頻譜振動特徵表有哪些?

定義可參考如下表：平衡不良的振動特徵振動頻譜主要發生於一倍轉速。振動方向通常都發生於徑向。軸向振幅很小，遠小於徑向之1/3。不論在徑向或軸向，2倍、3倍、4倍或其他倍頻之振動，幾乎沒有。

轉子設備有哪些規範可以參考?｜規範參考

ISO 1940動平衡等級:不同型式轉子設備之動平衡等級指南

平衡等級	轉子類型舉例
G 0.4	機密磨床心軸、主軸、陀螺儀。
G 1	磨床的驅動軸、特殊要求的小電機。
G 2.5	燃氣輪機、蒸氣輪機、船用主渦輪機(商用)、剛性渦輪發電機轉子、轉子、壓縮機、機床驅動部件、工具機主軸、有特殊要求的中型和大型電機轉子、小型電機轉子、渦輪泵。
G 6.3	加工設備零件、船用主渦輪機(商用)、分離機鼓輪、航空燃氣渦輪機、無特殊要求中大型電動機和發電機（軸高至少80毫米）、風扇、齒輪、機床、紙捲、印刷滾輪、泵浦、渦輪增壓器。
G 16	特殊要求的傳動軸、滾壓式部件、農用機械部件，汽車、卡車、機車的引擎部件，特殊要求的六缸四衝程引擎的曲軸和傳動軸。
G 40	撓性連接的六缸或六缸以上的柴油機的曲軸和驅動軸。車輪、輪架、輪座、驅動軸。汽車、卡車、機車的曲軸和傳動軸。
G 100	高速六缸或六缸以上的柴油機的曲軸和驅動軸，汽車、卡車、機車的引擎。
G 250	剛性連接四衝程柴油機的引擎。
G 630	四缸引擎的曲軸和驅動軸，撓性連接的船用柴油機的曲軸和驅動軸。
G 1600	大型二衝程引擎的曲軸和驅動軸。
G 4000	低速柴油機的剛性曲軸和驅動軸。

ISO機械轉子振動規範

ISO 10816

ISO 10816-3

Zone A 優良新機新機械，振動品質優良，沒有特定期限。
Zone B 正常機械可接受的振動值，機械可長時間使用，沒有特定期限。
Zone C 警告狀態不可長時間使用，必須找適當的時間進行保養修復。
Zone D 危險狀態異常的振動值，足以造成機械損壞，建議即刻修復。

ISO 2372

分類： Class I ：15kW以下設備，Class II：15kW以下設備，Class III：75kW以上有剛性基礎設備，Class IV：75kW以上有撓性基礎設備

ISO 17243

備註: ISO 17243是經由許多家相關大型企業，共同花費超過15年的時間，累積非常大量機械種類，以及實驗數據所制定而成的經驗標準

頻譜振動特徵表

平衡不良的振動特徵

振動頻譜主要發生於一倍轉速。
振動方向通常都發生於徑向。
軸向振幅很小，遠小於徑向之1/3。
不論在徑向或軸向，2倍、3倍、4倍或其他倍頻之振動，幾乎沒有。

軸彎曲的振動特徵

軸中心處彎曲會造成1倍轉速頻率之振動，振動方向主要發生於軸向。
靠近聯軸器的彎曲造成2倍轉速頻率之振動，振動方向亦發生於軸向。

對心不良的振動特徵

振動頻率主要發生於1倍、2倍或3倍轉速上。
因大部分之不對心乃混合式不對心（角度式＋平行式），故振動方向同時來自於徑向和軸向。

機械鬆動的振動特徵
不論外鬆動或內鬆動，頻譜均會顯示明顯之1x、2x、3x...7x、8x或更高之轉速頻率，且徑向和軸向都有相同特徵。而外鬆動與內鬆動的頻譜通常還是有些微不同之處。

轉軸摩擦的振動特徵

當旋轉件與固定件摩擦時，其頻譜與鬆動相似。
通常會激發轉速的整數分數的次簡諧振動頻率（1/2、1/3、1/4...）。

滾動軸承損壞

軸承滾動件損壞頻率（BSF）BSF=1/2 xRPM x Pd/Bb x(1-Bd/Pd x cosø)2)
軸承內環軌道損壞頻率（BPFI）BSFI=1/2 xRPM x N x(1-Bd/Pd x cosø)
軸承外環軌道損壞頻率（BPFO）BSFO=1/2 xRPM x N x(1+Bd/Pd x cosø)
軸承保持器損壞頻率（FTF）FTF=1/2 xRPM x (1xBd/Pd x cosø)

