 二、振动烈度与信号功率P 之间的联系 对于一定的信号，信号功率可表示为 22 2 1()lim T T T P x t dt T →∞-=? 2-1 P 即为信号的平均功率，若0P <<∞，则称x （t ）为功率有限信号，简称功率信号。 实测信号无法做到观测时间T →∞, 必须进行截断,使之成为有限长的因果信号,若计算时间长度为T,信号功率的实际计算式变为 20 1 ()T P x t dt T =? 2-2 由振动烈度的计算式1-1可得信号功率与振动烈度之间的关系，即2 ims P V =。 三、振动烈度的不同表达方式 1. 周期信号的功率 由高等数学的知识可知,一个以0T 为周期的函数x ( t) ,如果满足狄利克雷(Dirichlet)

机械状态振动烈度监测方法研究

２００８年８月第２２卷第４期 装甲兵工程学院学报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｕｇ．２００８ Ｖ０１．２２Ｎｏ．４ 文章编号：１６７２—１４９７（２００８）０４－００４６－０４ 机械状态振动烈度监测方法研究 樊新海安钢王凯武东民 （装甲兵工程学院机械工程系，北京１０００７２） 摘要：介绍了振动标准和振动测量的基本现状，分析了振动烈度的时域和频域计算方法，后者对信号类型的适用性强，对计算频率范围的选择灵活，避免了利用微积分进行信号类型转换和滤波等复杂处理，通过实例给出了应用振动烈度监测机械设备状态的注意事项。 关键词：机械设备；状态监测；振动标准；振动烈度 中图分类号：ＴＨｌ７；ＴＨｌ１３．１文献标志码：Ａ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＶｉｂｒａｔｉｏｎＳｅｖｅｒｉｔｙｆｏｒＭａｃｈｉｎｅＣｏｎｄｉｔｉｏｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ＦＡＮＸｉｎ－ｈａｉＡＮＧａｎｇＷＡＮＧＫａｉＷＵＤｏｎｇ—ｍｉｎ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｗｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７２。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃａｃｔｕａｌｉｔｙｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅａｌｇｏ—ｒｉｔｈｍｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙｉｎｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｌａｔｔｅｒｈａｓｂｅｔｔｅｒａｐｐｌｉ－ ｃａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｓｉｇｎａｌｓｔｙｌｅａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅ，ｗｈｉｃｈａｖｏｉｄｓｃｏｍｐｌｅｘｐｒｏ— ｃｅｓｓｉｎｇｏｆｓｉｇｎａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｎｕｓｉｎｇｃａｌｃｕｌｕｓａｎｄｆｉｌｔｅｒｉｎｇ．Ａｔｔｅｎｔｉｖｅｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙｆｏｒｍａｃｈｉｎｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｈｒｏｕｇｈａｎｉｎｓｔａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｖｅｒｉｔｙ 纵观机械设备状态监测和故障诊断几十年的发展，无论是国际上还是各厂家都没制定出专门的状态监测和故障诊断标准…。国际标准化组织（ＩＳＯ）直属工作组ＷＧｌ７已开始着手这方面标准的制定工作，设备状态监测的范围已从单纯的振动量扩大到温度、流量、扭矩及电参数等多种物理量。 考虑到目前状态监测与故障诊断的标准还不完善，通常借用现行的振动标准。这些振动标准能够实现设备技术状况的分级评定，但无法达到故障辨识、隔离定位的目的。 ｌ振动标准的分类与制定组织 标准化是一项综合性基础工作，与科学技术的进步和发展密切相关。不同的设备由于工作要求、 收稿日期：２００８．０３．１９ 资助项目：军队科研计划项目 作者简介：樊新海（１９７３一），男，河北赞皇人，副教授。博士结构特点、动力特性、功率容量、尺寸大小及安装条件等方面的区别，其运行状态等级很难用同一个标准来衡量，也不可能对每种设备都制定专门的标准。１．１振动标准的分类 １）从运行管理角度分类，振动标准可分为运行管理标准和出厂标准。２者的内容、要求和目的不同。前者为设备使用者用于评定设备的运行健康状况和状态等级，便于指导设备运行，确定维修计划等；而后者为设备制造厂用于控制设备质量、性能和可靠性等。通常情况下，出厂标准要比运行管理标准严格。 ２）从制定方法角度分类，振动标准可分为绝对标准、相对标准和类比标准。绝对标准是指用以判断设备状态的振动绝对数值；相对标准是指设备自

