在所有的非破壞性分析檢測訊號（電壓、電流、溫度、壓力等）中，能提供最豐富的訊號的就是振動訊號。
如前一單元所言，一個完整的預(yù)知保養(yǎng)系統(tǒng)必須涵蓋所有訊號分析檢測技術(shù)，然而，不可諱言的，振動分析檢測技術(shù)始終是預(yù)知保養(yǎng)系統(tǒng)之根本。何謂振動？ 振動是一物體相對于某一個參考點(diǎn)的往復(fù)式移動。
以彈簧懸吊一個重量為m的物體為例，當(dāng)物體被拉下再釋放后，倘若忽略所有摩擦、空氣阻力，則彈簧會以其原來的平衡點(diǎn)為基準(zhǔn)，上下來回不停的移動，此種模式的振動亦稱簡諧振動。振動訊號圖 任何振動訊號都是由不同的振幅、頻率及相位三大要素所組成，從事振動分析的前提為：三大要素對機(jī)械設(shè)備而言，都代表著不同的意義。
Ø振幅大小代表設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常狀況之嚴(yán)重性
Ø頻率分布代表設(shè)備損壞或振動來源之所在
Ø相位差異代表設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生之振動模式
時間波形（Time Waveform） 時間波形是以振幅對時間為坐標(biāo)的方式來表現(xiàn)振動訊號，時間波形對于初學(xué)者分析較為困難，從時間波形中最容易得到的訊息是有無沖擊現(xiàn)象，這是判斷軸承及齒輪等是否損壞很寶貴的訊息。
頻譜（Spectrum） 由于時間波形大都呈現(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜的訊號，為使振動訊號變成較易診斷的訊號，一般會將時間波形訊號經(jīng)過快速傅利葉轉(zhuǎn)換（FFT），形成頻譜。
頻譜是以振幅對頻率為坐標(biāo)的方式來表現(xiàn)振動訊號，振動訊號經(jīng)過FFT轉(zhuǎn)換之后，從設(shè)備上所量測到的各種不同頻率已被區(qū)隔開來，而且各個頻率都有不同的振幅值，如此我們已經(jīng)掌握了振動訊號三大要素中的其中兩項(xiàng)。從這兩項(xiàng)訊息中，即可大略判斷設(shè)備的問題根源及其嚴(yán)重程度。
振動訊號量測技巧簡述 以下三點(diǎn)都與所搜集的量測訊號息息相關(guān)，三者之任何一項(xiàng)未審慎考量運(yùn)用時，都會使分析結(jié)果準(zhǔn)確度降低，甚至量測所得資料毫無意義。1.量測工具之選用：
單（雙或多）頻分析儀、傳感器（Sensor）、探頭（探棒或磁性座）、相位讀取計等。加速度傳感器（加速規(guī)）性能
．可用頻率范圍較廣
．質(zhì)輕、尺寸小
．可耐高溫
．可靠性、穩(wěn)定性佳
．輸出為低位準(zhǔn)，高阻抗信號，需接信號放大器
．敏感于安裝方式及安裝扭力等•振動傳感器的靈敏度具有方向性，其中最靈敏的位置在傳感器的中心線上。
•使用磁性座或探棒均必須固定鎖緊。
•不管是否使用磁性座、探棒或直接量測，均必須將傳感器垂直緊緊附著于被測面上量測。
•每個軸承都必須量測其垂直、水平及軸向。
2.量測參數(shù)之設(shè)定：
頻率范圍、分辨率、取樣、平均化模式、積分方式等。3.量測位置之決定：
是否靠近軸承位置、垂直（水平、軸向）量測是否正確、探頭及連接現(xiàn)是否搖晃等。
一般轉(zhuǎn)動機(jī)械振動分析診斷（頻譜分析） 使用振動分析技術(shù)診斷機(jī)械問題時，必須盡可能搜集掌握所有可以得到的信息，其中包括：
1.機(jī)械設(shè)備設(shè)計資料：工作轉(zhuǎn)速、臨界轉(zhuǎn)速、軸承型號、設(shè)備型式、聯(lián)軸器型式、葉輪葉片數(shù)、齒輪齒數(shù)、皮帶輪直徑、皮帶輪中心距、電源頻率、管路設(shè)計等。
2.現(xiàn)場感官檢視記錄：基礎(chǔ)、基座、固定螺絲、管路、軸承潤滑、軸承溫度、異音噪音、異常傳動等狀況。
3.損壞維修歷史記錄：各種保養(yǎng)周期、損壞原因、損壞情形、更換零組件、各種校正記錄等。
