恒壓供水設備在運(yun)行(xing)中，都不(bu)(bu)同程度地存在振動(dong)，這是機(ji)(ji)械(xie)運(yun)行(xing)的(de)共性(xing)。然而，不(bu)(bu)同的(de)機(ji)(ji)器(qi)，或同一(yi)機(ji)(ji)器(qi)的(de)不(bu)(bu)同部位，以及機(ji)(ji)器(qi)在不(bu)(bu)同的(de)時(shi)刻(ke)或不(bu)(bu)同的(de)狀態下(xia)，其產生的(de)振動(dong)形式又往往是有差別的(de)，這又體(ti)現了(le)設(she)備振動(dong)的(de)特殊性(xing)。從不(bu)(bu)同的(de)角度來考(kao)察(cha)振動(dong)問題，可按如下(xia)方式將振動(dong)進(jin)行(xing)分(fen)類。
1、按振動規律分類
按振動的(de)規律，一般(ban)將機械振動分為如下(xia)幾種類型。
這種分(fen)類，主要是根據振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)在(zai)(zai)時間歷程(cheng)(cheng)內(nei)的(de)(de)變化(hua)特(te)征來(lai)劃分(fen)的(de)(de)。大多數(shu)機(ji)械設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)類型是周(zhou)期(qi)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)、準周(zhou)期(qi)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)、窄頻帶(dai)隨機(ji)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)和寬頻帶(dai)隨機(ji)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)以及幾種不同類型振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)組(zu)合。一般在(zai)(zai)啟(qi)動(dong)(dong)(dong)(dong)或停機(ji)過程(cheng)(cheng)中的(de)(de)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)信(xin)號(hao)是平穩(wen)的(de)(de)。設(she)(she)備(bei)(bei)在(zai)(zai)實際運(yun)行中，其表現的(de)(de)周(zhou)期(qi)信(xin)號(hao)往往淹沒在(zai)(zai)隨機(ji)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)信(xin)號(hao)之中。若(ruo)設(she)(she)備(bei)(bei)故障程(cheng)(cheng)度加劇，則隨機(ji)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)中的(de)(de)周(zhou)期(qi)成分(fen)加強，從而整臺設(she)(she)備(bei)(bei)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)增大。因此，從某種意義(yi)上講(jiang)，設(she)(she)備(bei)(bei)振(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)診斷的(de)(de)過程(cheng)(cheng)，就是從隨機(ji)信(xin)號(hao)中提取周(zhou)期(qi)成分(fen)的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。
2、按產(chan)生(sheng)振動的(de)原因分類
機(ji)(ji)器產生振(zhen)動(dong)的(de)(de)根本原因，在于存在一個或幾(ji)個力的(de)(de)激(ji)勵。不同性質(zhi)的(de)(de)力激(ji)起不同的(de)(de)振(zhen)動(dong)類型。據此，可將(jiang)機(ji)(ji)械振(zhen)動(dong)分為三種類型。
（1）自由振動：給系(xi)(xi)統一(yi)定(ding)的能量后，系(xi)(xi)統所(suo)產生(sheng)的振動。若(ruo)系(xi)(xi)統無阻尼，則系(xi)(xi)統維持等幅振動；若(ruo)系(xi)(xi)統有阻尼，則系(xi)(xi)統為衰減振動。
（2）受迫振(zhen)動(dong)(dong)：元件或系統的振(zhen)動(dong)(dong)是由周期(qi)變化的外力作(zuo)用所引起的，如不平衡、不對中(zhong)所引起的振(zhen)動(dong)(dong)。
（3）自激振動(dong)：在(zai)沒有外力作用下，只是由于系統(tong)自身的(de)原因所產生的(de)激勵而引起的(de)振動(dong)，如油(you)膜振蕩、喘振等。
因(yin)機械(xie)故(gu)障而產生的振(zhen)動，多屬于受迫振(zhen)動和自(zi)激(ji)振(zhen)動。
3、按振動頻率分類
機(ji)械(xie)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)頻(pin)率是設備振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)診(zhen)斷中的(de)(de)一(yi)個十分重要的(de)(de)概念。在各處(chu)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)診(zhen)斷中常(chang)常(chang)要分析頻(pin)率與故(gu)障的(de)(de)關(guan)系，要分析不同頻(pin)段(duan)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)的(de)(de)特點。因此(ci)了(le)解振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)頻(pin)段(duan)的(de)(de)劃分與振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)診(zhen)斷的(de)(de)關(guan)系很有實(shi)用意義。按頻(pin)率的(de)(de)高(gao)低，通常(chang)把振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)分為三種類型，如下圖所示。
