RMS（均方根）：振动烈度的标准

定义：什么是 RMS？

有效值， 或者 均方根是一种测量变化信号（例如交流电压或机械振动）幅度的统计方法。它是评估旋转机械整体健康状况最广泛、最重要的测量方法。振动信号的均方根值（RMS）是其总能量的度量，与振动的破坏力直接相关。

从数学上讲，它的计算方法是对一段时间内信号平方值的平均值（或平均值）取平方根。此过程得出的结果相当于产生相同热量或功率的直流值。

为什么 RMS 是机器健康状况的首选测量方法？

虽然峰值和峰峰值对于特定诊断很有用，但由于以下几个关键原因，RMS 是趋势整体机器状况的更佳参数：

• 与能源直接相关： 振动的破坏力随时间的变化与其能量含量有关，而不仅仅是其最大峰值。有效值是唯一能够准确反映总能量的测量值。因此，它与部件的疲劳和磨损密切相关。
• 考虑整个波形： 与仅测量单个点的峰值测量不同，RMS 值会考虑测量期间信号的整个历史。这使得 RMS 测量更加稳定、可重复且稳健。
• 对随机撞击不太敏感： 单次非重复冲击或撞击可能导致峰值大幅上升，从而可能触发误报。RMS 值作为平均值，受此类随机事件的影响较小，能够更好地反映机器的持续运行状况。
• 国际标准的基础： 机械振动烈度的全球标准，例如 ISO 20816 和10816系列，指定其报警和停机限制方面 均方根速度（毫米/秒）. 使用 RMS 可以直接将机器的状况与这些广泛接受的行业基准进行比较。

RMS与峰值的关系

对于完美、干净的正弦波，RMS 和峰值幅度之间存在简单的数学关系：

RMS = 峰值 / √2 ≈ 0.707 × 峰值

然而，这种关系仅适用于纯正弦波。现实世界中的机械振动非常复杂，包含许多频率，有时还包含脉冲。对于这些复杂的信号，简单的转换因子并不适用。峰值与均方根值之比称为 波峰因数。高波峰因数（大于 3）表明信号包含冲击，这本身就是一个有价值的诊断线索。

什么的 RMS？速度、加速度还是位移？

RMS 可以应用于任何测量参数。然而，对于最常见频率范围（约 10 Hz 至 1,000 Hz）内的通用机器状态监测， 均方根速度 是行业标准。这是因为：

• 给定的 RMS 速度水平对应于各种机器速度和类型的一致振动严重程度。
• 它提供“最平坦”的响应，这意味着它对低频不平衡和高频轴承问题等问题同样敏感。

虽然 RMS 速度是整体警报的标准，但分析师还会查看高频问题的 RMS 加速度和极低频问题的 RMS 位移。

如何在预测性维护计划中使用 RMS

1. 建立基线： 测量新机器或健康机器上的 RMS 速度以建立基线。
2. 数据趋势： 定期读数（例如每月）并绘制随时间变化的 RMS 值。
3. 设置闹钟： 根据 ISO 标准或基线的统计变化设置“警报”和“危险”警报级别（例如，2 倍基线时警报，5 倍基线时危险）。
4. 分析变化： 当触发 RMS 警报时，它表示需要进行更详细的分析（使用 FFT、相位等）来诊断问题的具体根本原因。

通过持续追踪 RMS 振动趋势，维护程序可以有效地监控机器健康状况，并从被动维护策略转变为预测性维护策略。

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