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振动量测是什么？设备振动监测、分析与故障判断
常见问题｜振动量测是什么？设备振动监测、分析与故障判断机械必定会产生振动，但您知道这个振动是正常还是异常？运用量测服务了解机台的健康数据。
为什么要用振动量测？
振动数据-判定机台设备健康的重要依据
机械必定会产生振动，但您知道这个振动是正常还是异常？运用量测服务了解机台的健康数据。
您的设备振动异常吗？您知道环境下的共振现象也会影响机台设备操作品质吗？要了解设备的健康状态监控便是需要设备具有感知能力。现在只要搭配感测技术藉由纪录与差异分析所产生的讯号数据，便可以判定机台是否维持正常运作。利用这些振动讯号能够提早发现或预知可能发生机械故障、老化、偏移、等各种複杂的动态行为。是帮助业者在提升生产良率及研发效率的重要依据。
什么是振动？
常见振动来源有哪些？
振动，指一个物体相对于静止参照物或处于平衡状态的一种来回往復运动，可以是单一频率、少数个频率、许多个频率所组合而成，可以是週期性或是非週期性（随机性）的。旋转体之静态与动态不平衡、往復运动体之惯性力、冲击负荷变动。
振动讯号如何分析？
FFT 频谱分析原理
振动讯号是由多个部件产生，讯号藉Fast Fourier transform(FFT) 快速傅立叶转换，得到频域讯号各频率组成
什么是振动？
转动设备为什么会产生振动？
任何绕着某中心旋转之设备都可称为转动设备，工厂中常见的包括 风扇、马达、帮浦、及压缩机等。其他常见的厂区设备结构还有：移动螺杆、捲带、机械手臂、转动、切割、接合等。然而任何转动机械不可能是十全十美之状况，因此在运转时会产生一些往復式之作用力作用于机械上，而有其振动产生，因此机械上之振动有下列之实质意义。
感测器(加速规)的侦测原理
F=m.A
离心力与振动：对于具有不平衡质量的转动机械，在迴转时会产生离心力（外力-INPUT），此离心外力造成结构的反复变形（结构的反应），即为振动（OUTPUT）
什么是振动？
振动单位：位移、速度、加速度差异
振幅代表振动的大小或强度，可用位移、速度及加速度三种物理量来表示。 振幅几种较常用的表示方式，如Peak to Peak值(P-P值)、Peak值(P值)、RMS值。
若以正弦波来表示的话，其换算的关係式如下：
P-P值 = 2 × P值
P值 = 1.414 × RMS值
F=m.A
| 振幅物理量 | 符号 | 单位 unit | 振幅表示方式 | 应用范围 |
|---|---|---|---|---|
| 频率 Frequency | F | rpm, cps, Hz, rad/s | ||
| 位移 Displacement | D | μm,m, mm, mil | 峰对峰(P-P)值或峰(P)值 | 用于低转速设备及 低频振动量测 |
| 速度 Velocity | V | m/s, mm/s, kine | 均方根(RMS)值或峰(P)值 | ISO标准，最常用之单位 |
| 加速度 Acceleration | a | m/s2, g, gal | 均方根(RMS)值 | 用于轴承及 高频振动量测 |
什么是振动？
振动三要素：振幅、频率与相位
振动三要素：振幅、频率、相位
| 项目 | 单位 unit | 意义 | |
|---|---|---|---|
| 振幅 Amplitude | 位移 Displacement | m、mm、 µm | 振动幅度的大小 |
| 速度 Velocity | m/s、mm/s | 振动的快慢 | |
| 加速度 Acceleration | m/s^2、g | 振动的快慢变化 | |
| 频率 Frequency | Hz或RPM(CPM) | 单位时间之振动次数， 可藉此判断振动来源 | |
| 相位（相角） Phase | degree | 两振动体相对位置之Phase(degree) 比较可研判振动模式 | |
什么是振动？
振动量测要看位移、速度还是加速度？
