设备保养中的振动检测与分析

设备保养中的振动检测与分析 机器设备的旋转部件会不时产生频率介于 50Hz 10kHz 之间的振动 我们可以测量设备的 振动幅度 以便从中了解滚轴及其它转动部分的物理状态 这个监控过程一般称为振动分 析 这些设备如果出现机械问题及电气问题 均会引起振动幅度的变异 振动大小与设备问题 的严重性息息相关 如果能掌握振动的大小及变异来源 就能在设备尚未严重恶化之前 事先完成检修工作 以避免造成设备更大的损坏 而影响生产或增加维修费用 一 振动显示信号 设备振动显示出来的信号比较复杂 但从确定性角度 分为确定性信号和非确定性信号 在旋转部件中 有不少是确定性信号 机组的联接及转子存在不对中 不平衡 齿轮箱中轮齿的点蚀 剥落 断齿 滚动轴承中零部件损坏 滑动轴承中存在油膜涡动等等这些常见的故障 这些确定性信号都有可以用函数关系来描述 即通过理论计算和频谱分析技术均可确定它 们的特征频率 从而确定故障的类型和部位 振动分析仪利用电压加速度传感器将振动信号转换为电信号 而对电信号进行处理和分析 就能反推出设备各种振动量的准确值 从振动量的值来了解设备及其部件的状况 进而判 断这些设备运转状态是否良好 这样就可以把检测到的振动情况可作为是否停机之依据 降低意外当机的机率 还可以分 析出故障的部位和故障原因 并推断出检修的方法 二 振动的一些基本概念 为了更好地研究振动分析设备故障诊断技术 首先要对振动有一定的了解 1 表示振动的要素包括 振幅 频率 相位 能量等 振幅 表明振动幅度的大小 振幅能说明设备或部件损坏的严重程度 频率 表明振动的来源 能说明设备或机械组件损坏的原因 相位 代表测点间振动的相互关系 能说明设备或机械组件的运转模态 能量 代表振动的破坏力 设备或机械组件损坏的冲击状况 2 其中振幅有三种数据类型 位移值 毫米 速度值 毫米 秒 加速度值 位移值 用于低转速成设备诊断上 由于低转速设备故障通过其它方法比较容易诊断 因此 位移值一般也只做设备故障诊断的辅助数据 目前常用于固定型非接触式位移量测 速度值 用于中速旋转设备诊断上 我们所使用的大部分设备是中速旋转设备 所以 速度值是最为常用的旋转机械设备故障诊断值 是 ISO 标准所使用的单位 加速度值 用于高速旋转设备诊断上 最常使用于轴承检测和振动冲击能量的检测 三 振动的检测与分析要点 1 振动量测点的位置选择 设备的任何一个组件或部位发生问题时几乎都会产生振动 其振动会经由转轴 基座或结 构传递至轴承位置 因此在做定期振动量测时 最好都能在轴承部位进行量测 而且最好 能量测到每个轴承 由于设备异常振动问题的研判必须仰赖比较各方向的振动值 才能做较准确的判断 因此 除量测水平及垂直向之外 每根轴至少需量测一个轴向测点 2 如何从量测数据找出设备问题 最常见的设备振动问题可归纳为 对心不良 平衡不良 轴承损坏 基础松动等四种 如果出现水平 垂直及轴向振动大 这时水平与垂直向的振动大约为轴向的 2 3 倍 则 基本可判定为对心不良 如果水平及垂直振动大 但轴向振动相对很小 这时水平与垂直向的振动大约为轴向的 4 倍以上 则可判定为平衡不良 总振动值在标准内 但是轴承状况值大 则说明出现轴承损坏或者轴承润滑不良情形 水泥基座与基础螺丝的振动值如果不同 则说明出现了基础松动 在线状态监测技术在催化机组维护中的应用 李 辉 摘 要 介绍了大型旋转机械在线状态监测系统 S8000 的监测特点 体系结构 软硬件环境 和使用方法 以及在二催化机组上的应用 最后指出 S8000 存在的一些不足之处 关键词 状态监测 在线 S8000 机组 故障分析 中图分类号 TQ053 文献标识码 B 随着生产装置向着大型化 自动化和连续化方向发展 生产对机械设备的要求越来越高 一些大型机械需要以单机 满负荷 长周期方式工作 例如催化装置中主风机组 增压机 组 气压机组以及烟机机组 任何机组出现问题都将严重影响装置的平稳运行 