依照物理學(xué)，旋轉(zhuǎn)中物體的振動(dòng)是呈現(xiàn)較為規(guī)律正弦波形，在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械上測(cè)量到的振動(dòng)波形，是許多零件的綜合振動(dòng)，綜合振動(dòng)的復(fù)雜波形，可以利用數(shù)學(xué)予以分解成不同零件各自的正弦波形振動(dòng)。材料不可能完美均質(zhì)、制造上的精度限制、設(shè)備安裝不平衡、螺絲齒輪咬合松動(dòng)、軸承磨損、壓縮機(jī)缺油磨損、電機(jī)活動(dòng)軸承磨損、水泵氣泵渦輪不平衡等，這些因素均會(huì)使運(yùn)轉(zhuǎn)的物體產(chǎn)生異常振動(dòng)。
如果設(shè)備未能正確安裝、運(yùn)行磨損未能及時(shí)保養(yǎng)、故障未能及時(shí)排除等，強(qiáng)行運(yùn)行設(shè)備，這個(gè)過(guò)程會(huì)持續(xù)產(chǎn)生異常振動(dòng)，如超越了設(shè)備承受界限，很可能造成更大的損失，所以檢測(cè)設(shè)備振動(dòng)是現(xiàn)場(chǎng)安裝、設(shè)備保養(yǎng)、故障排除重要因素之一。
一、工業(yè)測(cè)振儀參考標(biāo)準(zhǔn)
JJG 676-2000工作測(cè)振儀檢定規(guī)程；
JB/T 6822-93壓電加速度傳感器機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
EN61326-1 2013安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；
二、UT315A測(cè)振儀優(yōu)點(diǎn)
UT315A測(cè)振儀是基于微處理器設(shè)計(jì)，用于測(cè)量電機(jī)、軸承等機(jī)器振動(dòng)狀態(tài)，協(xié)助設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)故障分析儀器。
測(cè)振儀特點(diǎn)介紹：
1、采用高靈敏度探頭，精確測(cè)量(±(5%+2dgts))。產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家認(rèn)證、國(guó)際認(rèn)證計(jì)量機(jī)關(guān)計(jì)量校準(zhǔn)認(rèn)證。
圖1.摘自UT315A校準(zhǔn)證書(shū)
2、整體振動(dòng)狀況測(cè)量，寬至10Hz到10kHz頻率自動(dòng)切換，精確以加速度、速度、位移為單位測(cè)量，靈活適應(yīng)各種復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，可以根據(jù)實(shí)際情況自主選擇。
圖2.復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量建議
3、UT315A測(cè)振儀提供高達(dá)1999組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，用戶可以根據(jù)自己需求手動(dòng)存儲(chǔ)或者設(shè)置0.5~255秒間隔時(shí)間自動(dòng)存儲(chǔ)，結(jié)合UT315A電腦軟件可以直接導(dǎo)出Excel表格、進(jìn)行曲線分析。也可以實(shí)時(shí)與電腦軟件通信，靈活形象分析數(shù)據(jù)。
圖3.電腦軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析
三、位移、速度、加速度選擇依據(jù)
位移、速度、加速度該如何選擇？位移是振動(dòng)的幅度大小，體現(xiàn)物體振動(dòng)離開(kāi)平衡位置最大位移；速度在數(shù)值上等于物體運(yùn)動(dòng)的位移跟發(fā)生這段位移所用的時(shí)間的比值；加速度是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值。振幅可能出現(xiàn)相同，但是振動(dòng)頻率不一樣，所以加速度、速度同樣是振動(dòng)測(cè)量的重要參數(shù)。對(duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng)，三者均為正弦曲線，分別具有90°、180°的相位關(guān)系，速度、位移根據(jù)加速度探頭計(jì)算出。
在物理振動(dòng)模型中，位移值體現(xiàn)的是設(shè)備在空間上偏移平衡位置距離大小，峰峰值是偏離平衡位置最大值；速度的有效值則與振動(dòng)能量成一定的比例，速度大小基本能代表振動(dòng)能量大小的；加速度的峰值大小表征了振動(dòng)過(guò)程中最大的沖擊力大小。UT315A測(cè)振儀測(cè)量出位移、速度、加速度就是根據(jù)以上模型。
在低頻振動(dòng)中，加速度很小，即使稍微有點(diǎn)變化，位移就有很大的變化，所以一般低頻區(qū)域用位移測(cè)量；同一樣道理，中頻區(qū)域一般使用速度測(cè)量；高頻區(qū)域使用加速度測(cè)量，但使用范圍有時(shí)候需要重疊測(cè)量。UT315A說(shuō)明書(shū)位移頻段是10Hz~500Hz，速度是10Hz~1kHz，并非是說(shuō)超過(guò)此頻段就不能精確測(cè)量，而是高頻區(qū)域下位移、速度值比較小了，使其應(yīng)用意義大大減少，如用戶有需要，亦可切換查看。
位移、速度、加速度單位選擇可參考如下原則：
a．低頻振動(dòng)（<100Hz）：采用位移測(cè)量（mm）；一般用于低轉(zhuǎn)速機(jī)械的振動(dòng)評(píng)定；
b．中頻振動(dòng)（10～1000Hz）：采用速度測(cè)量（mm/s）；一般用于中速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)評(píng)定；
