位移、速度和加速度的適用場合

機械振動的強度和幅值可以用位移、速度和加速度表示。此外，大多數設備故障是部件疲勞的結果，振動速度是振動疲勞的直接度量，振動分析儀而且，事實上絕大多數機械振動標準都是基于振動速度。至此，會出現一個明顯的問題：“為什么要測量位移和加速度呢？”答案其實很簡單，雖然大部分設備的故障是與振動速度直接相關的疲勞的結果，但還有另外兩種原因可以造成設備故障：即應力和力，它們分別與振動位移和加速度相關。

使用位移作為應力故障指示的場合

設備部件在周期性撓曲變形下疲勞損壞，振動分析儀以及振動速度同疲勞的密切關系但是，由于材料的脆性，許多設備部件變形量一旦超過一定的界限，就會產生裂縫或者斷裂。當振幅很大時，可能會造成固定螺栓斷裂、焊 縫開裂以及混凝土地基裂縫，這不是由于疲勞，而是因為它們的變形導致應力超 過了材料屈服點。

大振幅通常導致應力破壞，通常發生在極低頻振動中（低于600 CPM）。例 如，一臺轉速為50 CPM的設備，振幅為100mils，計算相應的振動速度，結果只有0.216in/sec。

根據烈度標準，0.26in/sec的振動速度值位于平穩和比較劇烈之間，振動分析儀基本不會造成嚴重后果，但必需注意，設備變形已經達到 100mils。在這種狀態下，不是因為速度決定的疲勞，而是位移決定的應力，使 得失效隨時可能發生。鑒于這種原因，只要預估振動頻率可能低于600 CPM（10 Hz）時，都建議對振幅進行測量。

采用振動速度檢測疲勞故障的場合

按照一般規律，疲勞失效通常是由于頻率為600 CPM（10 Hz）到120,000 CPM （2000 Hz）之間的振動造成的。因此，當振動頻率預計在這個區域時，建議測 量振動速度。

采用振動加速度檢測受力故障的場合

應力與偏移量的關系以及疲勞與振動速度的關系是十分簡單和直觀的。振動分析儀也許，說明力作為故障原因的一個簡單方法就是用錘子敲擊物體，沖擊可能不會 產生很大的偏移或者振動速度，但是，造成的破壞可能相當大。

由我們學過的教科書可知，力等于質量乘以加速度（F=M×A）。根據這個公式，很明顯，振動加速度與力直接成正比。因為振動加速度的增加與振動 頻率的平方成正比，所以，高頻振動時可以產生很大的激振力，盡管那時的位 移和速度可能相當小。舉例來說，假設一臺設備在600,000 CPM（10000 Hz） 時的振動速度為6.35 mm/s(峰值)，多半認為是齒輪故障。但可以得到振動加速度已經超過了40G's。

另外，根據振動烈度標準，振動速度為 6.35 mm/s 時，振動分析儀處于一般和比較劇烈之間的區域。但是，振動加速度烈度表，40 G's 已經超出了烈度表的范圍，應該是極度劇烈。在這個例子中，故障*有可能是由強力造成的，而不是應力和疲勞。過大的力通常會使得零部件表面變形，如齒輪的輪齒和軸承的滾動體，過大的力也會破壞潤滑油膜，造成摩擦、發熱，*終導致故障。

因為高頻激振力的重要性，振動頻率超過120,000 CMP（2000 Hz)時，則需要測量振動加速度(G's)。高速齒輪傳動中，齒輪嚙合頻率及其諧波頻率或倍頻是高頻振動的常見來源。

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