甚至停工 其经济损失是非常巨大的 这就对机械设备的安全性和可靠性提出了更高要求 除了在装 置检修期间 充分做好机组的检修工作外 机组的运行维护也显得非常重要 机组状态监 测和故障诊断是大型机组维护中的一个重要方面 在设备运行过程中 通过先进的技术手 段及时发现异常和故障 把握它的发展趋势 通过分析找出问题的根源 从而尽早采取有 效的预防措施或维修方案 为设备维护和维修提供依据 保证设备的安稳长满优运行 目前随着计算机技术以及检测仪表技术的发展 设备状态监测技术得到迅猛发展 S8000 就是一套大型旋转机械的在线状态监测和分析系统 通过在催化机组上的应用 取得了良 好效果 一 S8000 在线状态监测系统的特点 在机械设备故障诊断过程中一般包括几个过程 机器状态参数的监测 信号采集 信号处 理 提取故障特征信息 确定故障类型和发生部位 对确定的故障进行处理和控制 监测的信息包括振动 声音 变形 应力 裂纹 磨损 腐蚀 温度 压力 流量 电流 转速 功率等 它们互相影响 其中最主要的是振动信号 在线状态监测主要是指前两个 过程 包括振动信号的采集和处理 最后得到一系列的图谱供分析使用 判断机器的工作 状态 采取相应的维护措施 S8000 作为在线状态监测和分析系统主要有如下几个特点 1 灵敏监测技术 传统的监测分析系统报警监测包括振动的主报警和预报警 S8000 在此基础上提出了 灵 敏监测 的思想 系统可以针对不同机组 提供机组振动的矢量及其变化类型的全方位监 测 大大提高了监测的信息量和灵敏度 振动的分频矢量包括总振值 一倍频 二倍频 三倍频 可选频段 残振等 报警区分主报警 预报警 偏差报警 跳变报警 渐变报警 2 监测门限值的自学习技术 由于 S8000 中存在大量的监测门限值 一个振动测点有 19 个监测门限值 如果这些门限 值人为去设置 工作量巨大 而且每台机组都有差别 无法用固定的方法去设置 自学习 技术就是收集机组在正常运行阶段的信息 通过专门的数学统计算法对这些信息进行统计 学习 从而得到该机组在相应工作状态下的监测门限值 这些值更能体现机组的实际运行 状况 3 基于时间和事件的双重存储 传统的监测和存储方案是按平均时间存储数据 并通过增加 黑匣子 存储事故发生前后 一段时间的信息 这种方案在故障状态下无法保存更多的信息 而且许多机组运行的关键 数据被淹没在大量无用信息之中 S8000 的双重存储方案 解决了数据的完整性和有效性 之间的矛盾 事件 是指任何测点的灵敏监测值超过自学习得到的监测门限值 一旦事件 发生 则存储机组所有测点的全部数据 而在没有事件发生的状况下 则按定时方案存储 4 并行同步高速监测 S8000 通过高速采集模块实现同一轴系上不同信号的并行采集 以及振动信号与过程量信 号的并行采集 这样可以提供振动信号间的相位可比性 为并行轴心轨迹和全息谱分析提 供更好的信号数据分析基础 实现了与转子同步的整周期采集 根据机组转子的旋转速度 进行振动量的信号采集的 预测倍频器 技术 保证数据的完整性和历史可比性 5 自动触发的高密度启停机监测 启停机的监测是自动触发的 无须人工操作 在机组启停机过程中 正常监测和启停机录 波同步进行 可以完整保留转子的动特性和过程量信息 6 提供丰富的图谱信息 数据分析系统包括丰富的图谱 如棒图 趋势图 波形频谱图 轴心位置图 轴心轨迹图 全息谱图 极坐标图 转速时间图 Nyquist 图 波德图 频谱瀑布图以及列表日记等 7 S B 结构易于维护 升级和远程诊断 WEB8000 采用 SB 服务器 刘览器 结构 所以在网络上任何一台计算机上 都可以通过 IE 浏览器进行监测和分析 由于客户端不需要安装任何软件 任何升级和维护都是在服务 器和监测分站上进行 这就为远程维护 远程升级 远程诊断提供方便 二 S8000 体系结构 1 S8000 的体系结构 是 S8000 典型的体系结构图 