振动测量的单位

mm/s 、mm/（s A 2） 。 振幅、振动速度（振速）、振动加速度。 振幅是表象，速度和加速度是转子激振力的程度。 mm 振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s 振动速度：一 般用于中速转动机械的振动评定； mm/（ s“2）振动加速度：一般用 于高速转动机械的振动评定。 工程实用的振动速度是速度的有效值， 表征的是振动的能量；加 速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 振幅理解成路程，单位是 mm 把振速理解成速度，单位是 mm/s 振动 加速度理解成运动加速度，单位mm/s2速度描述的是运动快慢； 振速就是振动快慢，一秒内能产生的振幅。振幅相同的设备，它的振 动状态可能不同，所以引入了振速。 位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言 ，位 移的测量能够直接反映轴承 固定螺栓和其它固定件上的应力状况。 例如：通过分析透平机上滑动轴承的位移，可以知道其轴承内轴杆的 位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。 而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种 力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线，分别有90度,180度的相位 差。现场应用上，对于低速设备（转速小于1000RPM 来说,位移是最好 的测量方法。而那些加速度很小，其位移较大的设备，一般采用折衷的 方法,即振动一般可以用以下三个单位表示: mm 、

采用速度测量，对于高速度或高频设备，有时尽管位移很小，速度也适中，但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。另外还需要了解传感器的工作原理及应用选择，提及一点, 例如采用涡流传感器测量的位移和应用加速度传感器通过两次积分输出的位移所得到的东西是完全不一样的。涡流传感器测量轴承与轴杆之间的相对运动，加速度传感器测量轴承顶部的振动，然后转换成位移。如整个轴承振动的很厉害，轴与轴承的相对运动很小，涡流传感器就不能反应出这样的状态，而加速度传感器则可以。两种传感器测量两种不同的现象。理解了这些，你就能明白为什么许多有经验的工程师将涡流传感器和加速度传感器组合应用以便既可观察轴承相对于地面的振动，又能监测到轴相对于轴承的振动了。通过这样的方式能得到更完整的机器状态对一个单一频率的振动，速度峰值是位移峰值的2nf倍，加速度峰值又是速度峰值的2nf倍。当然要注意位移一般用的峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。还要注意现场测量的位移是轴和轴瓦的相对振动，速度和加速度测的是轴瓦的绝对振动。假设一个振动的速度一定，是5mm/s大家可以自己算下如果是低频振动，其位移会很大，但加速度很小。高频振动位移则极小，加速度很大。所以一般在低频区域都用位移，中频用速度，高频区域用加速度。但使用范围也有重叠。位移值体现的是设备在空间上的振动范围，因此取其峰峰值，电力行业一般以位移为评判标准。速度的有效值和振动的能量是 成比例的，其大小代表了振动能量的大小，现在出了电力行业基本上都是以速度有效值为标准的。加速度和力成正比，一般用其峰值，其大小

