細(xì)說軸承振動(dòng)位移、速度、加速度

在軸承的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，經(jīng)常會(huì)使用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。振動(dòng)分析常用的量包括振動(dòng)的位移、振動(dòng)的速度和振動(dòng)的加速度。

本文從振動(dòng)的位移、速度、加速度的含義和關(guān)系方面進(jìn)行一定的介紹。

振動(dòng)位移、速度、加速度的定義以及關(guān)系

首先，假設(shè)某質(zhì)點(diǎn)初始位置為橫軸上某個(gè)位置，當(dāng)振動(dòng)開始之后，質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻距離在振動(dòng)方向上和初始位置之間的距離差A就是位移。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)這個(gè)位置所有時(shí)間t，那么此時(shí)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度就是A對(duì)t的微分。同樣的邏輯，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度對(duì)于時(shí)間的微分就是振動(dòng)的加速度。相反的，振動(dòng)的加速度是振動(dòng)速度對(duì)時(shí)間的積分，振動(dòng)的速度是振動(dòng)位移對(duì)時(shí)間的積分。

上面的圖是這個(gè)振動(dòng)的時(shí)域圖，不難發(fā)現(xiàn)，這個(gè)振動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)距離原始點(diǎn)最大的距離A是正弦波的幅值。這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在通過0位置的時(shí)候，速度達(dá)到最大值。質(zhì)點(diǎn)在前一個(gè)峰值的地方，達(dá)到加速的最大值。換言之就是振動(dòng)的速度超前位移90°，振動(dòng)的加速度超前速度90°。

振動(dòng)位移為什么用峰峰值？

從前面的定義可以看出，振動(dòng)的位移是振動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)距離初始位置之間的距離。在整個(gè)時(shí)域中，振動(dòng)的位置不斷變化，每時(shí)每刻都有一個(gè)位移值。其中，質(zhì)點(diǎn)距離初始位置最遠(yuǎn)的距離，對(duì)于機(jī)械設(shè)備來說，在整個(gè)振動(dòng)所有位移值中，是影響最大的。同時(shí)對(duì)于一個(gè)振動(dòng)而言，設(shè)備經(jīng)歷的最大變形量是兩個(gè)峰值之間的距離，也就是這個(gè)振動(dòng)位移量的峰峰值。在上圖的振動(dòng)波形中就是橫軸兩側(cè)，振動(dòng)幅值的絕對(duì)值之和。設(shè)備經(jīng)歷振動(dòng)的最大變形量對(duì)設(shè)備自身的影響最大，因此在對(duì)振動(dòng)進(jìn)行位移值測量的時(shí)候，一般取峰峰值。