系统由中心服务器 WEB8000 和监测分站 NET8000 组成 NET8000 主要任务是完成大型机组振动信号和过程信号的数据采集 分析及网络接口功能 WEB8000 负责管理 NET8000 存储 NET8000 采集到的历史数据 启停机数据 并将这些 数据以适当的形式提供给用户浏览 二者的联系是建立在工厂局域网上的 在局域网上可 以配置一台中心服务器和多台监测分站 只有二者结合起来才能实现 58000 的所有功能 另外 WEB8000 通过电话线和 Modem 使用户可以通过拨号方式访问 Internet 用户也可以 通过工厂的防火墙访问到中心服务器 2 S8000 的硬件环境 WEB8000 是一台高性能服务器 主要由 PC 服务器建构 CPU 采用主频在 1GHz 以上的 P4 256M 内存 两块 40G 以上的硬盘 其中一块用于存储数据 一块用于备份 10 100M 网卡 56Kmodem NET8000 监测分站由 NET8000 主机 25 芯电缆 接线端子板构成 NET8000 主机采用一 体化的设计方法 无键盘 无显示器 无硬盘 CPU 只负责通讯 FPGA 卡负责采集存储 A D 卡负责数据转换 现场机组的振动信号或过程信号可直接由现场二次仪表的相应端口输出 通过 25 芯电缆连 接到 NET8000 主机上 或通过接线端子板 再由端子板上的 D 口插座与 NET8000 主机相 连 一台 NET8000 主机主要包括以下几个接口 振动通道接口 25 芯电缆插座 DYNAMIC 过程量通道接口 25 芯电缆插座 STATIC 网络接口 RJ 45 键相信号 接口 K1 K4 通信串口 COM1 COM2 是 NET8000 接口图 一台 NET8000 可以接入 4 路键相信号 24 路振动信号 12 路过程量 信号以及通过 COM2 通信得到的 256 路过程量信号 其中 接线端子板负责将现场传感器 原始电压输出或二次仪表的缓冲输出与 NET8000 的 DYNAMIC STATIC 口相连 如果现 场二次仪表缓冲输出提供 DYNAMIC 接口 可以省略接线端子板 如果现场二次仪表缓冲 输出信号是电流信号 还需要进行跳线设置 转换成电压信号 再接到 NET8000 上 3 58000 的软件环境 NET8000 集成了设备监测 故障诊断 数据采集 信号分析 网络通信等多项功能 它内 置了嵌入式的 Linux 操作系统 通过 RJ 45 接口和现场计算机相连 可以组成监测的最简 模式 在没有局域网的情况下达到在线监测的目的 WEB8000 作为一台功能强大的服务器 建立在如下工作平台之上 网络操作系统 Windows 2000 Server 数据库服务器 SQL Server 2000 WEB 服务器 IIS5 0 Windows 2000 Server 提供 58000 服务器程序 S8000Tcp5erver 和 S8000WebServer Windows 2000 Serve 作为网络操作系统具有可靠易用的特点 尤其是集成的 Web 技术 内置 TCP IP 协议 使其在网络应用方面更加强大 WEB8000 在 Windows 2000 Serve 中作 为独立服务器 采用自动登录的方式启动 通过设置网络拨号功能 可以通过拨号进行访 问 WEB8000 中的数据库主要用来存储 NET8000 传上来的趋势数据 历史数据 启停机数据 实时数据存储于 NET8000 上 WEB8000 为每一台 NET8000 建立一个数据库 Doc8000 每 一个数据库中又包含设置表和多个数据表 为了使用数据库需要添加用户以及设置数据源 WEB800 使用 ODBC 数据源 有了数据库以后 为了让用户能使用数据库中数据 需要建立 WEB 服务器 由于 WEB8000 采用的是 S B 服务器蒯览器 结构 在服务器上需要建立相应的 Web 服务器文 