理解振动分析中的速度
速度 是……的变化率 位移 就时间而言——通俗地说，就是一种衡量 速度有多快 一个振动部件正在运动。在三个主要 振动 参数 — 位移、速度和 加速度 — 速度是判断整体健康状况最常用的指标， 振动严重程度 在最常见的诊断频率范围内，适用于各类旋转机械。它在三者之中既名副其实又实际：距离位移仅一步之遥，距离加速度也仅一步之遥。
1. 为什么“速度”是严重程度的衡量标准
由于以下几个相互关联的原因，速度已成为通用振动监测的默认参数：
- 破坏性能量的最佳指标： 导致机器疲劳的能量与速度的关系最为直接。在广泛的机器转速和类型范围内，给定的速度水平对应着相当一致的疲劳强度，因此只需制定一次限值，即可广泛适用。
- “平坦”的频率响应： 在机器诊断中最关键的频段——大约10 Hz至1,000 Hz，或600至60,000 CPM——速度参数能提供最全面的视角。它对低频故障的敏感度几乎与对 不平衡 以及更高频率的故障，例如 错位，使其成为一首出色的全能单曲。
- 国际标准的依据： 全球机械振动标准——主要包括 ISO 20816，该标准取代了长期沿用的 ISO 10816 —— 使用 有效值 将流速作为不同机器类别中验收限值和报警级别的首要指标。大家熟悉的A/B/C/D区界限在 ISO 20816-3 单位为毫米/秒均方根值。
2. 单位与计量
常用单位
振动速度通常用以下两种单位之一表示：
- mm/s（毫米每秒）： 国际单位制（SI），全球大部分地区都在使用。
- in/s（英寸/秒）： 英制单位，在美国很常见。
速度几乎总是被测量和趋势化为 有效值 值，因为均方根值最能体现信号的能量含量。如果引用的是峰值，则应明确标注，因为这两种值之间的换算假设信号为正弦波； 振动单位换算器 负责进行算术运算，并确保 mm/s、in/s 和 dB 单位的一致性。
如何测量？
速度主要有两种计算方法：
- 直接使用速度传感器： 一种电动力学 速度传感器 产生的电压与振动速度成正比。这些坚固耐用的动圈式拾音器曾一度很常见，但如今已大多被加速度计所取代。
- 通过对加速度计信号进行积分： 当今的主流方法。一种稳健的 加速度计 测量加速度，数据采集器或监测系统通过电子方式执行 整合 将其转换为速度。这既结合了加速度计的宽频带和耐用性，又具备了速度参数在诊断方面的优势。
3. 速度在诊断中的作用
总体速度水平过高表明机器存在问题，但无法确定具体是什么问题。诊断步骤是检查 速度谱 并查看哪些频率导致了较高的总体数值：
这正是现场仪器的工作流程。例如，一款便携式双通道分析仪 平衡仪-1a 测量每个轴承处的总速度，然后将其分解为频谱，以便工程师读取1倍频、2倍频及谐波成分——若问题根源在于不平衡，则可直接对机器自身的轴承进行校正。
4. 速度与位移及加速度的比较
没有哪一个参数在所有情况下都是最佳的；每个参数在频率范围的不同部分都占据主导地位：
- 位移 最适合用于极低频运动——如轴的圆周运动、结构位移和间隙——并且是 接近探测器 滑动轴承的测量。
- 速度 该参数覆盖了包含大多数旋转机械故障的宽中频带，因此成为评估整体严重程度的常用指标。
- 加速度 在极高频段表现最佳，此时它会突出早期 轴承 和 齿轮 这些缺陷会导致速度估计值偏低。
您可以通过以下方式在三者之间切换： 整合 (加速度 → 速度 → 位移) 以及 差异化 相反的方向。即便如此，若要从“全局”角度评估机器在正常运行范围内的动态健康状况，转速仍是唯一最具价值的参数——而将读数与 ISO 分区进行快速对比的一种方法是 振动严重程度图表.