4.其它檢測分析記錄：溫度趨勢、振動值趨勢、表壓、電壓、電流等。5.各種振動分析訊號：頻譜、時間波形、相位分析、共振分析、模態(tài)分析等。所有分析訊號需考量儀器功能、設(shè)備特性、振動訊號本身，決定擷取該項(xiàng)訊號之必要性。基礎(chǔ)振動頻譜分析說明 以下將針對最常見機(jī)械問題所呈現(xiàn)的頻譜加以說明，作為基礎(chǔ)振動頻譜分析之概念，惟于實(shí)際從事設(shè)備振動分析診斷時，應(yīng)充分掌握前述之各種信息，靈活運(yùn)用振動原理及量測技巧，方能有效掌控設(shè)備真正問題及其嚴(yán)重性，切忌以套用簡易頻譜分析診斷法則，而給予設(shè)備錯誤診斷，切記一個錯誤的診斷除會增加保養(yǎng)成本外，亦會快速導(dǎo)致機(jī)械維修人員對振動分析技術(shù)喪失信心。從事振動分析診斷者，應(yīng)本振動分析第一法則：
「知之為知之，不知為不知，是知也。」當(dāng)發(fā)現(xiàn)無法確認(rèn)的問題時，適時請教振動分析專家，可避免錯誤診斷，亦可提升自己的診斷技術(shù)。
1.平衡不良狀況診斷
•當(dāng)轉(zhuǎn)動件慣性軸心線與轉(zhuǎn)動軸心線不在同一直線上時，此轉(zhuǎn)動件即為平衡不良
•造成轉(zhuǎn)動件不平衡的原因
–轉(zhuǎn)動件本身形狀不對稱
–加工制造上的公差
–組裝安裝不當(dāng)
–轉(zhuǎn)動件于運(yùn)轉(zhuǎn)時變形
–轉(zhuǎn)動件破損磨耗
–轉(zhuǎn)動件附著異物 平衡不良頻譜特性•振動頻譜主要發(fā)生于一倍轉(zhuǎn)速
•振動方向通常都發(fā)生于徑向
•軸向振幅很小，遠(yuǎn)小于徑向之1/3
•不論在徑向或軸向， 2倍、3倍、4倍頻之振動，幾乎沒有
2.對心不良狀況診斷
•所謂對心不良是指聯(lián)結(jié)在一起的兩臺設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)中心線不在同一直線上
•對心不良的征狀–軸承、軸封、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)軸提早損壞。
–軸承位置有高溫甚至大量排出潤滑油等現(xiàn)象。
–基礎(chǔ)樁螺絲有松脫現(xiàn)象。
–聯(lián)軸器間隙過大或破損。
–聯(lián)軸器有高溫現(xiàn)象且橡塑料聯(lián)軸器會有粉末排出。
–馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)電流偏高。
–軸承損壞在軌道上有180度與內(nèi)外對稱磨損現(xiàn)象。對心不良頻譜特性•振動頻率主要發(fā)生于1倍、 2倍或3倍轉(zhuǎn)速上
•因大部份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于徑向和軸向3.軸彎曲狀況診斷
•軸中心處的彎曲會造成1倍轉(zhuǎn)速頻率之振動，振動方向主要發(fā)生于軸向
•靠近聯(lián)軸器的彎曲會造成2倍轉(zhuǎn)速頻率之振動，振動方向亦發(fā)生于軸向
4.機(jī)械松動狀況診斷
松動造成的原因大致可分為兩種•外松動
–結(jié)構(gòu)、底板、基礎(chǔ)松動或螺栓松脫•內(nèi)松動
–兩配合組件之松動如軸與軸承內(nèi)圈、軸承蓋與軸承外圈、軸與葉片等配合不當(dāng)
–振動發(fā)生于1× 、 2× 、 3×……7× 、 8×或更高之轉(zhuǎn)速頻率，徑向和軸向都明顯
5.滾動軸承損壞狀況診斷
軸承滾動件損壞頻率（Ball Spin Frequency ，BSF）：
BSF= 1/2 × RPM × Pd/Bd × （1 – （Bd / Pd × cos ψ）2 ）軸承內(nèi)環(huán)軌道損壞頻率（Ball Pass Frequency Inner Race ，BPFI）：
BPFI= 1/2 × RPM × N × （1 – Bd / Pd × cos ψ）軸承外環(huán)軌道損壞頻率（Ball Pass Frequency Outer Race ，BPFO）：
BPFO= 1/2 × RPM × N × （1 + Bd / Pd × cos ψ）軸承保持器損壞頻率（Fundamental Train Frequency ，F(xiàn)TF）：
