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振動是反映機械設備運行狀態的重要參數，當設備發生故障時（例如零部件之間的變形、碰撞、摩擦、破損等），其振動狀態產生變化，通過振動監測系統對設備振動進行監測，分析提取振動信號中的故障特征，可以判斷設備的健康狀態，進行故障診斷和預測。

A6210 EMERSON振動監測具有以下特點：

1）包含故障信息豐富。設備中主要零部件的各種典型損耗性故障都可以通過振動監測做出診斷。

2）故障反應靈敏、迅速。振動對故障反映比較靈敏，即使非常微弱的故障，也會引起振動變化。通過各種振動信號分析處理方法可以在強干擾背景下提取故障信息，因此可以實現故障的早期診斷。

3）A6210 EMERSON測量方便。只要將振動傳感器安裝在設備體上的合適部位，即可實現振動測量，對設備不產生影響。

本篇首先介紹振動監測的相關標準，其次，通過以齒輪減速機及軸承為對象，介紹振動監測的理論基礎。

一、振動監測的標準

A6210 EMERSON機器設備的健康狀態是保障其長期安全可靠運行的基本條件，振動大小是反映機器設備健康狀態的主要指標之一。在當前技術水平下，國內外針對大型、重要設備通常都采取了振動監測手段，包括在線或離線監測，通過監測設備的振動判斷設備的健康狀態。為了描述機器的健康狀態，必須根據法定的標準作為評定準則。對于機器設備的制造廠來說，標準是確定產品是否合格的依據；而對于機器設備的使用單位來說，特別是使用中的一些大型設備或流程工業中的關鍵設備，標準也是隨時掌握設備運行狀態的依據。國際標準化組織（ISO）下設的振動、沖擊與狀態監測技術委員會（TC108）是專門負責制定振動與沖擊方面國際標準的機構，A6210 EMERSON該機構根據機械設備狀態監測和故障診斷技術發展的需要，還歸口制定機器狀態監測和故障診斷方面的國際標準。我國與ISO/TC 108對口的是全國機械振動、沖擊及狀態監測標準化技術委員會（SAC/TC53），該委員會由國家有關部委專家共同組成，是全國性專業標準化技術工作組織，由國家質量監督檢驗檢疫總局領導。

用于旋轉機械振動評價的主要國際標準有ISO 7919和ISO 10816（有些改為ISO 20816系列）兩個系列，分別對應我國國家標準GB/T 11348和GB/T 6075系列標準。這兩個系列振動標準簡單介紹如下：

1）ISO 10816（GB/T 6075）系列標準主要針對軸承座振動，共有7個部分，如表7-7所示。根據旋轉機械軸承座相對于地面的絕對振動（絕對瓦振）進行振動狀態評價，主要測量參數是振動速度，評價參數為振動速度值和振動位移值。

表1 GB/T 6075系列標準相關信息

2）ISO 7919（GB/T 11348）系列標準主要針對旋轉軸振動，共有5個部分，如表2所示。根據支撐軸承處的軸頸相對于軸瓦振動位移（相對軸振）進行振動狀態評價。通過安裝在軸承附近的電渦流傳感器測量相對軸振位移，對振動大小進行評價。

表2 GB/T 11348系列標準相關信息

3）發達國家標準。美國、德國等工業發達國家也有許多在國際上普遍采用的振動評價標準，例如美國石油學會的API610（離心泵）、API611（通用汽輪機）、API613（專用齒輪箱）、API617（離心壓縮機）、API673（專用風機）等；德國工程師協會標準VDI2056、VDI2059；英國國家標準BS4675。

各種旋轉機械的振源主要來自于結構設計、制造、安裝、調試和環境本身。振動會在非常短的時間內造成結構疲勞和損傷，因此在振動設計中必須重視旋轉機械的轉子系統和軸承等部件經受疲勞損傷的程度。振動部件的疲勞損傷正比于其振動速度，振動所產生的能量正比于其振動速度的二次方，能量傳遞將導致振動部件磨損和引起其他缺陷。因此，在旋轉機械振動判定標準中，疲勞損傷和磨損等缺陷這兩種破壞形式都最好以速度為標準。對于10Hz以下的低頻振動，以位移破壞為主，其實質是疲勞強度破壞，而不是能量破壞，以位移作為振動標準；對于10Hz～1kHz頻帶的振動，以一定的速度級作為振動狀態的判據；對于1kHz以上的高頻振動，主要應該考慮沖擊力和共振破壞，此時應以加速度作為判定標準，如圖1所示。圖2所示為日本豐田利夫教授在其著作中提出的標準，此標準在低頻、中頻和高頻段分別為位移、速度和加速度。