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設備保養中的振動檢測與分析

2024-02-29

機器設備的旋轉部件會不時產生頻率介于50Hz~10kHz之間的振動,我們可以測量設備的振動幅度,以便從中了解滾軸及其它轉動部分的物理狀態,這個監控過程一般稱為振動分析。

這些設備如果出現機械問題及電氣問題,均會引起振動幅度的變異,振動大小與設備問題的嚴重性息息相關。

如果能掌握振動的大小及變異來源,就能在設備尚未嚴重惡化之前,事先完成檢修工作,以避免造成設備更大的損壞,而影響生產或增加維修費用。

一、振動顯示信號

設備振動顯示出來的信號比較復雜,但從確定性角度,分為確定性信號和非確定性信號。

在旋轉部件中,有不少是確定性信號:

·機組的聯接及轉子存在不對中、不平衡。

·齒輪箱中輪齒的點蝕、剝落、斷齒

·滾動軸承中零部件損壞

·滑動軸承中存在油膜渦動等等這些常見的故障。

這些確定性信號都有可以用函數關系來描述,即通過理論計算和頻譜分析技術均可確定它們的特征頻率,從而確定故障的類型和部位。

振動分析儀利用電壓加速度傳感器將振動信號轉換為電信號。而對電信號進行處理和分析,就能反推出設備各種振動量的準確值。從振動量的值來了解設備及其部件的狀況,進而判斷這些設備運轉狀態是否良好。

這樣就可以把檢測到的振動情況可作為是否停機之依據,降低意外當機的機率。還可以分析出故障的部位和故障原因,并推斷出檢修的方法。

二、振動的一些基本概念

為了更好地研究振動分析設備故障診斷技術,首先要對振動有一定的了解。

1、表示振動的要素包括:振幅、頻率、相位、能量等。

·振幅:表明振動幅度的大小,振幅能說明設備或部件損壞的嚴重程度。

·頻率:表明振動的來源,能說明設備或機械組件損壞的原因。

·相位:代表測點間振動的相互關系,能說明設備或機械組件的運轉模態。

·能量:代表振動的破壞力,設備或機械組件損壞的沖擊狀況。

2、其中振幅有三種數據類型:位移值(毫米)、速度值(毫米/秒)、加速度值。

·位移值,用于低轉速成設備診斷上。由于低轉速設備故障通過其它方法比較容易診斷,因此,位移值一般也只做設備故障診斷的輔助數據。目前常用于固定型非接觸式位移量測。

·速度值,用于中速旋轉設備診斷上,我們所使用的大部分設備是中速旋轉設備,所以,速度值是常用的旋轉機械設備故障診斷值,是ISO標準所使用的單位。

·加速度值,用于高速旋轉設備診斷上。常使用于軸承檢測和振動沖擊能量的檢測。

三、振動的檢測與分析要點

1、振動量測點的位置選擇

設備的任何一個組件或部位發生問題時幾乎都會產生振動,其振動會經由轉軸、基座或結構傳遞至軸承位置,因此在做定期振動量測時,好都能在軸承部位進行量測,而且好能量測到每個軸承。

由于設備異常振動問題的研判必須仰賴比較各方向的振動值,才能做較準確的判斷,因此除量測水平及垂直向之外,每根軸至少需量測一個軸向測點。

2、如何從量測數據找出設備問題

常見的設備振動問題可歸納為:對心不良、平衡不良、軸承損壞、基礎松動等四種。

·如果出現水平、垂直及軸向振動大,這時水平與垂直向的振動大約為軸向的2~3倍,則基本可判定為對心不良。

·如果水平及垂直振動大,但軸向振動相對很小,這時水平與垂直向的振動大約為軸向的4倍以上,則可判定為平衡不良。

·總振動值在標準內,但是軸承狀況值大,則說明出現軸承損壞或者軸承潤滑不良情形。

·水泥基座與基礎螺絲的振動值如果不同,則說明出現了基礎松動。

四、振動檢測分析的推行方法

由于振動檢測是一項比較成熟的故障檢測技術,所以,我們許多企業都可以進行應用。只要遵循下列一些步驟就可以。

1、按照設備的重要度進行分級,確定檢測設備和檢測部件。

振動監測屬于精密檢測,一般應用在重要設備或重要部件上。

確定了部件后,就要選擇部件的測量點。

2、建立振動檢測與控制規范。

確定控制上下限標準,同時確定建立檢測周期。一般的設備振動控制標準包括警戒值和危險值。

·設備振動的檢測周期一般為7~30天。

·設備振動升高但尚未超過警戒值時,應縮短為3~15天。

·設備振動超過警戒值時,應每天實施檢測一次。

3、進行振動檢測,記錄檢測結果

通過檢測、記錄,了解總振動值、軸承狀況值、振動方向大小比較以及趨勢變化。

通過這些數據,進行問題研判。

4、進行設備維修 

通過數據 分析,判定設備是否出現問題。

如果出現異常,需要確定是否需要馬上停機。如果不需要馬上停機,可以等到生產部門停產期間進行檢修。

第五步:進行振動分析活動總結和標準調整

設備如果在控制標準內損壞,就必須對該設備的控制指標進行調整。

如果設備超過危險值均未損壞,可以考慮將標準再放寬。

另外,還需要反思檢測頻率、檢測位置等。

(來源:設備管理網)

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