设备振动标准

设备振动评定标准 一、ISO2372振动标准 国际标准ISO2372规定了转速为10～200r/s的机器在10～1000Hz的频率范围内机械振动烈度的范围，根据振动烈度量级将机器运行质量划分为四个等级。A级---机械设备正常运转时的振级，此时称机器的运行状态“良好”； B级---已超过正常运转时的振级，但对机器的工作尚无显著的影响，此种运行状态是“容许”的； C级---机器的振动已达到相当剧烈的程度，致使机器职能勉强维持工作，此时机器的运行状态称为“可容忍”的； D级---机器的振级已大到使机器不能运转、工作，此种机器的振级是“不允许”的。 另外为便于实用，ISO2372将常用的机械设备分为六大类，另每一类的机械设备用同一标准来衡量运行质量。 第一类：在其正常工作条件下与整机连接成一整体的的发动机和机器的发动机和机器的零件（如15KW以下发电机）。 第二类：没有专用基础的中等尺寸的机器（如15～75KW的发电机）及刚性固定在专用基础上的发动机和机器（300KW以下）。 第三类：安装在测振方向上相对较硬的、刚性的和重的基础上的具有旋转质量的大型原动机和其它大型机器。 第四类：安装在测振方向上相对较软的基础上具有旋转质量的大型原动机和其它大型机器（如透平发电机）。 第五类：安装在测振方向上相对较硬的基础上具有不平衡惯性力的往复式机器和

机器驱动系统。 第六类：安装在测振方向上相对较软的基础上具有不平衡惯性力的往复式机器和机器驱动系统。 ISO2372推荐的各类机器的振动标准 备注：1、A级－优秀，B级－良好，C级－及格，D级－不允许 2、一类指小型设备 第二类没有专用基础的中等尺寸的机器（如15～75KW的发电机）及刚性固定在

轴承振动标准

轴承振动标准 1、附属机械轴承振动标准 附属机械轴承振动标准 2、机组轴振动标准 国产200MW及以下机组，一般以测轴承为准，如测轴振动制造厂家无规定时，可参照下表执行。 大型汽轮发电机组轴振参考标准（双振幅，um） 3、轴承振动标准 轴承振动标准（双振幅，mm） 4、ISO 3945振动标准

振动烈度V f（mm/s）与振动位移峰峰值S p-p（mm）之间的换算关系 S p-p＝2√2 V f/ω 其中角速度ω＝2лf，f为频率。 当f＝50Hz时，振动烈度与振动位移对应值见下表： 振动烈度与振动位移对应值 5、IEC振动标准（双振幅，um） 6、我国现行的汽轮机振动标准是如何规定的 1）汽轮机转速在1500r/min时，振动双振幅50um以下为良好，70um以下为合格；汽轮机转速在3000r/min时，振动双振幅25um以下为良好，50um以下为合格。2）标准还规定新装机组的轴承振动不宜大于30um。 3）标准规定的数值，适用于额定转速和任何负荷稳定工况。 4）标准对轴承的垂直、水平、轴向三个方向的振动测量进行了规定。在进行振动测量时，每次测量的位置都应保持一致，否则将会带来很大的测量误差。 5）在三个方向的任何一个方向的振动幅值超过了规定的数值，则认为该机组的振动状况是不合格的，应当采取措施来消除振动。 6）紧停措施还规定汽轮机运行中振动突然增加50um应立即打闸停机。同时还规定临界转速的振动最大不超过100um。