c．高頻振動(dòng)（>1000Hz）：采用加速度測(cè)量（m/s2）；一般用于高速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)評(píng)定；
d．國(guó)際上一般采用振動(dòng)速度（mm/s）測(cè)量。
對(duì)大多數(shù)機(jī)器來(lái)說(shuō)，最佳診斷參數(shù)是振動(dòng)速度mm/s， 因?yàn)樗欠从痴駝?dòng)強(qiáng)度的理想?yún)?shù)， 所以國(guó)際上許多振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)（如ISO2372及ISO3945）都是采用速度的有效值作為判斷參數(shù)。在選擇測(cè)量參數(shù)時(shí)必須與采用的判別標(biāo)準(zhǔn)所使用的參數(shù)相一致，否則判斷狀態(tài)時(shí)將無(wú)據(jù)可依（附錄：a.機(jī)器振動(dòng)分級(jí)表（ISO2372））。
四、部分應(yīng)用領(lǐng)域介紹
測(cè)振儀最大的用戶群是電力行業(yè)：主要用于火力發(fā)電廠，如大型發(fā)電機(jī)組(汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等)這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)直接影響到電廠的生產(chǎn)。而一些重要的、不能隨便停機(jī)的設(shè)備，不僅需要實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還需要便攜式測(cè)振儀隨時(shí)提供簡(jiǎn)易測(cè)量和初步診斷。
測(cè)振儀的第二大用戶群是鋼鐵企業(yè)集團(tuán)：其中有流水線作業(yè)的附屬分廠，它們配有各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備。如：連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的卷?yè)P(yáng)機(jī)、離心式鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、出渣機(jī)、帶動(dòng)加熱爐爐排轉(zhuǎn)動(dòng)的減速機(jī)等。
與此同時(shí)，冷卻循環(huán)水泵對(duì)于鍋爐的正常工作，甚至是整個(gè)配套機(jī)組的安全，穩(wěn)定運(yùn)行都起著至關(guān)重要的作用。(例如：鼓、引風(fēng)的不匹配，會(huì)導(dǎo)致鍋爐正壓運(yùn)行，易引起爆炸現(xiàn)象。冷卻循環(huán)水泵因振動(dòng)過(guò)大，停機(jī)，不能正常供水，也會(huì)引起鍋爐非正常作業(yè)。這其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣，一個(gè)地方出問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致巨大的安全隱患及重大的設(shè)備事故。)
另外，制藥行業(yè)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備也很多，所以說(shuō)也是一個(gè)大的行業(yè)用戶。其中的空壓機(jī)、電器等好多設(shè)備都需要測(cè)量振動(dòng)。
煙草行業(yè)：煙草行業(yè)設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程度比較高，對(duì)設(shè)備維護(hù)這方面也尤為重視。主要測(cè)量的設(shè)備有除塵風(fēng)機(jī)，空壓機(jī)，制絲設(shè)備等。
除以上外還有其他振動(dòng)設(shè)備等，以下附部分現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量應(yīng)用圖。
圖4 .應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)量
附錄：
a．機(jī)器振動(dòng)分級(jí)表（ISO2372）
注：（1）Ⅰ類為小型電機(jī)（小于15KW的電動(dòng)機(jī)等）；Ⅱ類為中型電機(jī)（15KW～75KW的電動(dòng)機(jī)等）；Ⅲ類為大型原電機(jī)（硬基礎(chǔ)）；Ⅳ類為大型原動(dòng)機(jī)（彈性基礎(chǔ)）。
（2）A、B、C、D為振動(dòng)級(jí)別。A級(jí)好，B級(jí)滿意，C級(jí)不滿意，D級(jí)不允許。測(cè)量速度RMS值應(yīng)在軸承殼的三個(gè)正交方向上。
b．大于1馬力電機(jī)最大允許振動(dòng)（NEMA MG1-12.05）
注：對(duì)于交流電機(jī)，使用最高同步轉(zhuǎn)速；對(duì)于直流電機(jī)，使用最大功率轉(zhuǎn)速；對(duì)于串聯(lián)和多用途電機(jī)，使用工作轉(zhuǎn)速。
c．大型感應(yīng)電機(jī)最大允許振動(dòng)（NEMA MG1-20.52）
以上兩標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)（NEMA）制訂
d．成型繞組鼠籠式感應(yīng)電機(jī)
本標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）制訂
e．ISO/IS2373以振動(dòng)速度幅值為根據(jù)的電機(jī)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
表中所推薦的“N”級(jí)的界限值適用于一般電機(jī)。