件以及应用软件 如 java 程序文件和 html 程序文件 应用软件 S8000Tcp Serve 和 S8000WebServer 这些文件或软件都是用来组织或处理数据库中数据 然后以适当的形式 如某种图谱形式展现给使用者 三 S8000 在炼油厂二催化装置机组中的应用 二催化机组包括主风机组 气压机组 烟机机组和增压机组 1998 年装置改造时投用 S8000 在线状态监测系统 2002 年 5 月装置检修时增加了机组备用键相探头 并对 S8000 软硬件进行全面升级 其中 1 2 主风机共用一台监测分站 烟机用一台监测分站 气压 机因单独一个厂房且距离较远 故也使用一台监测分站 增压机组未上 S8000 的硬件配 置情况见表 1 S8000 的信号输入都取自现场的本特利监测设备的缓冲输出 本特利双通道振动监测器 3300 16 XY GAP 缓冲输出作为 S8000 输入信号与 S8000 相连接 轴位移信号以及键相探 头的连接情况类似 在 NET8000 监测分站 WEB8000 服务器 连线以及网络安装完毕后就可以进行相应系统 软件的设置 在 NET8000 上需要设置 NET8000 IP 地址以及 SERVER8000 的 IP 地址 地址通过 NET8000 的 COM1 口超级终端程序设置 在 WEB8000 上需要进行如下过程 安装网络操作系统 Windows 2000 Serve 并设置拨号 网络服务器 安装数据库系统 SQL Server 2000 并为每一个监测分站建立相应的数据库 Doc800 以及相应分站的 IP 地址 添加数据库用户 添加 ODBC 数据源 设置 WEB SERVER 并安装相应的文件和 WEB8000 应用软件 在软件安装完成以后 即可在 IE 浏览器上通过键入 WEB8000 服务器的 IP 地址访问数据 库系统 如果有相应的使用权限 可以设置各个 NET8000 分站以及各个通道的参数 设置 自学习门限值时间以及报警值等参数 S8000 自投用以来对二催化机组的日常维护和故障分析起到了很大的作用 由于软件对启 停机过程有自动记录功能 这样对分析机组故障停机也有很大帮助 下面举两个例子说明 S8000 的作用 1 气压机振动问题 二催化富气压缩机于 2002 年 5 月大修后 压缩机前后端振动一直维持在正常范围之内 运 行一年后 振动开始逐渐升高 尤其是前端振动上升较快 到 2003 年 8 月 25 日 前端振 动平均幅值由原来的 70 m 上升到 140 m 后端振动平均幅值由原来的 50 m 上升到 100 m 同时气轮机前后振动也有所上升 但并不明显 用便携测振仪测气轮机轴头泵 其振动值随着泵的速度上升而上升 压缩机的运转声音也明显沉重 可以判断监测到的振 动值是正确的 即机组目前运行状况不佳 针对这些情况 车间暂时采取如下措施 加 强机组维护力度 加强检查轴瓦温度 润滑油压力和温度 及时调节油气差压 气封差 压 用便携测振仪监测轴瓦及轴头泵的振动情况 调速时要缓慢 避免大幅度的波动 在振动增大初期 通过调整油气差压及气封差压 在一定程度上能够缓解机组的振动情况 所以开始怀疑是浮环的问题 但并没有特定的规律 通过 58000 对气压机机组轴瓦的振动 频谱图和轴心轨迹图进行分析 气轮机前后轴瓦振动幅值不是特别大 但是 其二倍频占 了很大份额 甚至超过一倍频 前轴瓦振动幅值超过后轴瓦 轴心轨迹呈现不规则形状 比较凌乱 前轴瓦还出现多个交点 气压机前后轴瓦振动幅值很高 而且基本上是一倍频的分量 前轴瓦振动幅值超过后轴瓦 轴心轨迹是一个比较圆滑的椭圆 通过对图谱的分析得出 1 压缩机前后轴瓦振动主要是工频 其他倍频很小 且振动对转速比较敏感 可以判断振 动是转子不平衡或轴瓦工作状况不良引起的 2 振动值在一段时间内表现为缓漫爬升的状况 没有突变现象 相位也没有突变 可以排 除不平衡是由转子结垢或转子上有零部件脱落的可能 