FTF= 1/2 × RPM × （1 × Bd / Pd × cos ） 其中 RPM : 軸之轉(zhuǎn)速－N : 軸承滾動體之?dāng)?shù)目 Pd : 軸承節(jié)徑 Bd : 軸承滾動體直徑 ψ : 滾動體之接觸角•BPFI通常為轉(zhuǎn)速×N ×60%
•BPFO通常為轉(zhuǎn)速×N ×40%
•FTF通常為轉(zhuǎn)速×0.4～0.6
•BSF通常為轉(zhuǎn)速之2～4倍
•軸承組件損壞大部份均會產(chǎn)生HARMONIC并伴隨著轉(zhuǎn)速之旁波
•標(biāo)準(zhǔn)之組件損壞順序?yàn)锽PFO®BPFI ®BSF ®FTF6．轉(zhuǎn)軸磨擦狀況診斷•當(dāng)旋轉(zhuǎn)件與固定件磨擦?xí)r，其頻譜與松動相似．
•通常會激發(fā)轉(zhuǎn)速的整數(shù)分?jǐn)?shù)的次簡諧振動頻率（1/2，1/3，1/4……）
7．葉片狀況診斷•葉片頻率（BPF） =葉片數(shù)＊轉(zhuǎn)速，此為泵浦,風(fēng)車和壓縮機(jī)的固有頻率
•但若設(shè)計不當(dāng),擴(kuò)散片磨損,管路陡彎,擾流阻礙或轉(zhuǎn)軸偏心，皆會引起高BPF
8．?dāng)_流狀況診斷•當(dāng)空氣在進(jìn)出風(fēng)車，壓力或速度產(chǎn)生突然之變化時，會引起擾流現(xiàn)象．
•擾流通常會產(chǎn)生隨機(jī)，低頻的振動，范圍約在 1～30 Hz間．
9．孔蝕狀況診斷•當(dāng)泵浦入口壓力不足時，易產(chǎn)生孔蝕（氣穴）現(xiàn)象
•孔蝕通常會產(chǎn)生隨機(jī)，高頻且寬頻域的振動，會對泵浦內(nèi)部機(jī)件造成腐蝕．
10．齒輪狀況診斷•齒輪嚙合頻率（GMF）=齒數(shù)＊轉(zhuǎn)速
•GMF為齒輪機(jī)構(gòu)固有之頻率，其大小代表負(fù)荷之多寡，而非磨耗．
11．齒磨耗，偏心或兩軸不平行•齒輪自然頻率會被激發(fā)出來f n
•GMF會變大，并伴隨著磨耗齒輪轉(zhuǎn)速之旁波（side band）
•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(xiàn)
12．皮帶傳動問題診斷•皮帶頻率=3.124＊皮帶輪直徑＊轉(zhuǎn)速/皮帶長度
•皮帶發(fā)生磨破，松動，或配合錯誤，常會引發(fā)1＊,2＊,3＊,4＊的皮帶頻率
13．皮帶或皮帶輪不對心問題診斷•皮帶輪不對心時，會在1＊轉(zhuǎn)速顯現(xiàn)高振動
•軸向尤其明顯
•被傳動件之轉(zhuǎn)速頻率會發(fā)現(xiàn)在傳動件頻譜上
14．皮帶輪偏心問題診斷•和不平衡問題一樣，振幅主要發(fā)生于徑向之一倍頻．
15．馬達(dá)定子問題診斷•定子偏心會產(chǎn)生氣隙不均而引起振動
•氣隙不均會產(chǎn)生局部發(fā)熱而使馬達(dá)軸彎曲，故振動會隨操作時間而變大
•會在2倍線頻率（120 Hz）產(chǎn)生高振動
16．馬達(dá)轉(zhuǎn)子偏心問題診斷•轉(zhuǎn)子偏心會產(chǎn)生2倍線頻率，并伴隨著極通頻率（FP=P＊遲滯頻率）
•FP會在低頻區(qū)出現(xiàn)（約0.3～2.0 Hz）
17．轉(zhuǎn)子棒松動問題診斷•轉(zhuǎn)子棒通過頻率（RBPF）=轉(zhuǎn)子棒數(shù)＊轉(zhuǎn)速
•轉(zhuǎn)子棒松動時會產(chǎn)生RBPF及2＊RBPF，并伴隨著 2＊FL（120 Hz）之旁波
18．相位問題診斷•聯(lián)接器的松動或損壞會產(chǎn)生相位問題
•會引發(fā)2倍線頻率之大振動
•并伴隨著1/3 FL（20 Hz）的旁波
19．同步馬達(dá)問題診斷•線通頻率（CPF）=定子線圈數(shù)＊轉(zhuǎn)速
•定子線圈松動時，會產(chǎn)生CPF高振動
•并伴隨著轉(zhuǎn)速之旁波
20．直流馬達(dá)問題診斷•磁場繞組破損，不良的SCR，聯(lián)接器松動會產(chǎn)生6倍線頻率（360 Hz）之高振動
