設(shè)備狀態(tài)管理的核心內(nèi)容是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測與分析。點檢人員主要的工作就是通過日常的點檢、檢測來監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)，及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，尋找出故障源，從而實現(xiàn)視情維修。這就對現(xiàn)場的設(shè)備管理人員（點檢人員）提出了較高的要求。經(jīng)過多年的改造，我們擁有了國內(nèi)、外一流的設(shè)備，設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，精度越來越高，僅僅靠傳統(tǒng)的“眼看、手摸、耳聽”等五官來檢測設(shè)備的狀態(tài)，無法及時有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，已不能滿足現(xiàn)在設(shè)備狀態(tài)管理的需要。本章主要介紹用振動檢測的方法來檢測設(shè)備（部件）的狀態(tài)，并預(yù)測設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢。內(nèi)容主要包括：用測振儀、分析儀等振動檢測儀的日常檢測，來實施簡易的診斷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障；對于復(fù)雜的設(shè)備再通過頻譜分析等手段實現(xiàn)精密點檢，分析故障的原因，找出故障源。
3．1 簡易振動診斷基礎(chǔ)知識
3．1．1 振動基礎(chǔ)知識
3．1．1．1振動的種類及其特點
我們可以從不同的角度來考察振動問題，常把機械振動分成以下幾種類型：
1．按振動規(guī)律分類
按振動的規(guī)律，一般將機械振動分為如圖3-1所示幾種類型。
2．按產(chǎn)生振動的原因分類
機械振動分為三種類型：
（1）自由振動 給系統(tǒng)一定的能量后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動。若系統(tǒng)無阻尼，則系統(tǒng)維持等幅振動；若系統(tǒng)有阻尼，則系統(tǒng)為衰減振動。
（2）受迫振動 元件或系統(tǒng)的振動是由周期變化的外力作用所引起的，如不平衡、不對中所引起的振動。
（3）自激振動 在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵而引起的振動，如油膜振蕩、喘振等。
因機械故障而產(chǎn)生的振動，多屬于受迫振動和自激振動。
3．按振動頻率分類
按著振動頻率的高低，通常把振動分為3種類型。
3．1．1．2 振動三要素及其在振動診斷中的應(yīng)用
構(gòu)成一個確定性振動有3個基本要素，即振幅d,頻率f和相位φ。振幅、頻率、相位，這是振動診斷中經(jīng)常用到的三個最基本的概念?，F(xiàn)在，我們以確定性振動中的簡諧振動為例，來說明振動三要素的概念、它們之間的關(guān)系以及在振動診斷中的應(yīng)用。
1．振幅d
簡諧振動可以用下面函數(shù)式表示： d = Dsin(Tt＋φ) (3-1)
式中：D――最大振幅，指振動物體（或質(zhì)點）在振動過程中偏離平衡位置的最大距離。（μm或mm）
t――時間 (s)
T――周期，振動質(zhì)點（或物體）完成一次全振動所需要的時間 (s)
φ――初始相位（rad）
由于T可以用角頻率ω表示，即ω=T，所以式 (3-1) 又可寫成：
d = Dsin(ωt+φ) (3-2)
簡諧振動的時域圖像如圖：
振幅不僅用位移，還可以用速度v和加速度a表示。
速度的函數(shù)式：
v = Vcos(ωt+φ) =Vsin(ωt+π
2+φ) (3-3)
式中V――速度最大幅值（mm/s）
加速度的函數(shù)式：
a = Asin(ωt+π+φ) (3-4)
式中A――加速度最大幅值（m/s2）
在這里，必須特別說明一個與振動幅值有關(guān)的物理量即速度有效值Vrms，亦稱速度均方根值。這是一個經(jīng)常用到的振動測量參數(shù)。目前許多振動標(biāo)準(zhǔn)都是采用Vrms作為判別參數(shù)，因為它最能反映振動的烈度。
對于簡諧振動來說，速度的最大幅值Vp(峰值)與速度有效值Vrms、速度平均值Vav之間的關(guān)系如圖所示。
圖3-3 Vrms、Vp、Vav之間的關(guān)系
三者有如下關(guān)系：
Vrms=22πVav=Vp≈0.707Vp (3-5) 42
幅值反映振動的強度，振幅的平方常與物質(zhì)振動的能量成正比，振動診斷標(biāo)準(zhǔn)都是用振幅來表示的。
2．頻率f
振動物體（或質(zhì)點）每秒振動的次數(shù)稱為頻率，用f表示，單位為Hz。振動頻率在數(shù)值上等于周期T的倒數(shù)，即： f = 1 (3-6) T
式中 T――周期，即質(zhì)點再現(xiàn)相同振動的最小時間間隔（s或ms）。
頻率還可以用角頻率ω來表示，即
f = ω (3-7) 2π
頻率是振動診斷中一個最重要的參數(shù)，確定診斷方案，實施狀態(tài)識別，選用診斷標(biāo)準(zhǔn)等各個環(huán)節(jié)都與振動頻率有關(guān)。對振動信號作頻率分析是振動診斷最重要的內(nèi)容，也是振動診斷的最大優(yōu)勢。
3．相位φ
設(shè)式中的ωt+Φ=φ ，則得
d = Dsinφ (3-8)
式中: φ――物體的相位（rad）。
振動信號的相位，表示質(zhì)點的相對位置。不同振動源產(chǎn)生的振動信號都有各自的相位。相位測量分析在故障診斷中變有相當(dāng)重要的地位，一般用于諧波分析，動平衡測量，識別振動類型和共振點等許多方面。
在圖3-2中，標(biāo)明了同一振動信號的位移、速度、加速度三者之間的相位關(guān)系。
3．1．2 振動信號處理
信號處理的基本方法有幅域分析、時域分析、頻域分析和相域分析。幅域分析是指對信號在幅值上進行各種處理；時域分析是指對信號在時間域內(nèi)的分析或變換；頻域分析則是確定信號的頻率結(jié)構(gòu)，即弄清楚信號中包含有那些頻率成分及各頻率成分的幅值大??；相域分析即是進行相位值測量及對相位隨時間的變化進行分析。在現(xiàn)場從事簡易診斷的工程技術(shù)人員必須掌握有關(guān)信號處理的基礎(chǔ)知識，尤其是時域和頻域分析方面的知識。
3．1．2．1時間領(lǐng)域內(nèi)的信號處理
時域信號處理亦稱時域分析，它是通過觀察振動信號的時間歷程，對其信號的周期性及隨機性給出定性評價，從而可以估計設(shè)備所處的技術(shù)狀態(tài)，為狀態(tài)維修提供維修策略。
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