转动机械的振动

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，高频区域用加速度，中频用速度。

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，其大小表示了振动中最大的冲击力，冲击力大设备更容易疲劳损坏，现在没有加速度的标准。

振动幅值的表达式是正弦函数形式的，位移微分得到速度，速度微分得到加速度。

则：
振动位移方程式：Y=Asinωt
振动速度方程式：V= -Aωcosωt
振动速度方程式：G= -Aωωsinωt
如果振动频率为f的话，那么ω=2πf
其中π=3.1415926
如果是单频率f的振动，位移的幅值为A，则速度幅值为2πfA，加速度幅值为2πf*2πfA。

但是工程中读取的振动值，位移用峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。

所以一个单频率的振动，位移读数是A的话，速度应该是0.707πfA，加速度是2πf*πfA。

但是因为现场是复杂的，不是单一频率的振动，所以位移，速度和加速度读数间通常没有确定的换算关系。

但是振动频率比较单一，以一个频率为主时可以利用上述关系近似计算。

计算方法举例：
s = 峰值偏移振幅，μm⊥
N = 频率min-1
f = 频率Hz
Veff = 有效振动速率mm/s
s N 0.000074⊥Veff =
1. 机械振动
物体相对于平衡位置所作的的往复运动称为机械振动。

简称振动。

“振动三要素” —振幅、频率、相位。

2. 振幅
振幅是物体动态运动或振动的幅度。

振幅是振动强度和能量水平的标志，是评判机器运转状态优劣的主要指标。

2.2 峰峰值、单峰值、有效值
振幅的量值可以表示为峰峰值（pp）、单峰值（p）（也称为最大值）、有效值（rms）或平均值（ap）。

峰峰值是整个振动历程的最大值，即正峰与负峰之间的差值；单峰值是正峰或负峰的最大值；有效值即均方根值。

只有在纯正弦波(如简谐振动)的情况下，单峰值等于峰峰值的1/2，有效值等于单峰值的0.707倍，平均值等于单峰值的0.637倍；平均值在振动测量中很少使用。

它们之间的换算关系是：峰峰值＝2×单峰值＝2×（2×有效值）
2.3 振动位移、振动速度、振动加速度
振幅分别采用振动的位移、速度或加速度值加以描述、度量，三者可以通过微分或积分进行换算。

在振动测量中，除特别注明外，振动位移的量值为峰峰值，单位是微米[μm,1毫米=100丝=1000微米]或密耳[mil]；振动速度的量值为有效值，单位是毫米/秒[mm/s]或英寸/秒[ips]；振动加速度的量值是单峰值，单位是重力加速度[g]。

可以认为，振动位移具体地反映了间隙的大小，振动速度反映了能量的大小，振动加速度反映了冲击力的大小。

也可以认为，在低频范围内，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动强度与速度成正比；在高频范围内，振动强度与加速度成正比。

正是由于上述原因，在工厂的实际应用中，在通常情况下，大机组转子的振动用振动位移的峰峰值[μm]表示，用装在轴承上的非接触式电涡流位移传感器来测量转子轴颈的振动；
大机组轴承箱及缸体、中小型机泵的振动用振动速度的有效值[mm/s]表示，用装在机器壳体上的磁电式速度传感器或压电式加速度传感器来测量；
齿轮的振动用振动加速度的单峰值[g]表示，用加速度传感器来测量。

2.4振动烈度、振动标准
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。

在国际及我国振动标准中，几乎都规定
用振动速度的有效值来作为振动烈度的度量值。

此外，还要求在靠近轴承位置处的水平、垂直、轴向三个方向上进行测量。

所以，对一般的转动设备进行振动监测时，应测量振动速度的有效值。

因为只有振动烈度才有振动标准可以参照，评定机器运转状态的优劣才能有据可依。

右图为中石化旋转机械振动标准SHS 01003-2004关于机器振动烈度的评定等级表。

我国及国际其它振动标准关于机器振动烈度的评定等级也大致如此。

其中，根据输出功率、机器—支承系统的刚性等将旋转机械分为如下4类：
Ⅰ～小型转机，如15 kW以下的电机；
Ⅱ～安装在刚性基础上的中型转机，功率在300 kW以下；
Ⅲ～大型转机，机器—支承系统为刚性支承状态；
Ⅳ～大型转机，机器—支承系统为挠性支承状态。

当支座的固有频率大于转子轴承系统的固有频率时，机器—支承系统为刚性支承状态；当支座的固有频率小于转子轴承系统的固有频率时，机器—支承系统为挠性支承状态。

对大型旋转机组转子振动的评定标准，我国及国际振动标准几乎都规定用在靠近轴承处轴颈振动位移的峰峰值进行度量，但评定标准的具体数值不够统一。

对石油化工用离心式压缩机及汽轮机，API617、API612标准规定，在制造厂进行机械运转试验时，转子振动位移的峰峰值不应超过A 值或25.4μm中的较小值，A=25.4（12000/n）1/2，n为最大连续工作转速。

对石化大机组，转子实际运行中振幅的许可值应该遵照制造商的规定。

在无制造商规定时，也可以认为：
小于A值时为优良状态，A为25.4（12000/n）1/2 或25.4μm中的较小值；
大于A值、小于B值时为合格状态，B＝(1.6～2.5)A，转速较低时取大值，转速高时取小值，B值可设为低报警值；
大于B值、小于C值时为不合格状态，C＝1.5B ，C为高报警值或连锁值；大于C值为不允许状态。

另外，当振动值变化的增量超过报警值（B值）的25％时，应受到关注。

振动烈度与振动位移的转换
2.8mm/s ======= 25μm（0.025mm；2.5个丝）
4.5mm/s ======= 40.6μm
7.1mm/s ======= 63μm
11.2mm/s ====== 100μm
222f
π⨯=振动烈度振动位移 其中f 取50hz
大家习惯说位移叫振幅，其实位移，速度，加速度都叫振幅，是振动幅度的三种表述方式。

三个量的换算关系：
关于振幅换算：
旋转机械的振动方程是正弦函数形式的，
位移微分得到速度，速度微分得到加速度。

所以三个参数的幅值间就有如下关系：
必须是单频率f 的振动，如果位移的幅值为A ，则速度幅值为2πfA ，加速度幅值为2πf*2πfA 。

但是工程中读取的振动值，位移用峰峰值，速度用有效值，加速度用峰值。

所以一个单频率的振动，位移读数是A 的话，速度应该是0.707πfA ，加速度是2πf*πfA 。

因为现场是复杂的，不是单一频率的振动，所以位移，速度和加速度读数间通常没有确定的换算关系。

但是振动频率比较单一，以一个频率为主时可以利用上述关系近似计算，比如通常振动都是一倍频的振动，所以公式中的频率f 就是设备的转速。