am、Vm、dm 分别为振动速度、速度、位移振幅。可见，振动位移随频率的升高有极大的衰减，而振动加速度随频率的降低有极大的衰减。这就决定了检测低频故障需检测振动位移的变化，而检测高频故障需检测振动加速度的变化，而振动速度可说是二者的折中，这也是宽带测量中，国际标准2372以振动速度作为参变量的原因。

表征振动位移、速度、加速度波形参数，常用的有峰值（峰-峰值）、有效值、平均值，以值表示振动的量级，见下图。选定振动变量后，确定振动波形表征参量也是正确判定故障的重要内容。

振动量及其量级

振动量的表示有绝对单位制与相对单位制。绝对单位制能够客观地评定振动的大小，一般用MKS制表示，即：位移的单位以m表示；速度的单位以m/s表示；加速度的单位以m/s²表示。

如前所述，工程上位移单位常以微米 (μm) 表承，速度单位以厘米/秒 (cm/s) 表示，加速度单位以重力加速度G(980cm/s²) 来表示。

相对单位制用“级”来表示，级又分为算术级和几何级两种形式。算术级又称为倍数级，用一倍、二倍、十倍、百倍等等表示；几何级又称为对数级，以分贝 (dB) 表示。机械设备的振动监测技术通常多采用分贝，使数量级大大缩小，同时使计算过程简化，使乘除关系变成加减运算。

按ISORl683标准规定：

机械设备振动标准

可以说，所有的结构物和机器在任何时候都在振动着。只要振动不影响机器的工作精度和机器的工作寿命，不产生过大的噪声，或未对周围环境产生过大的不良影响等，则此种振动是允许的。因此。为了衡量机器的运行质量就需要制定一个标准来确定允许的振动烈度，即确定振动烈度的界限。

机器的振动烈度定义为：在机器表面的重要位置上（例如：轴承、安装点处等）沿垂向、纵向、横向三个方向上，所测得的振动速度的最大有效值。

对于振动速度为简谐振动，其振动速度有效值用下式计算

在国际标准ISO2372中，规定了转速为10-200的机器在10-1000Hz的频率范围内机械振动强烈度的范围，它将振动速度有效值从0.11（人体刚有振动的感觉）到71的范围内分为15个量级，相邻两个烈度量级的比约为1:1.6，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。为了便于使用，将机器运行质量分成四个等级：

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、尺寸大小以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的，但也不可能对每种机械设备专门制定一个标准。

柴油机振动测点布置图

ISO2372将常用的机械设备分为六大类，令每一类的机械设备用同一标准来衡量其运行质量。机械设备分类情况如下：

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。至于第五类、第六类的机械设备，特别是往复式发动机由于结构不同，其振动特性变化很大，往往允许有较强烈的振动而不影响其运行质量。而安装在弹性基础上的机器受到隔振作用，由安装点传到周围物体的作用力是很小的。在这种情况下，机器的振动将大于安装在刚体基础上的振动，如高转速的电机上测得的振动速度有效值可达50或更大。

在上述情况下，用振动绝对量级来衡量机器的运行质量显然是不恰当的，就是对于第一至第四类机器，由于实际情况是千变万化的，下表中所示的机器运行质量与振动烈度的关系也只能作为参考。实践表明：比较可靠准确的办法是用振动烈度的相对变化来表示机器的运行质量。

可以考虑以机器“良好”运行状态的量级为参考值，在此基础上若增大2.5倍 (8dB)，表明机器的运行状态已有重要变化，此时机器虽尚能进行工作，实际上已处于不正常状态，若从参考状态的基础上增大10倍 (20dB)，就说明该机器已需进行修理；再继续增大，机器就将处于不允许状态。

上述振动烈度相对变化与机器运行质量间的关系，常用于以振动信号进行故障诊断时的判据。

几种常用机械设备的振动标准

注：振动烈度以分贝表示时，选为参考值，即振动速度有效值为此值时为零分贝。

振动监测几大要素

在深入了解监测参数后，我们先来关注基础核心名词——振动。

振动是指物体相对于平衡位置所作的往复运动。机械振动是复杂的，而所有的复杂振动都可以看做是若干个不同特征值的简谐振动的组合。

也就是说，利用频谱分解的手段，我们可以将复杂振动分解为各个简谐振动，此时的简谐分量及其各自的振幅、频率和初相位就叫作复杂振动的频谱。

在物理学的定义中，振动三要素分别为振幅、频率、相位。

△ 振动三要素间关系

1、振幅A（Amplitude）

在机械振动中，振幅是物体振动时离开平衡位置最大位移的绝对值，描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱，分别可以用振动位移、振动速度、振动加速度值加以描述和计量。振动位移具体地反映了间隙的大小，振动速度反映了能量的大小，振动加速度反映了冲击力的大小。

2、频率f（Frequency）

频率f是物体每秒钟内振动循环的次数，单位是赫兹（Hz）。振动按频率范围分，可以分为低频振动f1000Hz。较为早期的故障特征通常也在较高频率范围内发生。

频率是振动特性的标志，是分析振动原因的重要依据。对旋转机械来说，转子每旋转一周就是完成了一个振动过程，为一个周期，或者说振动循环变化了一次。在振动信号分析中，常将振动频率与设备转速做比较：1X表示与转速频率相等的频率，称之为工频或基频；0.5X表示半频；2X表示二倍频；3X表示三倍频，依次后推。

△ 某电机轴系松动故障倍频显示

频率分析是振动故障诊断领域最基本的工具之一，不同故障往往所对应的频率不同，所以故障特征频率也是判断故障的必要条件之一。

3、相位（Initial phase）

相位是在给定时刻振动体被测点相对于固定参考点的位置，单位是度（°）。

相位是振动在时间先后关系上或空间位置关系上相互差异的标志，例如同一部件不同位置处的振动或不同部件之间的振动。对于单通道的振动信号来说，相位仅仅反映了时间为零时的初始状态；如果是多通道同步采集到的振动信号，相位就变得很有意义。返回搜狐，查看更多