现场动平衡,测位移还是测速度?

选择哪个参数,主要取决于设备的工作转速和频率。

  1. 位移

    • 物理意义:测量的是振动部件相对于静止参考点的位置变化量,单位通常是微米(μm)或密耳(mil)。

    • 频率响应对低频振动敏感。位移的幅值与振动频率的平方成反比(在相同加速度的情况下)。这意味着在低频时,即使速度或加速度不大,位移也可能很显著。

    • 适用场景最适合于低速旋转机械。通常用于工作频率低于600 RPM(10 Hz)或一般低于100,000 RPM以下的设备。对于最常见的工业旋转机械(如风机、水泵、电机,转速通常在1000-3600 RPM),位移是动平衡最常用的参数。因为它能直观地反映转轴相对于轴承的“晃动”程度,这与不平衡质量引起的离心力直接相关。

  2. 速度

    • 物理意义:测量的是振动变化的速率,单位通常是毫米/秒(mm/s)。

    • 频率响应:在中等频率范围内(约600 RPM ~ 120,000 RPM)具有较平坦的响应。它是位移的一次微分,对中频振动最敏感。

    • 适用场景:常用于评估振动的剧烈程度和对设备的整体影响,因为振动能量与速度的平方成正比。在状态监测和振动标准中广泛应用。对于动平衡,它也是一个可行的选择,尤其在通用振动评估中。

  3. 加速度

    • 物理意义:测量的是振动速度的变化率,即力,单位是米/秒²(m/s²)或重力加速度g。

    • 频率响应对高频振动极其敏感。加速度是位移的二次微分,其幅值与振动频率的平方成正比。

    • 适用场景:主要用于高频振动分析,如轴承故障、齿轮啮合问题等。对于纯粹的动平衡(其振动频率就是1倍频,即转频),加速度在低速下信号很弱,不太作为首选。

总结与选择建议:

  • 对于常规转速(例如 3000 RPM)的工业设备进行现场动平衡,首选测量位移。 因为它直接、稳定,且国际标准(如ISO 10816)也常以位移作为评价低速设备振动水平的关键参数。

  • 速度是一个很好的折中参数,尤其当你没有位移传感器但有一个速度传感器时。

  • 加速度传感器虽然通用,但用于纯低速动平衡时,信号需要经过两次积分才能得到位移,这会引入额外的相位和幅值误差,不是最直接的方法。


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