振动监测参数及标准
振动监测参数选择与判定标准
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。
振动监测参数及标准
振动监测参数及标准
振动监测参数主要包括振动的振幅、频率、相位、振动速度、振动加速度、振动位移等。
1. 振幅：振幅是指振动的最大偏离量，通常用峰值或峰-峰值
表示。
2. 频率：频率是指振动的周期性重复次数，通常以赫兹（Hz）表示。
3. 相位：相位是指振动波形相对于特定参考点的时间偏移角度或时间延迟量。
4. 振动速度：振动速度是指振动物体通过空气、液体或固体传导的振动能量的速度。
5. 振动加速度：振动加速度是指振动物体加速度的大小，通常以米每秒平方（m/s^2）表示。
6. 振动位移：振动位移是指物体振动时从平衡位置到最大偏移的距离。
振动监测的标准通常采用国家或行业制定的振动监测标准，例如ISO10816标准。
该标准将振动级别划分为四个等级：I级
表示良好状态，II级表示可接受状态，III级表示存在问题或
需要进行进一步检查，IV级表示严重故障。
除ISO10816标准外，还有许多其他振动监测标准，如API 670、VDI 2056和ASME PTC 19.3等。
这些标准通常根据不
同的应用领域和设备类型提供了不同的振动限制值和评估方法。
振动监测参数及标准
振动监测参数及标准振动监测是机械和设备维护中的重要部分，通过对振动频率、幅度、方向、波形等的监测和分析，可以及时发现和解决潜在的问题，确保机械和设备的稳定运行。
本文将介绍振动监测的主要参数和标准。
一、振动频率振动频率是指振动现象发生的快慢，通常以每秒振动的次数表示。
振动频率是振动监测中最基本的参数之一，通过对频率的分析，可以了解振动源的性质和机械系统的运行状态。
一般来说，正常运行的机械设备的振动频率分布较为均匀，而故障设备则可能出现异常的振动频率。
二、振动幅度振动幅度是指振动物体离开平衡位置的最大偏移量，即振动的烈度。
振幅是衡量振动强弱的重要指标，也是判断机械故障的重要依据。
例如，轴承故障通常会伴随着特定的振动幅度的变化。
振幅的测量通常采用位移、速度或加速度等物理量。
三、振动方向振动方向是指振动物体在空间中的运动方向。
根据机械系统的运行状态和故障类型，振动方向可分为垂直方向、水平方向和轴向等。
在监测和分析振动时，需要了解不同方向的振动情况，以便更全面地评估机械系统的运行状态。
四、振动波形振动波形是指振动物体在垂直或水平方向上位移随时间变化的曲线。
通过对波形的观察和分析，可以了解机械系统的运行状态和故障类型。
正常的波形通常具有较为规则的形状，而故障设备则可能出现异常的波形。
五、振动速度振动速度是指振动物体在垂直或水平方向上的速度大小。
振动速度是衡量振动能量大小的重要指标，也是判断机械故障的重要依据。
例如，滚动轴承故障时，振动速度通常会急剧增加。
六、振动加速度振动加速度是指振动物体在垂直或水平方向上的加速度大小。
振动加速度是衡量振动冲击力大小的重要指标，也是判断机械故障的重要依据。
例如，齿轮箱故障时，振动加速度可能会明显增加。
七、轴心轨迹轴心轨迹是指轴承在垂直或水平方向上位移随时间变化的轨迹线。
通过对轴心轨迹的观察和分析，可以了解轴承的运行状态和故障类型。
正常的轴心轨迹通常呈现出较为规则的形状，而故障轴承则可能出现异常的轴心轨迹。
振动监测
BMA INSTRUMENT
从时域波形到频谱图
振动监测与诊断
时域波形
正弦波
FFT = Fast Fourier Transfer
快速傅立叶变换
振动频谱
amplitude - frequency scale
BMA INSTRUMENT
振动监测与诊断
BMA INSTRUMENT
转子不平衡
轴向很小 1X频率(铅垂) 1X频率(水平) 轴向很小 1X频率(铅垂) 1X频率(水平)
机械松动
5X
2X
4X
1X
3X
6X
velocity
0.5X
frequency
振动监测与诊断
BMA INSTRUMENT
齿轮故障
正常齿轮
磨损齿轮
齿轮偏心
齿轮不对中
振动监测与诊断
BMA INSTRUMENT
滑动轴承
振动监测与诊断
滑动轴承或轴承座松动可能出现的频谱
BMA INSTRUMENT
滚动轴承
振动监测与诊断
振动监测与诊断
8H 8A 9V
BMA INSTRUMENT