设备振动可透过位移（Displacement）、速度（Velocity）与加速度（Acceleration）三种方式呈现，不同参数适合观察的设备状态与频率范围也不同。实际进行振动量测时，应依设备转速、机械结构及欲判断的故障类型选择适合的量测参数。
位移（Displacement）
代表设备振动时移动的距离，常以 μm、mm 等单位表示，较适合观察低频、低转速设备及轴振动，可了解设备振动的实际偏移程度。
速度（Velocity）
代表振动位移随时间的变化程度，常以 mm/s 表示，可反映旋转设备整体振动强度，因此马达、泵浦、风机、压缩机等转动设备的振动品质评估经常使用振动速度。
加速度（Acceleration）
代表振动速度随时间的变化程度，常以 m/s² 或 g 表示，对高频及冲击讯号较敏感，因此适合用于轴承、齿轮及早期机械缺陷的振动分析。
| 量测参数 | 适合观察 | 常见应用 |
|---|---|---|
| 位移 | 低频振动 | 低转速、轴振动 |
| 速度 | 中频、整体振动强度 | 马达、泵浦、风机、压缩机 |
| 加速度 | 高频、冲击讯号 | 轴承、齿轮、早期故障 |
什么是振动？
常见设备异常振动有哪些？
设备运转时本身就会产生振动，因此「有振动」不一定代表设备异常。当振幅、频率或振动特徵与正常运转状态产生明显差异时，才可能代表设备结构、转子、轴承或其他机械部件出现异常。
常见的设备异常振动包含：
1. 不平衡（Unbalance）
当转子质量分布不均，旋转时会产生週期性的离心力，振动频谱通常可观察到较明显的 1X 转频。
2. 对中不良（Misalignment）
马达与负载端轴心没有正确对中时，可能产生径向或轴向振动，频谱中常可观察 1X、2X 等转频成分。
3. 机械松动（Mechanical Looseness）
设备底座、螺栓或结构件松动，可能使振动放大，并产生多倍频、冲击或不稳定的振动特徵。
4. 轴承缺陷（Bearing Defect）
轴承内环、外环、滚动体或保持架产生磨耗及损伤时，可能出现高频冲击及特定的轴承故障频率。
5. 共振（Resonance）
当设备运转产生的激振频率接近机械结构的自然频率时，振幅可能被明显放大，长时间运转可能增加设备损伤风险。
透过振动趋势、FFT 频谱与设备转速等资讯交叉分析，可进一步辨识不同的异常特徵，协助工程人员缩小故障原因范围。
振动量测
藉由振动量测技术避免更严重的损失
轻微的振动会产生噪音，使在环境中的人感到不舒适或是工作中的机台及精密仪器产生误差；当振动更严重的时候更会造成环境中的人体上危害或机台仪器损害；大部分的机械、设备及结构都会有振动问题产生：如汽车引擎、飞机涡轮、机器马达、工具机主轴、建筑物的楼板等。 以过去的经验而言，在机台品质保养管理上均是出现问题才进行维护工作；但通常产生不正常振动时，一般而言极难察觉但却容易造成其他部件的耗损，因而导致更严重的损失。
透过固德开发的特殊运算法及结合标准资料库，经过量测机台设备累积数据后，分析数据便可以定义出标准门槛值，有助于巡检量测由此得知设备是否正常。振动量测技术也不再只是基本的量测振动，更可以积极地藉由振动量测数据，提供机台仪器预知保养的参考，利用量测数据来监控机台仪器运转状况因而提早维修，避免在生产时有停机维修的问题产生，可有效的降低相关企业的营运成本。
振动量测
振动量测如何应用于设备预知保养？
振动的变化代表机械运转之变化，当振动变大时，通常代表机械有问题产生，振动仅为机械之状况表徵，降低振动实际上是减低引起振动之作用力。作用力之产生，可能根源于机械之某些原因，如不平衡、对心不良等。振动无法完全消除，只可能减低于某程度以内。
利用量测转子机械非转动部位的振动来评鑑转子健康状况
任何绕着某中心旋转之设备都可称为转动设备（转子机械），工厂中常见的包括风扇、马达、帮浦、及压缩机等。
任何转子机械不可能是十全十美之状况，因此在运转时会产生一些往復式之作用力作用于机械上，而有其振动产生。再者，机器手臂或是机械搬送装置在移动过程中亦牵涉到马达运转及螺杆滑轨等机械装置的运动，其中移动、旋转、往復、停止等动作皆会有一定程度的振动行为产生，可藉由监测上述动作所产生的振动行为来判别机台装置的优劣情况以及利用监控製程过程中的振动变化来评估製程结果的差异性。