瓦振：即轴承座振动，简称轴承振动。它是以支承转子的轴承座振动的峰峰值（双振幅）为评定尺度。其评定标准以轴承座的垂直、水平、轴向三个方向的振动中最大数值为评定依据。轴振：转轴振动，转轴的径向振动。轴振分为相对振动和绝对振动，这是两种测量方式，用接触式传感器（如速度传感器）测量转轴相对于地面的振动为绝对振动，非接触式传感器（涡流探头）测量转轴相对于轴承座的振动为相对振动，或者用一个非接触式传感器和一个惯性式传感器组成的复合传感器测量转轴的绝对振动。对于瓦振、轴振都可以带保护，这因各厂要求不同而不同，一般情况是同一个瓦的一个瓦振信号和两个轴振信号3取2保护。 轴振：转轴振动瓦振：轴承振动瓦振由轴振引起 轴振和瓦振的差别可以反映出轴承座的刚度。 这样说吧 假象在没有轴承的情况下，汽轮机转子高速旋转，当受到任何一个激振力时，转子就会偏离原来的旋转中心，如果这个力不消失，那么偏离就会越来越大。 在有轴承的情况下，轴承油膜会给出一个与转子偏离反向相反的力来阻止转子偏离，转子的偏离就会减小。 好多书上讲包括大家学的都是轴振是瓦振的3～5倍，其实只是个数据的总结，不存在任何线性关系。 振动受到很多方面的影响。 对，没有绝对线性关系 轴振不一定在下边测，是用电涡流位移传感器安装在轴瓦上测的轴和轴瓦的相对位移振动 瓦振一般用压电加速度传感器，测轴瓦的绝对振动。一般来说总是转子的振动通过轴传给瓦的，所以轴振大才瓦振大，但因为有油膜的关系，轴振大瓦振不一定大，除非外来的激励或者瓦产生共振使瓦振比轴振大。 还有个问题就是瓦振的单位一般用速度的，单位不一样就没法比了 轴振动指大轴相对轴瓦振动位置值，瓦振动指轴承座振动位移绝对值轴振动是非接触式测量，使用电涡流传感器检测； 瓦振动是动圈式传感器测量 轴振一般装在上轴瓦或上轴承盖上，分垂直左右45度方向各一 瓦振动是垂直方向一只。

振动标准

振动标准（一）?? 按照振动烈度的评定标准 (1)ISO2372： 振动烈度分级范围??????????????? 各类机器的级别 Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW 的机器。 Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 A级：优良，振动在良好限值以下，认为振动状态良好。 B级：合格，振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。 C级：尚合格，振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。 D级：不合格，振动超过停机限值，应立即停机。 振动烈度是以人们可感觉的门槛值0.071mm/s为起点，到71mm/s的范围内分为15个量级，相邻两个烈度量级的比约为1.6，即相差4分贝。

（2） ISO3945： 该标准为大型旋转机械的机械振动─现场振动烈度的测量和评定。在规定评定准则时，考虑了机器的性能，机器振动引起的应力和安全运行需要，同时也考虑了机器振动对人的影响和对周围环境的影响以及测量仪表的特性因素。显然，在机器表面测得的机械振动，并不是在任何情况下都能代表关键零部件的实际振动应力、运动状态或机器传递给周围结构的振动力。在有特殊要求时，应测量其它参数。下表给出了功率大于300KW、转速为600~12000转／分大型旋转机械的振动烈度的评定等级。注：参考值10-5mm/s。 ISO3945评定等级 振动烈度???????????????????????????????? 支持类型 支承两大类，相当于ISO2372中的Ⅲ与Ⅳ类。对于挠性支承，机器—支承系统的基本固有频率低于它的工作频率，而对于刚性支承，机器─支承系统的基本固有频率高于它的工作频率。 (二)按轴振幅的评定标准 ISO7919/1《转轴振动的测量评定─第一部分总则》于1986年正式颁布。ISO/DIS79110-2《旋转机器轴振动的测量与评定─第二部分：大型汽轮发电机组应用指南》于1987年制订，它规定了50MW以上汽轮发电机组轴振动的限值，见下表，分别适用于轴的相对振动与轴的绝对振动。 表中级段A，B，C的意义与前述相同。轴振动的测量应用电涡流传感器。 汽轮机发电机组轴相对振动的限值（位移峰－峰值，单位μm）