3 振动值升高主要表现在主风机和气压机的前轴瓦端 同时考虑到振动升高时 联轴器处 有明显沉重的声音 所以怀疑不平衡是因为联轴器工作状况不佳引起的 4 气压机有气封摩擦的现象 基于以上分析 加强气压机的巡检次数 通过 S8000 随时监测气压机振动的发展趋势 在 8 月 28 日动力停电时 对气压机前后轴瓦及联轴器检查 检查发现前后轴瓦基本正常 下 轴瓦有几道径向滑伤 推力瓦块有温度过热导致的棕色斑块 对正常运行影响不大 但是 联轴器磨损严重 气压机端齿轮齿牙已经磨损变形 齿套齿牙磨掉大约 1 4 的凹坑 导致 机组的对中性能变差 表现为转速下降 振动下降 转速上升 振动加剧 符合停机前通 过 S8000 分析得到的结论 更换联轴器 重新启动气压机机组 气压机前轴瓦振动幅值下 降到平均 65 m 后轴瓦振动幅值下降到 35 m 通过 S8000 分析 振动幅值仍以一倍频 为主 2 监控机组的启停机过程 由于 S8000 在机组启停过程中有自动记录功能 这样当机组故障停机 在无人干预的情况 下记录了大量有用信息 对分析停车原因和分析故障有很大帮助 是气压机某次故障停机 的转速时间图 从图中可看出转速由正常转速 8000r min 迅速降为零后又增加到 6000r min 经过一段时间后才逐渐下降为零 从这张图中可以看出转速重新升高 属于倒 转 说明气压机出口阀在停机后没有及时关闭 倒转对机组也是很危险的 从图中可以计 算出倒转持续的时间 这种状况的存在 一方面说明操作人员没有及时关闭出口阀门 另 一方面 由于该阀为气动闸阀 反应迟缓 手 自动切换不灵活 单人操作比较困难 平 时又为了防止该阀误动作关闭 将该阀打在手动位置 这样一旦发生故障 很难及时将该 阀关严 解决途径是更换一个反应快速的阀门 并保持自动联锁状态 四 总结 从上述介绍的两个例子看出 S8000 作为在线状态监测系统在大型旋转机械状态监测中具 有重要意义 它补充了原有的本特利监测中没有配备的在线分析软件的功能 为设备故障 诊断 设备维护提供了大量的有用信息 在使用过程中有一些问题有待商榷 主要有以下几点 1 软件安装维护系统还需要进一步的完善 服务器和监测分站的软件维护需要较强的专业 知识 尤其是数据库的安装 备份 需要一定的数据库知识 提高了数据库维护的难度 这样一旦出现问题很难找出问题的症结 建议将所有系统软件维护功能集成在用户界面上 2 二催化装置目前还没有将与机组操作相关的一些过程量如温度 压力 流量等参数连接 到 S8000 监测系统上 而这些参数是分析机组运行状况 故障诊断的重要数据 所以有必 要将这些参数集成到 S8000 中 3 故障诊断是在线状态监测的一项重要功能 S8000 目前还没有对所监测到的数据 图谱 做一些必要的分析和判断 以引起维护者的注意 故障的发现和诊断还依赖于设备维护人 员的责任心和水平 4 建立设备故障图库是真正用好 S8000 的关键 所以有必要提供一些典型故障诊断图谱 供维护者学习和借鉴 引用网址 精轧机在线监测诊断与故障分析 刘树山 1 王硕民 2 焦根鹏 2 王玉兵 2 摘 要 简述宣龙公司精轧机在线诊断监测系统的构成 通过对监测数据分析 及时发 现了 20 机架存在的问题 避免了事故进一步扩大 在线监测系统的应用 对设备可靠运 行起到了积极的保障作用 实现了由事后维修 定期维修到预知维修的根本转变 关键词 在线监测 预知维修 诊断分析 中图分类号 TH 165 3 文献标识码 B 宣龙高速线材有限责任公司的精轧机 20 机架为出口机架 最高轧制速度达 92m s 对 传动系统零部件冲击较大 其齿轮 轴承发生故障的几率极高 为保证设备稳定运行 2004 年 6 月和北京工业大学共同研发了一套精轧机在线监测故障诊断系统 一 系统构成 1 硬件 1 加速度传感器 采用 PCB 公司的 627A11 加速度传感器 把轧机的振动信号采集出 来 