振动监测参数及标准

振动监测参数选择与判定标准

机械运动消耗的能量除了做有用功外，其他的能量消耗在机械传动的各种摩擦损耗之中，并产生正常振动。如果出现非正常的振动，说明机械发生故障。这些振动信号包含机械内部运动部件各种变化信息。分辨正常振动和非正常振动，采集振动参数，运用信号处理技术，提取特征信息，判断机械运行的技术状态，这就是振动检测。

在机械设备的振动监测中,往往是将测得的振动参数量值与判断标准进行对比,从而分析判定振动的原因和机器状态的好坏.目前,在现场实际应用中,主要是参照国际标准ISO、某些国外先进标准、我国的部标、专业标准,或结合本行业设备具体情况制定限值来进行分析判定.

（1）振动测量的方位选择

① 测量位置（测点）

测量的位置选择在振动的敏感点，传感器安装方便，对振动信号干扰小的位置，如轴承的附近部位。

② 测量方向

由于不同的故障引起的振动方向不同，一般测量互相垂直的三个方向的振动，即轴向（A向）、径向（H向、水平方向）和垂直方向（V向）。例如对中不良引起轴向振动；转子不平衡引起径向振动；机座松动引起垂直方向振动。高频或随机振动测量径向，而低频振动要测量三个方向。总之测量方向和数量应全面描述设备的振动状态。

（2）测量参数的选择

测量振动可用位移、速度和加速度三个参数表述。这三个参量代表了不同类型振动的特点，对不同类型振动的敏感性也不同。

① 振动位移

选择使用在低频段的振动测量（<10Hz），振动位移传感器对低频段的振动灵敏。在低频段的振动，振动速度较小，可能振动位移很大，如果振动产生的应力超过材料的许用应力，就可能发生破坏性的故障。

② 振动速度

选择使用在中频段的振动测量（10~1000Hz）。在大多数情况下转动机械零件所承受的附加载荷是循环载荷，零件的主要失效形式是疲劳破坏，疲劳强度的寿命取决于受力变形和循环速度，即和振动位移与频率有关，振动速度又是这两个参数的函数，振动能量与振动速度的平方成正比。所以将振动速度作为衡量振动严重程度的主要指标。

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响。

3、振动诊断标准的分类

根据标准制定方法的不同，振动诊断标准通常分为三类。

1）绝对判断标准 位移恒一定的速加速度恒它是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后的经验总结，并在规定了正确的方法后制定的，在使用时必须掌握标准的适用范围和测定方法。目前应用较广的振动标准有：

常用振动状态监测标准

（机动设备处设备监测诊断中心提供参考）

我公司所使用的转动设备的制造厂，主要分布在中国、美国、英国、德国、日本、瑞士、意大利等国家，因此针对制造厂国别不同采用的振动监测标准类别较多，因此在技术谈判时有关人员尽量合理选择主流标准，因此目前大型旋转机械转子的相对轴振动程度判别，主要应用美国石油学会的API标准。多数机泵轴承座部位的绝对振动测量，参考标准比较多，但各国和我国及各部所制定的转动机械绝对振动测量标准，基本都是参照ISO国际标准制定的，因此我们重点介绍美国石油学会的API振动标准和ISO国际振动标准。另外对于低转速设备、压力管线也介绍些实用的标准供参考。由于知识产权和资料来源等问题，我们这里有些标准仅提供目录，最常用的标准这里只提供标准中的关于振动幅值判定的数值、表格或计算公式。

1、机泵轴承座部位的绝对振动标准

1.1 用于在机泵轴承座部位，采用压电式加速度传感器，电动式速度传感器等，测量绝对振动速度值的判别标准：ISO2372-(GB6075) （国际标准）

相当于我国的国家标准：GB6075-85，标准中10HZ~1000HZ指的是所应用的仪器基本频响范围和机器振动的频率范围，对于转速低于10转/秒的设备如果采用本标准，需要考虑低频范围的补偿问题，进行低频补偿需要测振仪器和传感器系统的频响特性曲线。对于测量转速低于600转/分的机器，最好使用低频特性好的仪器，并配合低频传感器。

使用该标准时，也要注意合理地选择监测点，见本篇的第二章的节2.1.2振动诊断技术的实施过程测点选择相关内容。

表1-1 ISO2372标准振动评价分类表

说明：

第一类：指在正常工作条件下与整机连成一体的发动机和机器（15千瓦以下电动机产品是这类机器典型的例子）。

第二类：没有专用基础的中等尺寸规格的机器（输出功率为15~75千瓦的电动机产品是这类机器典型的例子），或是刚性固定在专用基础上的发动机和其它机器（功率300千瓦以下的）。

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响。

3、振动诊断标准的分类 位移恒定 一定的速度 加速度恒定 根据标准制定方法的不同，振动诊断标准通常分为三类。

1）绝对判断标准

它是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后的经验总结，并在规定了正确的方法后制定的，在使用时必须掌握标准的适用范围和测定方法。目前应用较广的振动标准有：