细说轴承振动位移、速度、加速度

在轴承的状态监测和故障诊断中，经常会使用振动信号进行分析。振动分析常用的量包括振动的位移、振动的速度和振动的加速度。

本文从振动的位移、速度、加速度的含义和关系方面进行一定的介绍。

振动位移、速度、加速度的定义以及关系

首先，假设某质点初始位置为横轴上某个位置，当振动开始之后，质点在任意时刻距离在振动方向上和初始位置之间的距离差A就是位移。质点到达这个位置所有时间t，那么此时这个质点的速度就是A对t的微分。同样的逻辑，质点振动速度对于时间的微分就是振动的加速度。相反的，振动的加速度是振动速度对时间的积分，振动的速度是振动位移对时间的积分。

上面的图是这个振动的时域图，不难发现，这个振动中，质点距离原始点最大的距离A是正弦波的幅值。这个质点在通过0位置的时候，速度达到最大值。质点在前一个峰值的地方，达到加速的最大值。换言之就是振动的速度超前位移90°，振动的加速度超前速度90°。

振动位移为什么用峰峰值？

从前面的定义可以看出，振动的位移是振动中质点距离初始位置之间的距离。在整个时域中，振动的位置不断变化，每时每刻都有一个位移值。其中，质点距离初始位置最远的距离，对于机械设备来说，在整个振动所有位移值中，是影响最大的。同时对于一个振动而言，设备经历的最大变形量是两个峰值之间的距离，也就是这个振动位移量的峰峰值。在上图的振动波形中就是横轴两侧，振动幅值的绝对值之和。设备经历振动的最大变形量对设备自身的影响最大，因此在对振动进行位移值测量的时候，一般取峰峰值。