经过屏蔽线路传送至信号调理仪 可采集强冲击信号 高频振动信号和细微冲击信号 2 振动信号调理仪 加速度传感器传送过来的微弱且叠加很多干扰信号的振动信号 经振动信号调理仪放大和多阶 Butterworth 滤波 变为真实有用的信号 便于进行故障诊断 3 数模转换卡 采用美国 QUATECH 公司生产的 DAQ 1202 数模转换卡和美国康 泰公司生产的模数采集卡 QUATECH DAQ 1202 2 软件 基于 ActiveX 组件和 Client Server 模式 系统在局域网环境下运行 数据可以共享 可在多地点实现非现场观察 可同时动态观察设备运行情况 以便进行专家会诊 二 系统功能 1 实时信号采集 处理 报警及故障辅助处理 画面以条形图的高度表示振动幅值 红 黄 绿三种颜色表示状态 红色 表示严 重报警 黄色 表示一般报警 绿色 表示正常 其中功能菜单中的项目有脉冲 裕度 峭度等时域故障判别指标 还有振动波形显示 在线帮助菜单提供操作及诊断指导等功能 菜单 可以完成多通道实时数据采集 处理 递推超界报警功能 并可存贮数据以构成设备 运行档案 该功能块具有以下子功能 1 测点位置图形显示并配有阈值及当前振动值显示 与报警 2 振动值与阈值数值方式显示及报警 3 振动值及阈值的直方图显示及报警 4 采用全屏幕参数管理技术 对测点实施状态参数管理 2 配合完成故障分析 分析功能包括 1 简易诊断分析 时域指标包括最大值 峰值 均值 均方根值 脉 冲指标 峭度指标 2 精密诊断分析 时域波形分析 频谱分析 倒谱分析 历史数据与 当前数据的比较分析等 3 图形 可单幅 双幅 四幅显示 X Y 方向的放大缩小 目 标输入峰值打印 图形和拷贝等 本功能模块能自动显示前 10 个最大幅值及对应齿轮 轴 承特征频率幅值 便于分析诊断 4 趋势分析 可对机组振动及温度数据进行趋势分析与 故障随机预测分析 预测设备可能发生故障的时间 以便根据情况安排检修 5 系统数据 管理 提供完善的数据档案与数据文件管理功能 6 在线监测数据的档案管理 在线监测 数据按分钟数据 每 3 分钟采一组样 保留最近 120h 的数据 小时数据 保留最近 2 400h 的数据 和天数据 保留最近 40 天的数据 进行档案管理 可显示 打印这些数据 并实现档案转存 用作相对基准比较数据文件或设备从装机运行到检修整个周期的档案数 据 以便于进行比较分析 天数据还可用以进行趋势分析及故障预报 三 系统应用 在线监测振动诊断系统多次发现设备存在问题 避免了事故扩大 2005 年 1 月 20 机架报警 通过对故障诊断系统报警前 后几天的数据分析 判断 迅速作出故障结论 及时对设备进行检修处理 避免了一起重大事故 1 1 月 2 日发现 20 机架报警 根据和表 1 对特征频率进行分析 振动数据中 58Hz 锥箱 轴轴频 处有二倍频 幅值为 2 502 m s2 最高时 3 506 m s2 表 1 1 月 2 日 20 转速 1088r min 谱图数据 800 makesmallpic this 500 700 border 0 2 对 12 月 28 日以后 1 月 2 日之前的数据进行分析比较 发现 58Hz 处也有二倍频 但幅值很小 均不大于 1m s2 其它频率也有变化 但 58Hz 处的变化最大 是 12 月 28 日 的波形 表 2 为该日谱图数据 表 2 12 月 28 日谱图数据 800 makesmallpic this 500 700 border 0 3 为了进一步确定问题所在 观察了此后几天谱图变化情况 1 月 3 日 58Hz 处幅值 为 3 126m s2 1 月 4 日为 3 664m s2 此外 频域图中出波并向上漂起 时域图形越来越 混乱 呈很强的非对称形态 由此可以判断 20 锥箱 轴轴承出现故障 由此作出如下分析判断 齿轮啮合频率特征明显 没有轴振的频率特征 疑为断齿裂 齿 