振動類型
頻率(lv)范圍 實例
低頻振動
f〈5倍軸(zhou)旋轉頻率(lv) 不平(ping)衡、不對中、軸(zhou)彎曲松動、油膜振蕩 ;
中頻振動 f=10~1000Hz 齒輪振動、流體振動
高頻振動 f〉1000Hz 滾動軸承傷痕(hen)引起的振動、摩(mo)擦振動
振(zhen)動是(shi)物體運(yun)動的一(yi)種形式，它是(shi)指(zhi)物體經(jing)過平衡(heng)位置而(er)往(wang)復運(yun)動的過程。機械振(zhen)動是(shi)物體（或(huo)其一(yi)部分）沿直線或(huo)曲(qu)線并經(jing)過其平衡(heng)位置所作(zuo)的往(wang)復運(yun)動。
如下圖所(suo)示，單(dan)擺是簡單(dan)機械振動的例子。
振動的情(qing)況可用位移、速度和加(jia)速度三(san)個參量(liang)來(lai)表征，這三(san)個參量(liang)統稱為振動參數(shu)。
1、位移—振動物體離開(kai)平衡位置(zhi)的距離。常用微(wei)米(mi)（μm）或毫米(mi)（mm）作單位。
2、振(zhen)動速度(du)—就(jiu)是振(zhen)動物(wu)體(ti)位移的(de)快慢，即(ji)位移對時間的(de)變化率。以毫(hao)米/秒（mm/s）為單位。
3、振動加速度(du)—即(ji)物體振動速度(du)的(de)變化率，也就(jiu)是位移的(de)二階(jie)導數，一(yi)般用g（重力加速度(du)）表示(shi)其大小。
將振(zhen)動參數隨時間(jian)變化的狀態(tai)畫(hua)出來，可以(yi)得到相(xiang)應曲線，此線叫做振(zhen)動波(bo)形(xing)。簡諧振(zhen)動的波(bo)形(xing)如圖所(suo)示，它是一(yi)條正(zheng)弦曲線（實線）。
每(mei)一個振(zhen)動(dong)參(can)數(shu)都具(ju)有(you)三個基本(ben)要素，即振(zhen)幅X、頻率(lv)f和相位(wei)φ。現在(zai)(zai)就以(yi)簡(jian)諧(xie)振(zhen)動(dong)為例，來說明三要素的(de)概念、它(ta)們(men)之間(jian)的(de)關系以(yi)及(ji)在(zai)(zai)振(zhen)動(dong)診斷中的(de)應用。
a．振(zhen)幅(fu)：表(biao)示物(wu)體動(dong)態運動(dong)或振(zhen)動(dong)的幅(fu)度(du)，它是機(ji)械振(zhen)動(dong)強度(du)的標志(zhi)，也是機(ji)器振(zhen)動(dong)嚴重(zhong)程度(du)的一(yi)個重(zhong)要指標。機(ji)器運轉狀態的好壞絕大多數情(qing)況是根據振(zhen)動(dong)幅(fu)值的大小來判別(bie)的。振(zhen)幅(fu)的大小可以(yi)表(biao)示為(wei)峰－峰值（P－P）、單峰值（0－P）、有效值（RMS）或平均值（Average）。
峰(feng)－峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)于(yu)正峰(feng)和負峰(feng)之間的(de)最(zui)大偏差值(zhi)(zhi)(zhi)，峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)于(yu)峰(feng)－峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)的(de) 1/2。只有在純正弦波的(de)情況下，均(jun)方根(gen)值(zhi)(zhi)(zhi)才(cai)等(deng)于(yu)峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)的(de) 0.707 倍(bei)，平(ping)均(jun)值(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)于(yu)峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)的(de) 0.637 倍(bei)。而平(ping)均(jun)值(zhi)(zhi)(zhi)在振動測(ce)量中一(yi)般則很少使用。
表述振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)幅值(zhi)(zhi)的(de)大小通常采用(yong)(yong)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)的(de)位(wei)移、速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)或(huo)加速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)值(zhi)(zhi)為(wei)度(du)(du)(du)量單位(wei)。一般在振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)測量中，除特別注明外，振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)位(wei)移（D）以(yi)峰－峰值(zhi)(zhi)表示(shi)(shi)，單位(wei)一般是微米（μm）；振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)（V）常用(yong)(yong)有效(xiao)值(zhi)(zhi)表示(shi)(shi)，單位(wei)用(yong)(yong)毫米／秒（mm/s）。