分析振动检测技术在日常设备保养中的应用与实现

振动是指描述系统状态的参量（如位移、电压）在其基准值上下交替变化的过程。狭义的指机械振动，即力学系统中的振动。电磁振动习惯上称为振荡。力学系统能维持振动，必须具有弹性和惯性。由于弹性，系统偏离其平衡位置时，会产生回复力，促使系统返回原来位置；由于惯性，系统在返回平衡位置的过程中积累了动能，从而使系统越过平衡位置向另一侧运动。正是由于弹性和惯性的相互影响，才造成系统的振动。按系统运动自由度分，有单自由度系统振动（如钟摆的振动）和多自由度系统振动。有限多自由度系统与离散系统相对应，其振动由常微分方程描述；无限多自由度系统与连续系统（如杆、梁、板、壳等）相对应，其振动由偏微分方程描述。如前一单元所言，一个完整的预知保养系统必须涵盖所有讯号分析检测技术，然而，不可讳言的，振动分析检测技术始终是预知保养系统之根本。

以弹簧悬吊一个重量为m的物体为例，当物体被拉下再释放后，此种模式的振动亦称简谐振动。振动讯号图任何振动讯号都是由不同的振幅、频率及相位三大要素所组成，从事振动分析的前提为：三大要素对机械设备而言，都代表着不同的意义。

振幅大小代表设备运转异常状况之严重性

频率分布代表设备损坏或振动来源之所在

相位差异代表设备运转所产生之振动模式

时间波形（Time Waveform）时间波形是以振幅对时间为坐标的方式来表现振动讯号，这是判断轴承及齿轮等是否损坏很宝贵的讯息。

频频谱就是频率的分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。广泛应用在声学、光学和无线电技术等方面。 频谱是频率谱密度的简称。它将对信号的研究从时域引到频域，从而带来更直观的认识。

频谱是以振幅对频率为坐标的方式来表现振动讯号，振动讯号经过FFT转换之后，从设备上所量测到的各种不同频率已被区隔开来，即可大略判断设备的问题根源及其严重程度。

振动讯号量测技巧简述　　以下三点都与所搜集的量测讯号息息相关，三者之任何一项未审慎考量运用时，都会使分析结果准确度降低，甚至量测所得资料毫无意义。1.量测工具之选用：

单（双或多）频分析仪、传感器（Sensor）、探头（探棒或磁性座）、相位读取计等。加速度传感器（加速规）性能

.可用频率范围较广

.质轻、尺寸小

.可耐高温

.可靠性、稳定性佳

.输出为低位准，高阻抗信号，需接信号放大器

.敏感于安装方式及安装扭力等？振动传感器的灵敏度具有方向性，其中最灵敏的位置在传感器的中心线上。

使用磁性座或探棒均必须固定锁紧。

不管是否使用磁性座、探棒或直接量测，均必须将传感器垂直紧紧附着于被测面上量测。

每个轴承都必须量测其垂直、水平及轴向。

2.量测参数之设定：

频率范围、分辨率、取样、平均化模式、积分方式等。3.量测位置之决定：

是否靠近轴承位置、垂直（水平、轴向）量测是否正确、探头及连接现是否摇晃等。

一般转动机械振动分析诊断使用振动分析技术诊断机械问题时，必须尽可能搜集掌握所有可以得到的信息，其中包括：

1.机械设备设计资料：工作转速、临界转速、轴承型号、设备型式、联轴器型式、叶轮叶片数、齿轮齿数、皮带轮直径、皮带轮中心距、电源频率、管路设计等。

2.现场感官检视记录：基础、基座、固定螺丝、管路、轴承润滑、轴承温度、异音噪音、异常传动等状况。

3.损坏维修历史记录：各种保养周期、损坏原因、损坏情形、更换零组件、各种校正记录等。

4.其它检测分析记录：温度趋势、振动值趋势、表压、电压、电流等。5.各种振动分析讯号：频谱、时间波形、相位分析、共振分析、模态分析等。所有分析讯号需考量仪器功能、设备特性、振动讯号本身，方能有效掌控设备真正问题及其严重性，切忌以套用简易频谱分析诊断法则，而给予设备错误诊断，切记一个错误的诊断除会增加保养成本外，亦会快速导致机械维修人员对振动分析技术丧失信心。从事振动分析诊断者，应本振动分析第一法则：

知之为知之，不知为不知，是知也。当发现无法确认的问题时，适时请教振动分析专家，可避免错误诊断，亦可提升自己的诊断技术。

1.平衡不良状况诊断

当转动件惯性轴心线与转动轴心线不在同一直线上时，此转动件即为平衡不良

造成转动件不平衡的原因

–转动件本身形状不对称

–加工制造上的公差

–组装安装不当

–转动件于运转时变形

–转动件破损磨耗

–转动件附着异物 平衡不良频谱特性？振动频谱主要发生于一倍转速

振动方向通常都发生于径向

轴向振幅很小，远小于径向之1/3

不论在径向或轴向