辊箱齿轮也可能受到影响 应注意检查 周检时对精轧机 20 机架拆检 发现 轴轴承保持架断裂 滚动体磨损剥落 四 结束语 在线监测系统使用 1 年来 共发现故障 13 次 避免了多次由于滚动轴承连接螺栓 齿 轮等易损件突然失效而造成的设备事故 初步实现了由事后维修定期维修到预知维修的转 变 对降低维修费用 节约成本 提高了生产作业率起到了重要作用 引用网址 振动检测技术在日常设备保养中的应用振动检测技术在日常设备保养中的应用 来源 作者 时间 2010 07 10 为什么要量测振动 各种设备的所有机械问题及电气问题均会产生振动讯号 如果能掌握振动 的大小及来源 就能在设备尚未严重恶化之前 事先完成检修工作 以避免造成设备更大的损坏 而影响生产或增加维修费用 振动大小与设备问题的严重性息息相关 做振动检测的好处有哪些 从振动情况了解设备及机械组件的状况 振动情况可作为是否停机之依据 降低意外当机的机率 新机台的验收 维修后机台的验收 降低保养成本 提升人力资源运用及效率 加强零组件及备品存量控制等 振动的基本常识 表示振动的四大要素 振幅 代表振动的大小 设备或机械组件损坏的 严重程度 振幅的单位有 位移值 mm 速度值 mm sec 加速度值 g 频率 代表振动的来源 设备或机械组件损坏的 原因 频率的单位有 每秒发生次数 Hz 或 CPS 每分钟发生次数 CPM 相位 代表测点间振动的相互关系 设备或机械组件的 运转模态 相位的单位为 度 o 能量 代表振动的破坏力 设备或机械组件损坏的 冲击状况 计算振幅时需以均方根值 rms 表示 振动值的表示方式有哪几种 振幅值单位表示值用途 公 制 英 制 位 移 值 mm mils Peak to PeakPeakRMS 1 在早期为大部份机械检测之标准单位 2 目前常用于固定型非接触式位移量测 3 低频 或低转 速 量测时使用速度值 mm sec in sec Peak to PeakPeakRMS 1 普遍使用于各种机械之振动量测 2 不论高频或低频皆适用 3 ISO 标准所使用的单位 RMS 值 加速度值 g g Peak to PeakPeakRMS 1 高频检测时使用 2 最常使用于轴承检测 3 振动冲击能量 之检测 g 9 8 m sec2 386 1 in sec2 红色标示部份为目前国内较为常用的单位 Viber A 手持式振动检测仪有哪些特点 振幅量测范围广 0 200 mm sec rms 量测条件符合 ISO 国际标准 频率范围 10 3200Hz 轴承状况检测 频率涵盖范围 3200 20000Hz 以 g 值表示 使用一般 9V 电池做为电源 操作简易 价格便宜 为什么要使用 mm sec rms 做单位 除要配合 ISO 国际标准之外 速度值不会因设备转速的高 或低呈现振幅放大或缩小的问题 均方根值 rms 除代表振动的加权平均值之外 另代表一种 损坏能量 Break Down Energy 的意义 此能量为导致机械磨耗 损坏的主因 振动量测点的位置选择设备的任何 一个组件或部位发生问题时几乎都会产生振动 其振动会经由转轴 基座或结构传递至轴承位置 因此在做定期振动量测时 最好都能在轴承部位进行量测 而且最好能量测到每个轴承 由于设备异常振动问题的研判必须仰赖比较各方向的振动值 才能做较准确的判断 因此除量 测水平及垂直向之外 每根轴至少需量测一个轴向测点 如何从量测数据找出设备问题 最常见的设备振动问题可归纳为 对心不良 平衡不 良 轴承损坏 基础松动等四种 水平 垂直及轴向振动大 但是水平与垂直向的振动大约为轴向的 2 3 倍 对心不良 水平及垂直振动大 轴向振动相对很小 水平与垂直向的振动大约为轴向的 4 倍以上 平衡 不良 总振动值在标准内 轴承状况值大 轴承损坏 或轴承润滑不良 水泥基座与基础螺丝的振动值如果不同 基础松动 如何应用 Viber A 手持式振动检测仪建立 预知保养制度