振动 标准 方法

振动一般可以用以下三个单位表示：mm、mm/s、mm/(s^2)。 mm振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s振动速度(振动烈度)：一般用于中速转动机械的振动评定； mm/（s^2）振动加速度：一般用于高速转动机械的振动评定。 在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关，并决定动量的大小。 评判和监测时用mm/s。但也可以用mm（即双振幅）来测量评判： 1、也有些标准给出双振幅质量标准。比如，2970转/分钟的离心泵，轴承处振动合格标准小于等于0.05mm；优秀标准小于等于0.03mm； 2、大型旋转机械在测量评价转轴振动时。比如用电涡流探头测量轴振动，优秀标准小于等于70微米，合格标准小于等于120微米； 3、用那个振动单位和设备使用单位的测量手段和习惯也有关，一般运行巡检，用手持测振仪监测，用mm的也很多。 按轴承振幅的评定标准 1969年际电工委员会(IEC)推荐了汽轮发电机组的振动标准，如表1所示（峰－峰值，μm）。原水电部规定的评定汽轮发电机组等级与IEC标准基本相符，如表2所示（峰－峰值）。 表1 IEC振动标准 转速（r/min）1000 1500 1800 3000 3600 6000 12000

在轴承上测量 75 50 42 25 21 12 6 在轴上测量 150 100 84 50 42 25 12 表2 振动标准 转速（r/min）优良合格 1500 30 50 70 3000 20 30 50 按轴承振动烈度的评定标准 国际标准化组织ISO曾颁布了一系列振动标准，作为机器质量评定的依据。现将有关标准介绍如下： ⑴ ISO2372/1： 该标准于1974年正式颁布，适用于工作转速为600~12000r/min，在轴承盖上振动频率在10~1000Hz范围内的机器振动烈度的等级评定。它将机器分成四类： Ⅰ类为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。 Ⅱ类为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。 Ⅲ类为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 Ⅳ类为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。 每类机器都有A，B，C，D四个品质级。各类机器同样的品质级所对应的振动烈度范围有些差别的，见表3。四个品质段的含意如下： 表3 ISO2372推荐的各类机器的振动评定标准 振动烈度分级范围各类机器的级别 振动烈度（mm/s）分贝（db）Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类 0.18-0.28 85-89 A A A A 0.28-0.45 89-93 A A A A 0.45-0.71 93-97 A A A A 0.71-1.12 97-101 B A A A

振动烈度

振动烈度 一、振动烈度的定义 衡量物体的振动强度的大小通常有三个标准：位移、速度和加速度。而通常情况下我们会采用振动烈度来衡量振动强度的大小。所谓振动强度就是指物体振动速度的均方根值，也就是振动速度的有效值，它反映了包含各次谐波能量的总振动能量的大小，其表达式为 ims V = 1-1 式中， T ——所测信号的长度，s ； ()v t ——物体的振动速度，mm/s 。 若试验中所测得的信号为离散信号，则1-1式可以写为 ims V = 二、振动烈度与信号功率P 之间的联系 对于一定的信号，信号功率可表示为 22 2 1()lim T T T P x t dt T →∞-=? 2-1 P 即为信号的平均功率，若0P <<∞，则称x （t ）为功率有限信号，简称功率信号。 实测信号无法做到观测时间T →∞, 必须进行截断,使之成为有限长的因果信号,若计算时间长度为T,信号功率的实际计算式变为 20 1 ()T P x t dt T =? 2-2 由振动烈度的计算式1-1可得信号功率与振动烈度之间的关系，即2 ims P V =。 三、振动烈度的不同表达方式 1. 周期信号的功率 由高等数学的知识可知,一个以0T 为周期的函数x ( t) ,如果满足狄利克雷(Dirichlet)条件,x （t ）三角形式的傅里叶级数为 0001 ()[cos()sin()]n n n x t a a n t b n t ωω∞ ==++∑ 3-1 式中 02T πω= ；