5、振动标准
振动监测与诊断
ISO2372 (10Hz--1000Hz)
BMA INSTRUMENT
故障统计结果
振动监测与诊断
共振 2.56%
机械配合 3.21%
联轴器 1.92%
其他 7.69%
动平衡 18.59%
机械松动 5.77%
齿轮故障 9.62%
典型测试仪器：2120/2130振动数据采集器的扩展功能。
转速16.5CPM设备的振动频谱
BMA INSTRUMENT
附录5 机器振动监测分析与振动标准 - 副本
附表 5.4 加工机械的振动位移允许槛值
机床 允许值(p-p)/ 机床 允许值(p- 机床种类 允许值(p-p)/
种类
μm
种类
p)/μm
μm
螺纹
0.25-1.5
平面
1.25-5.0 无心磨床 1.00-2.5
磨床
磨床
仿形
0.56-2.0
车 床 5.00-25.4 镗 床 1.52-2.5
磨床
外圆
0.76-5.0
二、随机振动的状态是瞬时变化不确定的，无法用振幅、频率和相位振型来描述。任何 一个机器的实际振动信号中既有以正弦振动为特征的周期振动，又有以随机振动为特征 的环境振动和噪声。描述随机振动用统计量 ⋮ 均值、均方根值及峭度等。
均值
∑ 1 N
M = N i−1 X i
（5.2）
均方根值
∑ σ =
1 N
N
F5-2
5.2 机器振动诊断标准
附录 5 机器振动监测和分析
一、制定振动标准的依据 各行业制定振动标准的依据不同：位移、速度或加速度的振级都可能采用。在一个
行业里，也可能混合使用。通常，如附图 5.l。
由附图可见，在低频域（10HZ 以下），以位移作为振动标准；中频域（ 10～1000Hz） 以一定速度级作为诊断的依据；在高频区（1000HZ 以上），则以加速度作为判定的标准 。
振动测量方法、标准及准则
振动测量方法、标准及实际振动原因分析及解决方案目录1、振动测量方法 21.1 加速度传感器21.1.1工作原理31.1.2优缺点41.2 速度传感器41.2.1工作原理41.2.2速度传感器优缺点51.3 位移传感器51.3.1工作原理61.3.2优缺点72、振动测量标准 82.1 ISO 10816系列标准82.2ASME标准82.3 DIN标准83、结论 84钢平台振动原因分析及解决方案84.1钢平台振动因素可包括一下几点：81、振动测量方法1.1 加速度传感器压电加速度传感器主要应用的是压电效应，压电效应是最流行的形式。
主要使用加速力而受到的微观晶体结构，压力会在晶体中产生电压，加速度传感器将这个压力转换为速度和方向。
1.1.1工作原理如上图的模型所示，加速度传感器包含微观晶体结构，当发生振动时会产生电压，然后产生的电压会产生加速度的读数。
1.1.2优缺点压电加速度传感器的优点是：1）.结构简单，取材方便；2）.安装方便，使用寿命长。
压电加速度传感器的缺点：1）谐振频率高，容易受到声音的干扰；2）输出阻抗高，输出信号弱，传感器输出信号需要经过放大电路放大后才能送检测电路检测。
1.2 速度传感器速度传感器可以测量振动的速度。
它适用于低频振动测量和对振动的整体评估，速度传感器可以直接测量振动，并提供振动速度的输出信号。
与加速度传感器相比，速度传感器具有较低的灵敏度和频率响应。
图1（a）图1（b）1.2.1工作原理速度传感器的结构示意如图1（a）所示。
一个圆筒形的线圈固定在外壳内壁，线圈中间有一个永磁铁支承在弹簧上。
传感器的外壳固定在被测对象上，以承受振动。
永磁铁（参振质量）、弹簧和阻尼组成了一个单自由度系统图1（b）。
在设计时使该系统的固有频率远低于被测物振动的频率。
这时在被测物振动时，永磁铁在空间处于静止状态，永磁铁相对于线圈的运动即为被测物的运动。
布置方式：测量轴承座振动（简称座振）时，需要测量垂直、水平、轴向三个方向的振动，因此传感器的位置，也即测点的布置如下图所示。
电抗器振动监测标准
电抗器振动监测标准引言电抗器是电力系统中一种重要的无源电气元件，用于控制、补偿和稳定电压和电流。
由于电抗器在运行过程中可能会发生振动，因此需要制定相应的振动监测标准，以确保电抗器的正常运行和安全性。
本文将全面探讨电抗器振动监测标准的相关内容。
电抗器振动的原因电抗器振动的原因可以归结为以下几点：1.机械振动：电抗器内部的机械部件，如铁芯、绕组等，在运行过程中可能会受到外部因素的影响，导致振动。