葉片振動

葉片頻率（BPF）＝葉片數x轉速，此為泵浦，風車和壓縮機的固有頻率。
但若設計不當，擴散片磨損，管路陡彎，擾流阻礙或轉軸偏心，皆會引起高BPF。

流體擾流

當空氣在進出風車，壓力或速度產生突然之變化時，會引起擾流現象。
擾流通常會產生隨機，低頻的振動，範圍約在1~30Hz間。

孔蝕現象

當泵浦入口壓力不足時，易產生孔蝕（氣穴）現象。
孔蝕通常會產生隨機，高頻且寬頻域的振動，會對泵浦內部造成腐蝕。

齒輪振動（正常）

齒輪嚙合頻率（GMF）=齒輪x轉速
GMF為齒輪機構固有之頻率，其大小代表負荷之多寡，而非磨耗。

齒輪振動（異常）

齒輪磨耗、偏心或兩軸不平行時的頻譜特徵為：齒輪自然頻率會被激發出來fn。
GMF變大，並伴隨著磨耗齒輪轉速之旁波磨耗增加，旁波亦會增多加大，偏心或兩軸不平行時，會有2倍GMF出現。

皮帶及皮帶輪（一）

皮帶頻率＝3.14x皮帶輪直徑x轉速/皮帶長度。
皮帶發生磨破、鬆動、或配合錯誤時，常會引發1x、2x、3x、4x的皮帶頻率。

皮帶及皮帶輪（二）

皮帶輪不對心時，會在1x轉速顯現高振動軸尤其明顯。
被傳動件之轉速頻率會發現在傳動件頻譜上。

皮帶及皮帶輪（二）

當皮帶輪有偏心問題時，其振動頻譜特徵和平衡不良問題一樣，振福主要發生於徑向之一倍頻。

馬達定子偏心

定子偏心會產生氣隙不均而引起振動。
氣隙不均會產生局部發熱而使馬達軸彎曲，故振動會隨操作時間而變大，會在2倍線頻率（120或100Hz）產生高振動。

馬達定子異常

定子槽頻率＝定子槽數x轉速。
定子槽產生異常時，會產生定子槽頻率高振動。
定子槽頻率同時伴隨馬達轉速之旁波。

馬達轉子偏心

轉子偏心會產生2倍線頻率，並伴隨著極通頻率（FP= P x 遲滯頻率）。
FP會在低頻區出現（約0.3~2.0 Hz)。

馬達轉子棒鬆動

轉子棒通過頻率（RBPF)=轉子棒數＊轉速。
轉子棒鬆動時會產生RBPF及2xRBPF，並伴隨著2x FL(120或100Hz)之旁波。

直流馬達異常

磁場繞組破損、不良的SCR、聯結器鬆動會產生6倍線頻(360或300Hz)之高振動。

廠區環境微振動可適用何種振動規範?

為了避免因為設備機能表現所造成的產品不良，關於環境振動建築物結構已有制定振動規範標準，不僅僅是要求不能傾斜、倒塌，更不能有會影響設備運作的任何微小振動，這種規範國際標準組織有制定一系列跟機械振動有關的ISO-10816標準，而國外學者依據不同設備的需求提出振動規範，Vibration Criteria，簡稱VC，定義可參考如下表：

振動規範	最大振動值微米/秒（rms)	加工尺寸微米	建議適用環境描述
一般工業區 Workshop	800 (90dB)	無	・明顯振動、適用於工廠與無振動管制區。
商業區 Office	400 (84dB)	無	・有感振動、適用於辦公室與無振動管制區。
住宅區 Residential Day	200 (78dB)	75	・微感振動、適用於住宅區、電腦機房・一般檢測設備・多數20倍內之光學顯微鏡。
音樂廳或實驗室 Op. Theatre	100 (72dB)	25	・無感振動、適用於實驗室、精密檢測設備・多數100倍內之光學顯微鏡。
VC-A	50 (66dB)	8	・適用於微量天平、光學天平・近接式和投射式調準器(aligner) ・多數400倍內之光學顯微鏡等。
VC-B	25 (60dB)	3	・適用於解析度微3微米之步進式檢驗機(Stepper) ・平板印刷機・多數1000倍內之光學顯微鏡。
VC-C	12.5 (54dB)	1	・適用於解析為1微米線寬之平板印刷機和檢驗機・大部分光電廠精密設備。
VC-D	6 (48dB)	0.3	・適用於TEMs、SEMs等高要求之電子顯微鏡・E-Beam、Scanner等系統・大部分晶圓廠精密設備。
VC-E	3 (42dB)	0.1	・適用於雷射路徑長、對準目標極小・特殊動態穩定需求的精密儀器・奈米級製程設備。・為多數廠房環境難以達成的規格標準。