振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)的(de)有效(xiao)值(zhi)(zhi)又(you)稱為(wei)“振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)烈度(du)(du)(du)”。有的(de)行業的(de)設備振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)標準就(jiu)是以(yi)“振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)烈度(du)(du)(du)”來作為(wei)基(ji)礎的(de)。振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)加速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)（A）積分一次(ci)即為(wei)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)；而(er)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)再積分一次(ci)就(jiu)成(cheng)了(le)振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)位(wei)移。
以上僅僅是對簡諧振(zhen)動(dong)而言是正確的，因(yin)其頻率(lv)(lv) f 值為(wei)一(yi)常數；而對于一(yi)個復(fu)雜振(zhen)動(dong)或波形來說(shuo)，由于其振(zhen)動(dong)頻率(lv)(lv) f 值的多重性而會帶來誤差。
b．周期(qi)：物體(ti)完成一個(ge)完整的(de)振動(dong)所需要的(de)時(shi)間(jian)，以(yi) T 0 表(biao)示。單位一般是(shi)用“秒”來表(biao)示。例如一個(ge)單擺，它的(de)周期(qi)就是(shi)重錘從左(zuo)運動(dong)到右，再從右運動(dong)回左(zuo)邊起點(dian)所需要的(de)時(shi)間(jian)。
c．頻(pin)(pin)(pin)率(lv)：是指振動物體在單(dan)位時(shi)間（1 秒(miao)）內所產生振動的(de)次數(shu)，即 Hz，以 f 0 表示。很顯然，f 0 ＝1／T 0 。對于旋(xuan)轉機(ji)械(xie)的(de)振動來(lai)說，存(cun)在下述令人感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)：a）轉動軸的(de)旋(xuan)轉頻(pin)(pin)(pin)率(lv)；b）各種振動分量的(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)；c）機(ji)器自身(shen)和基礎或其(qi)它(ta)附(fu)著物的(de)固有頻(pin)(pin)(pin)率(lv)。
由于(yu)某些(xie)機器故障(zhang)(zhang)(zhang)僅僅在(zai)某些(xie)特(te)定(ding)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率下才產生振動(dong)，這(zhe)種現象就有助于(yu)區別(bie)各(ge)種不(bu)(bu)同種類的(de)(de)(de)(de)機器故障(zhang)(zhang)(zhang)。例(li)如(ru)：不(bu)(bu)平衡(heng)故障(zhang)(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)結果一定(ding)會導(dao)致工頻(pin)(pin)(pin)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)異(yi)常升高。但是(shi)，反過(guo)來我(wo)們(men)必須注意(yi)到(dao)，振動(dong)頻(pin)(pin)(pin)率和(he)機器故障(zhang)(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)(de)關系并不(bu)(bu)是(shi)一一相對應的(de)(de)(de)(de)。也就是(shi)說(shuo)，某一特(te)定(ding)頻(pin)(pin)(pin)率的(de)(de)(de)(de)振動(dong)，可能和(he)多種機器的(de)(de)(de)(de)故障(zhang)(zhang)(zhang)有關聯。
因此，我們(men)不要企圖(tu)將某一(yi)固定的振動(dong)(dong)頻(pin)率與某一(yi)特(te)定的機(ji)器(qi)故障建立直接的聯系。在對(dui)(dui)旋轉機(ji)械進(jin)行(xing)振動(dong)(dong)分(fen)析(xi)(xi)與故障診斷(duan)時(shi)，振動(dong)(dong)的頻(pin)率是非常重要的參(can)(can)量(liang)，是分(fen)析(xi)(xi)振動(dong)(dong)原因的重要依據，它(ta)有助于我們(men)對(dui)(dui)機(ji)器(qi)的故障進(jin)行(xing)判別，根據振動(dong)(dong)頻(pin)率可(ke)以初步查明(ming)振動(dong)(dong)的性質和來源。但是，它(ta)僅僅只是一(yi)種參(can)(can)量(liang)而已。為了得到(dao)正確(que)的診斷(duan)結論，我們(men)還必(bi)須對(dui)(dui)機(ji)器(qi)所(suo)有的參(can)(can)量(liang)進(jin)行(xing)估計(ji)和分(fen)析(xi)(xi)。振動(dong)(dong)頻(pin)率可(ke)采用赫(he)茲（HZ）、周/ 分(fen)鐘(zhong)(CPM)、 轉/分(fen)鐘(zhong)（RPM）等(deng)度量(liang)單位，或(huo)以相對(dui)(dui)于轉速頻(pin)率的倍數為度量(liang)單位， 如一(yi)倍頻(pin)（1X）、二倍頻(pin)（2X）、半頻(pin)（0.5X）…...，等(deng)等(deng)。