2.电磁力振动：电抗器内部存在电流通过时产生的电磁力作用，也可能导致电抗器振动。
电抗器振动的危害电抗器振动可能给电力系统运行带来一定的危害，包括但不限于以下几个方面：1.系统能力降低：电抗器振动会导致电力系统的稳定性下降，降低系统的运行能力。
2.声音和震动：电抗器振动会产生噪音和震动，给周围环境和人员带来不适。
3.设备损坏：电抗器振动可能导致设备内部部件的磨损加剧，缩短设备的使用寿命。
4.安全隐患：电抗器振动过大可能导致设备的脱落或损毁，进而造成安全事故。
电抗器振动监测标准的制定为了确保电抗器的正常运行和安全性，制定电抗器振动监测标准是必要的。
以下是电抗器振动监测标准的要求：1.振动监测设备：需要选购合适的振动监测设备，具备准确、稳定、可靠的监测功能。
2.振动参数：制定振动参数的监测标准，包括振动加速度、振动速度和振动位移等。
–振动加速度：用于评估电抗器的振动幅值大小。
–振动速度：用于评估电抗器的振动频率。
–振动位移：用于评估电抗器的振动形态。
3.报警与保护：设定合理的振动报警和保护阈值，一旦电抗器的振动超过设定值，及时进行报警并采取相应的措施。
4.监测频率：制定电抗器振动监测的频率，可根据电抗器的重要程度和运行环境的变化进行合理调整。
5.数据分析和处理：对采集到的振动数据进行分析和处理，得出相应的结论和建议。
6.标准修订：定期对电抗器振动监测标准进行修订，根据实际应用和技术发展进行更新和完善。
电抗器振动监测标准的应用实例以下为电抗器振动监测标准的应用实例，以便更好地理解标准的具体要求和实施过程。
振动监测参数及标准
振动监测参数及标准
振动监测参数通常包括以下几个方面：
1. 振动幅值（Vibration Amplitude）：指振动信号的最大偏移值或振幅，通常以毫米（mm）或微米（μm）表示。
2. 振动频率（Vibration Frequency）：指振动信号的周期性重复次数，通常以赫兹（Hz）表示。
3. 振动速度（Vibration Velocity）：指振动信号的变化速度，通常以毫米/秒（mm/s）或米/秒（m/s）表示。
4. 振动加速度（Vibration Acceleration）：指振动信号的变化加速度，通常以米/秒²（m/s²）表示。
5. 振动位移（Vibration Displacement）：指振动信号的偏移距离，通常以微米（μm）或纳米（nm）表示。
这些参数可以通过振动监测仪器和传感器进行实时测量和记录，并用于评估和分析机械设备的运行状态。
振动监测的标准主要有以下几种：
1. ISO 10816：国际标准化组织（ISO）发布的机械振动评估标准，包括了不同类型机械设备的振动限值和评估方法。
2. ANSI S2.41：美国国家标准协会（ANSI）发布的机械振动监测和分析标准，包括了振动数据采集、分析和评估的一般要求。
3. DIN 4150：德国标准化协会（DIN）发布的建筑物振动监测标准，包括了对建筑物振动参数和限值的评估和控制要求。
4. API 670：美国石油学会（API）发布的旋转机械振动监测标准，适用于石油、天然气和化工行业的振动监测系统。
这些标准可以帮助工程师和维护人员对机械设备的振动进行规范和合理评估，从而提高设备的可靠性和安全性。
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振动监测参数及标准
Company Document number : WTUT-WT88Y-
W8BBGB-BWYTT-19998
机械设备振动监测参数及标准
、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
条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。
V
图中可见，在低频区（lOHz 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（IKHz 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
IKHz 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
11000 频率HZ