0002 0021 ()T T a x t dt T -= ? ； 0002 0022 ()cos()T n T a x t n t dt T ω-= ? ，n=1，2，3……， 000 00 22 ()sin()T n T b x t n t dt T ω-= ? ，n=1，2，3……， 将式3-1进一步写成正弦形式，即 001 ()sin()n n x t a A n t ω?∞ ==++∑ 3-2 式中 n A = arctan()n n a b ?=。 由此可得 2 2 22 000 1 2 11[sin()]2T n n n T P a A n t dt a A T ω?∞=-= ++=+∑? 3-3 上式表明,周期信号的功率等于构成周期信号各个谐波分量(简谐信号)的功率之和。对于简谐信号，0()sin()x t A t ω?=+，则其功率为 2 12 A ，即简谐信号的功率为振幅平方的一半。 通过以上分析可知, 对于实测振动信号x （t ）,若计算时间长度为T ，可以把它看作是以T 为周期的某周期信号x(t)的一个周期,该周期信号x(t)可以通过x(t)周期延拓得到。这样,求x(t)的均方根值转变为求周期信号x(t)的功率,进而又转变为求x(t)所包含的谐波分量及谐波分量的振幅。据此,可以利用DFT 在频域计算振动烈度。 2. 振动烈度的不同表达方式 对于N 点振动信号x （n ），采样频率为s f ，利用DFT ， 1 2/0 ()()N j nk N X k x n e π--=∑，k=0，1，2……N 求得信号的单边幅值谱为 2 ()k A X k N =，k=0，1，2……N 谐波频率 s k kf f N = ，k=0，1，2……N （1）若x （n ）为振动位移信号，则在频率范围a b f f 上的振动烈度为 ims V ===3-4 （2）若x （n ）为振动速度信号，则在频率范围a b f f 上的振动烈度为

振动测量分析

振动测量分析 三个单位：振幅mm、振动速度（振速）mm/s、振动加速度 mm/(s^2) 振幅是表象，速度和加速度是转子激振力的程度。 mm振动位移：一般用于低转速机械的振动评定； mm/s振动速度：一般用于中速转动机械的振动评定； mm/（s^2）振动加速度：一般用于高速转动机械的振动评定。 工程实用的振动速度是速度的有效值，表征的是振动的能量；加速度是用的峰值，表征振动中冲击力的大小。 振幅理解成路程，单位是mm；把振速理解成速度，单位是 mm/s；振动加速度理解成运动加速度，单位mm/s2。速度描述的是运动快慢；振速就是振动快慢，一秒内能产生的振幅。振幅相同的设备，它的振动状态可能不同，所以引入了振速。 位移、速度、加速度都是振动测量的度量参数。就概念而言,位移的测量能够直接反映轴承\固定螺栓和其它固定件上的应力状况。例如:通过分析透平机上滑动轴承的位移,可以知道其轴承内轴杆的位置和摩擦情况。速度反映轴承及其它相关结构所承受的疲劳应力。而这正是导致旋转设备故障的重要原因。加速度则反映设备内部各种力的综合作用。表达上三者均为正弦曲线,分别有90度,180度的相位差。现场应用上,对于低速设备(转速小于1000RPM)来说,位移是最好的测量方法。而那些加速度很小,其位移较大的设备,一般采用折衷的方法,即采用速度测量,对于高速度或高频设备,有时尽管位移很小,速度也适中,但其加速度却可能很高的设备采用加速度测量是非常重要的手段。另外还需要了解传感器的工作原理及应用选择,提及一点,例如采用涡流传感器测量的位移和应用加速度传感器通过两次积分输出的位移所得到的东西是完全不一样的。涡流传感器测量轴承与轴杆之间的相对运动,加速度传感器测量轴承顶部的振动,然后转换成位移。如整个轴承振动的很厉害,轴与轴承的相对运动很小,涡流传感器就不能反应出这样的状态,而加速度传感器则可以。两种传感器测量两种不同的现象。理解了这些,你就能明白为什么许多有经验的工程师将涡流传感器和加速度传感器组合应用以便既可观察轴承相对于地面的振动,又能监测到轴相对于轴承的振动了。通过这样的方式能得到更完整的机器状态 对一个单一频率的振动，速度峰值是位移峰值的2πf倍，加速度峰值又是速度峰值的2πf倍。当然要注意位移一般用的峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。还要注意现场测量的位移是轴和轴瓦的相