細說軸承振動位移、速度、加速度

在軸承的狀態監測和故障診斷中，經常會使用振動信號進行分析。振動分析常用的量包括振動的位移、振動的速度和振動的加速度。

本文從振動的位移、速度、加速度的含義和關系方面進行一定的介紹。

振動位移、速度、加速度的定義以及關系

首先，假設某質點初始位置為橫軸上某個位置，當振動開始之后，質點在任意時刻距離在振動方向上和初始位置之間的距離差A就是位移。質點到達這個位置所有時間t，那么此時這個質點的速度就是A對t的微分。同樣的邏輯，質點振動速度對于時間的微分就是振動的加速度。相反的，振動的加速度是振動速度對時間的積分，振動的速度是振動位移對時間的積分。

上面的圖是這個振動的時域圖，不難發現，這個振動中，質點距離原始點最大的距離A是正弦波的幅值。這個質點在通過0位置的時候，速度達到最大值。質點在前一個峰值的地方，達到加速的最大值。換言之就是振動的速度超前位移90°，振動的加速度超前速度90°。

振動位移為什么用峰峰值？

從前面的定義可以看出，振動的位移是振動中質點距離初始位置之間的距離。在整個時域中，振動的位置不斷變化，每時每刻都有一個位移值。其中，質點距離初始位置最遠的距離，對于機械設備來說，在整個振動所有位移值中，是影響最大的。同時對于一個振動而言，設備經歷的最大變形量是兩個峰值之間的距離，也就是這個振動位移量的峰峰值。在上圖的振動波形中就是橫軸兩側，振動幅值的絕對值之和。設備經歷振動的最大變形量對設備自身的影響最大，因此在對振動進行位移值測量的時候，一般取峰峰值。