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:
ISO 2372《机器振动的评价标准基础》
ISO 3945《振动烈度的现场测定与评定》
CAD/MS/NVSH 107《轴承振动测量的判断》
VDI 2056《振动烈度判据》
2）相对判定标准
它是对同一台设备，在同一部位定期进行参数测定，并按时间先后进行比较，以正常状态下的测定值作为原始值进行判定的方法。
用相对判定方法，曰本的经验是：振动值初始值, 为异常。
3）类比判定标准
是把数台型号相同的整台机械设备或零部件在外载荷、转速以及环境因素等都相同的条件下，对被测量值进行比较，依次区分判断这些同类设备或零件所处的工况状态。
类比判断只能区分各设备工况状态的差异，不能回答设备是否处于良好的运行状态。
以上三类标准，优先考虑使用绝对标准。
二、常用机械设备的振动标准——ISO 2372
机器振动烈度：在机器表面的重要位置上沿垂向、纵向、横向
（轴承沿轴向、径向）所测得的振动速度的最大有效值。
对于振动速度为V（t）=VpCosajt的间谐振动，其振动速度有效值用下式计算：
V^=V1/T/V（t）dt
式中，T—间谐振动的周期，T二2TT/3
实际上，振动速度V=2O~3Omm/s的有效值可用具有平方检波特
性的电子仪器测量并直接显示。
因此，在应用时是很方便的。
ISO 2732中规定了转速为600~12000rpm的机器在
10~200Hz的频率范围内机械振动烈度的范围，它将振动速
度有效值从O.llmm/s （人体刚有振动的感觉）至ij 71mm/s的
范围内分为15个两级。
相邻两个烈度量级之比约为1 :,
即相差4dB。
这是由于对于大多数机器的振动来说4dB之差意味着
振动响应有了较大的变化。
有了振动烈度量级的划分，就可以用它表示机器的运行质量。
为了便于实用，将加强运行质量分成四个等级：
A级（良好）——机械设备正常运转时的振级。
B级（容许）——已超过正常运转时的振级，但对机器
的工作尚无显着的影响。
建议监护其运行。
C级（可容忍）——机器的振动已经到了相当剧烈的程度，导
致机器只能勉强维持运行。
建议停机检修。
D级（不容许）——机器的振动已达到使机器不能正常
工作。
显然，不同的机械设备由于工作要求、结构特点、动力特性、功率容量、尺寸大小及安装条件等方面的区分，其对应于各等级运行状态的振动烈度范围必然是各不相同的。
所以对各种机械设备是不能用同一标准来衡量。
但是，也不可能对每种机械设备专门制定一个标准。
为了便于实用，ISO 2372将常用机械设备分为6大类,
使每一类的机械设备用同一标准衡量其运行质量。
第一类——在正常条件下，发动机与机器连接成一整体
的设备（15KW以下的发动机）。
第二类设有专用基础的中等尺寸的设备
（15~75KW的发动机，如螺杆压缩机）及刚性固定在专用
基础上的发动机及设备（300KW以下，如闪底泵）。
第三类——安装在测振方向上相对较硬的、刚性的和重
的较大旋转质量的大型原动机和其他大型设备（如主风
第四类—安装在在测振方向上相对较软的基础上的具
有较大旋转质量的大型原动机和其他大型设备。
第五类——安装在测振方向上相对较硬的具有不平衡惯性力
的往复式设备和机械驱动系统。
第六类——安装在在测振方向上相对较软的基础上的具
有不平衡惯性力的往复式设备和机械驱动系统等。
通过大量的实验，得到了前四类机械设备的运行质量与
振动烈度量级的对应关系，如下表所示。
常用机械设备振动标准一ISO 2372
对于第五、第六类的机械设备，特别是往复式压缩机, 由于结构不同，其振动特性变化较大，往往允许有较强的
振动(20 ----- 30mm/s),而不影响其运行质量。
三、我公司设备情况
我公司动设备主要有离心式压缩机、往复式压缩机、螺杆压缩机及离心泵、往复泵、隔膜泵等。
其中离心泵数量最多，是振动监测的重点。
大多数泵类设备转速（电动机同步转速）为1500rpin、3000rpm.即频率为25Hz、50Hz。
主风机转速为
5640rpm,频率为94 Hz。
汽轮机转速约为9000rpm,频率
为150Hz。
要求各单位在离心泵的振动监测过程中，参照上表序号4、7、10数据。
振动速率达到序号7,监护运行，振动速
度达到序号10的范围时，必须停机检修。
机动设备处
2009年7月28日。