d．相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)：是指旋轉(zhuan)機(ji)(ji)械測量(liang)中(zhong)(zhong)(zhong)某一(yi)(yi)瞬間(jian)(jian)機(ji)(ji)器的(de)(de)(de)(de)選頻振(zhen)(zhen)動(dong)信號（如基頻）與(yu)軸上(shang)(shang)某一(yi)(yi)固定標志(zhi)（如鍵相(xiang)(xiang)器）之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)差。相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)可(ke)用(yong)來描述某一(yi)(yi)特定時刻機(ji)(ji)器轉(zhuan)子(zi)的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，一(yi)(yi)個好(hao)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)測量(liang)系統(tong)能夠確定每(mei)一(yi)(yi)個傳感器所在(zai)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)器轉(zhuan)子(zi)上(shang)(shang)“高(gao)(gao)點”相(xiang)(xiang)對機(ji)(ji)器軸系上(shang)(shang)某一(yi)(yi)固定的(de)(de)(de)(de)標志(zhi)點的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)。而(er)平衡狀態的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)將會(hui)引(yin)起“高(gao)(gao)點”位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，這種變(bian)化(hua)也會(hui)通過(guo)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)而(er)表示出來。相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)度(du)量(liang)單位(wei)(wei)為度(du)（°），通常振(zhen)(zhen)動(dong)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)在(zai) 0°～360°范圍之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)變(bian)化(hua)。振(zhen)(zhen)動(dong)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)在(zai)振(zhen)(zhen)動(dong)分(fen)折中(zhong)(zhong)(zhong)十分(fen)重要(yao)，它不僅反映了不平衡分(fen)量(liang)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)對位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)，在(zai)動(dong)平衡中(zhong)(zhong)(zhong)必不可(ke)少，而(er)且在(zai)故障診斷(duan)中(zhong)(zhong)(zhong)也能發揮重要(yao)作用(yong)。
下面專門說一下振動位移、速度、加速度三者之間的相位關系。以單擺的簡諧振動為例：
把一個(ge)單擺橫(heng)向(xiang)(xiang)來(lai)看，當(dang)重(zhong)錘(chui)向(xiang)(xiang)上擺，通過起始(shi)點 0 時(shi)，其位移為(wei)(wei)(wei)零(ling)，而(er)速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)正方向(xiang)(xiang)最(zui)(zui)大，加速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)零(ling)；當(dang)重(zhong)錘(chui)運動到上死點時(shi)，位移為(wei)(wei)(wei)正方向(xiang)(xiang)最(zui)(zui)大，此(ci)時(shi)速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)零(ling)，加速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)負(fu)(fu)方向(xiang)(xiang)最(zui)(zui)大；重(zhong)錘(chui)向(xiang)(xiang)下回(hui)零(ling)時(shi)，位移為(wei)(wei)(wei)零(ling)，速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)負(fu)(fu)方向(xiang)(xiang)最(zui)(zui)大，加速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)零(ling)；當(dang)重(zhong)錘(chui)運動到下死點時(shi)，位移為(wei)(wei)(wei)負(fu)(fu)方向(xiang)(xiang)最(zui)(zui)大，而(er)此(ci)時(shi)速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)零(ling)，加速(su)度(du)為(wei)(wei)(wei)正方向(xiang)(xiang)最(zui)(zui)大。
