2. 旋转设备振动基础与测点规划
旋转设备的振动监测，第一步不是选传感器，而是把“振动的物理来源”和“测点能测到什么”对应起来。转子动力学告诉我们：不平衡、不对中、松动、碰摩、轴承缺陷等故障，会在不同方向、不同频率、不同位置上留下特征。测点规划的本质，就是让传感器落在这些特征最容易被捕捉的位置，并且保证信号链从物理量到数据可追溯。
转子动力学基础：振动从哪里来
转子系统可简化为“质量—刚度—阻尼”系统。转子质量偏心产生离心力，离心力随转速平方增长，表现为转频（1×）振动；联轴器不对中会在2×转频及轴向分量上增强；轴承座松动会产生分数谐波和方向性差异；滚动轴承外圈、内圈、滚动体缺陷则对应特定的通过频率（BPFO、BPFI、BSF、FTF）。这些频率不是凭空出现的，而是由几何尺寸和转速决定。例如某风机电机转速1480 r/min，转频约为24.67 Hz；若滚动体数为9、节径比0.42、接触角0°，则外圈通过频率约为 24.67×9/2×(1−0.42)≈64.4 Hz。测点若远离轴承承载区，这个频率可能被结构衰减淹没。
因此，测点规划前必须明确：设备类型、转速范围、轴承型号与几何参数、支撑结构、联轴器形式、历史故障模式。没有这些输入，测点只是“随便贴”。
振动信号物理量：位移、速度、加速度怎么选
振动信号常用三个物理量：位移（μm）、速度（mm/s）、加速度（m/s²或g）。它们不是互相替代，而是对应不同频段和故障类型。位移对低频、转子相对运动敏感，适合监测转频及以下的不平衡、油膜涡动；速度对中频段（约10 Hz～1 kHz）综合反映振动能量，是ISO 10816/20816评价机组整体状态的主要量；加速度对高频冲击敏感，适合滚动轴承早期缺陷、齿轮啮合、碰摩。实际选型时，先看目标故障频率落在哪个区间，再选传感器类型和安装方式。
例如某泵组转速2950 r/min，转频约49.2 Hz，若关注轴承外圈缺陷（假设BPFO约320 Hz），速度传感器仍可覆盖，但若关注早期微弱冲击，加速度传感器更合适。若关注转子不平衡引起的低频位移，则电涡流位移传感器更直接。
传感器选型与安装：从“能测”到“测得准”
选型要同时看量程、频响、灵敏度、环境适应性和安装条件。加速度传感器常用IEPE型，灵敏度100 mV/g，频响0.5 Hz～10 kHz，适合大多数风机泵组；速度传感器输出mm/s，频响10 Hz～1 kHz，适合中频评价；电涡流位移传感器非接触测量，频响0～10 kHz，适合滑动轴承转子相对振动。量程要留有余量：若设备正常振动速度约2.8 mm/s，选量程50 mm/s的传感器足够；若冲击加速度可能达50 g，选量程100 g更安全。
安装方式直接决定高频响应。磁吸座方便但高频衰减明显，通常只用于巡检；胶粘或螺栓安装能保留更高频段。安装面要平整、清洁、刚性足够，传感器轴线对准待测方向。对于三向测量，可用三向加速度传感器一次获取水平、垂直、轴向，减少安装点数量，但要注意各轴方向定义一致。
测点布置原则：位置、方向、数量
测点布置遵循四条原则：第一，靠近振源和承载区，优先选轴承座、机脚、壳体刚度较大处；第二，覆盖关键方向，旋转设备通常测水平、垂直、轴向，滑动轴承转子测X/Y两个径向；第三，避免节点和薄壁，节点处振动小，薄壁易被局部模态干扰；第四，保证可重复安装，同一测点每次测量位置、方向、安装方式一致，否则趋势数据不可比。
对于风机或泵组，典型测点包括：电机驱动端和非驱动端轴承座（水平、垂直、轴向）、泵/风机端轴承座（水平、垂直、轴向）、机脚或基础（垂直）。若为滑动轴承，增加电涡流探头测轴相对振动。测点编号要与设备位号、方向、传感器类型绑定，例如“P-101A-MNDE-H”表示泵101A电机非驱动端水平。
测点方案设计任务：以某风机/泵组为例
假设一台离心泵组，电机转速1480 r/min，泵转速2950 r/min，滚动轴承支撑，联轴器为弹性柱销。任务是为其设计一套振动测点方案。第一步，确定监测目标：整体振动评价、轴承早期缺陷、不平衡和不对中。第二步，选传感器：电机和泵轴承座各用三向加速度传感器，灵敏度100 mV/g，频响0.5 Hz～10 kHz；若需ISO 20816速度评价，可在软件中积分到速度。第三步，布点：电机驱动端和非驱动端各一个三向测点，泵驱动端和非驱动端各一个三向测点，共4个三向测点，覆盖水平、垂直、轴向。第四步，编号与记录：按“设备位号-测点位置-方向”命名，记录安装方式、扭矩、传感器序列号。第五步，采集参数：采样率25.6 kHz，分析带宽10 kHz，谱线数6400，平均次数4次，触发方式为转速触发或自由触发。第六步，基线采集：在稳定工况下采集3次，取平均作为基线，后续按周或按月复测。
判断依据：若速度有效值超过ISO 20816-3中对应机组类别的B/C边界，或加速度包络中BPFO/BPFI幅值持续上升，或1×、2×分量趋势明显增大，则进入预警或检修决策。测点方案不是一次性的，设备大修、轴承更换、联轴器调整后应重新采集基线，并核对测点位置是否偏移。
把上述内容落到一张可执行的测点表上，就是本节最直接的交付物。表中至少包含：设备位号、测点编号、位置、方向、传感器类型、灵敏度、安装方式、采样参数、基线值、报警阈值。这样，后续的寿命预测和维护决策才有可靠的数据起点。