Рассмотрим взаимосвязь виброскорости, виброперемещения и виброускорения на примере гармонических колебаний, когда мгновенное значение виброперемещения (s) описывается уравнением:

(1),

 

где: ω – угловая частота; Sпик – пиковое (максимальное) значение виброперемещения.

Мгновенное значение виброскорости (v) – это первая производная от виброперемещения (s):

  (2),

 

а виброускорение (а) – вторая производная от виброперемещения (или первая производная от виброскорости):

(3)

 

Как можно видеть из формул 1-3, виброскорость и виброускорение также носят гармонический характер, но опережают виброперемещение по фазе на 90º и 180º соответственно.

Для простоты изложения взаимосвязи между виброперемещением, виброскоростью и виброускорением мы рассмотрели простейший случай гармонических колебаний. На самом же деле вибрационный сигнал является суперпозицией многих составляющих и носит негармонический характер, поэтому для оценки уровня вибраций важно знать не мгновенные, а пиковые и усредненные по времени значения параметров – средне-квадратичное значение (СКЗ) виброскорости, СКЗ виброперемещения и СКЗ виброускорения. Напомним, что средне-квадратичное значение (СКЗ) какой-либо величины Х эфф – это квадратный корень из среднего квадрата мгновенной амплитуды колебания х(t):

(4)

 

Так по требованиям ГОСТ ИСО 10816-1 для оценки технического состояния вращающихся машин проводят измерение скорости вибрации, а именно – измерения СКЗ виброскорости в частотном диапазоне 10÷1000 Гц, так как именно средне-квадратичное значение виброскорости характеризует энергию воздействия вибрации на подшипниковые опоры.

Рис.1. Частотные характеристики виброперемещения, виброскорости и виброускорения

Также по требованиям ГОСТ ИСО 10816-1 для тихоходных машин в области низких частот (0,5÷500 Гц) важно контролировать не виброскорость, а виброперемещение. Только в этом случае вместо измерения СКЗ виброперемещения контролируют размах виброперемещения, так как именно размах виброперемещения вала наиболее точно отражает техническое состояние машины.

Как можно видеть из рис.1, в области высоких частот возбуждаются высокие уровни виброускорения, поэтому, начиная с частот 1000÷2000 Гц для высоко-скоростных машин с источниками высокочастотных вибрации нужно проводить измерение ускорения вибрации. При этом, можно проводить как измерение СКЗ виброускорения, так и амплитуды (пика) виброускорения – оба параметра пригодны для оценки технического состояния машины.

Итак, в зависимости от ситуации возможно измерение перемещения вибраций, скорости вибраций или ускорения вибраций. Учитывая этот факт, современные виброметры способны измерять не один (как первые модели виброметров), а сразу несколько параметров вибрации. К примеру, виброметры BALTECH VP-3405-2 и BALTECH VP-3410 охватывают все случаи контроля вибрации, так как способны контролировать двойной размах виброперемещения (мкм), СКЗ виброскорости (мм/с) и амплитуду виброускорения (м/с²).

Для получения более подробной информации по предпочтительному выбору того или иного параметра вибрации, по правилам проведения измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения, а также спектральной диагностике и расчетам остаточного ресурса механизмов рекомендуем вам прослушать курс повышения квалификации ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Измерение параметров вибрации».  в одном из лицензированных Учебных центров компании в Санкт-Петербурге, Астане или Любеке (Германия).