應(yīng)用于預(yù)防性維修和提高設(shè)備可靠性的 工業(yè)振動分析技術(shù)
背景：
工業(yè)振動分析技術(shù)是確定，預(yù)測和預(yù)防旋轉(zhuǎn)型設(shè)備故障的一種檢測工具。實施設(shè)備振動分析將會提高設(shè)備的可靠性和工作效率，減少停機時間，消除機電故障。振動分析技術(shù)是全球通用的工具用于確定設(shè)備故障，設(shè)定設(shè)備維修計劃，使設(shè)備盡可能長時間地正常工作。
設(shè)備：
適用的設(shè)備包括：電機，泵組，風(fēng)機，齒輪箱，壓縮機，渦輪，輸送帶，輥筒，發(fā)電機及任何帶有旋轉(zhuǎn)組件的設(shè)備。檢測電機軸承的振動狀態(tài)這些設(shè)備的旋轉(zhuǎn)組件都有各自特定的振動頻率。而其振動幅度則代表該設(shè)備的工作情況或工作質(zhì)量。振幅的擴大直接表示旋轉(zhuǎn)組件例如軸承或齒輪發(fā)生了故障。根據(jù)設(shè)備的速度可以計算出旋轉(zhuǎn)頻率，對比檢測到的頻率即可確定設(shè)備發(fā)生的故障。
&# 8226; 刀片轉(zhuǎn)速乘積擾動
工業(yè)振動傳感器
實施振動分析技術(shù)需要運用到各種振動傳感器（加速度傳感器，速度傳感器或位移探測器）對旋轉(zhuǎn)型設(shè)備進(jìn)行檢測和分析。工業(yè)上常用的是加速度傳感器。加速度傳感器的安裝可以運用固定螺釘或便攜式磁座。加速度傳感器監(jiān)測到設(shè)備的振動值后，以相對’g’（重力加速度單位)的形式輸出與振動值成比例的電壓或電流。該信號也可以積分成速度的形式（英寸/秒或毫米/秒）輸出。 為每種應(yīng)用情況選擇合適的加速度傳感器，電纜，連接器和安裝方式十分關(guān)鍵。這樣才能提供高質(zhì)量的檢測和準(zhǔn)確的振動數(shù)據(jù)，確定旋轉(zhuǎn)型設(shè)備的故障。滑動軸承的應(yīng)用需要使用位移探測器來檢測內(nèi)部轉(zhuǎn)軸的真實移動值。位移探測器的非接觸型探針可以檢測轉(zhuǎn)軸的振動值， 軸間距和軸承內(nèi)徑。應(yīng)用渦流原理，探針可以提供與位移（英寸或毫米）成比例的電壓輸出。
應(yīng)用振動分析確定的故障：
通過檢測分析旋轉(zhuǎn)型設(shè)備產(chǎn)生的振動
信號可以確定下述幾種設(shè)備故障。
&# 8226; 設(shè)備不平衡 齒輪箱上的加速度傳感器
&# 8226; 設(shè)備不對中 &# 8226; 共振 &# 8226; 轉(zhuǎn)軸形變 &# 8226; 齒輪嚙齒
&# 8226; 葉片轉(zhuǎn)速乘積擾動 &# 8226; 流通量和氣穴現(xiàn)象 &# 8226; 電機故障（轉(zhuǎn)子和定子 ） &# 8226; 軸承故障 &# 8226; 機械松動 &# 8226; 重要設(shè)備的速度
監(jiān)測冷卻塔的振動值
動態(tài)振動分析：
動態(tài)振動的檢測和分析需要應(yīng)用加速度傳感器檢測振動值，數(shù)據(jù)采集器或動態(tài)信號分析儀來采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的分析通常由受過旋轉(zhuǎn)型設(shè)備振動技術(shù)培訓(xùn)的技術(shù)員或工程師完成。 加速度傳感器的模擬電壓輸出，100毫伏/g，由數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行檢測，以時間波形圖和 FFT 快速傅立葉變換圖來表示，便于確認(rèn)頻率特性。The plots of amplitude vs. time, (Time振幅相對于時間（時間波形圖），和振幅相對于頻率(FFT)的圖形必須由經(jīng)過培訓(xùn)的技術(shù)員或工程師進(jìn)行分析,并確定設(shè)備故障.由于每種設(shè)備產(chǎn)生各自獨特的振動頻率,分析其振動頻率的不穩(wěn)定變化可以判斷故障所在. 一旦確定故障就可以定購備件,制定維修計劃. 動態(tài)振動分析可以由好幾種方式來實現(xiàn)。
監(jiān)測電機和風(fēng)扇的振動值
&# 8226; 便攜式傳感器和便攜式數(shù)據(jù)采集器，按照預(yù)先設(shè)定的機械檢測途徑 &# 8226; 永久式傳感器和便攜式數(shù)據(jù)采集器，按照預(yù)先設(shè)定的機械檢測途徑 &# 8226; 永久式傳感器和永久式數(shù)據(jù)采集器，為設(shè)備提供每天 24 小時，每周 7 天，每年 52周的保護(hù)。
過程振動警報：
最新的預(yù)測性維修和可靠性技術(shù)的進(jìn)展是利用現(xiàn)有的過程控制系統(tǒng)（如 PLC, DCS, & SCADA）。這樣能使生產(chǎn)，維修和過程控制團(tuán)隊對關(guān)鍵設(shè)備的振動值進(jìn)行監(jiān)測并報警。 Time Waveform FFT通過標(biāo)準(zhǔn) 4-20 毫安的輸出,回流電源振動信號發(fā)生器和傳感器能提供和設(shè)備總振動值成比例的輸出電流. 此電流輸出不是動態(tài)的模擬信號,無法用來分析設(shè)備故障, 但可以在設(shè)備振動值過高時進(jìn)行報警. 當(dāng)過程控制系統(tǒng)檢測到較高的振動值,可以及時采取措施判斷振動值的原因或停機,避免設(shè)備損壞或出現(xiàn)故障. 4-20 毫安的回流電源輸出可以通過下面三種方式實現(xiàn). &# 8226; 將帶有 100 毫伏/g 的模擬輸出動態(tài)加速度傳感器連接到信號發(fā)生器.發(fā)生器提供信號調(diào)制及 4-20 毫安與振動值成比例的電流輸出,并且?guī)в胁煌l率過濾器,可以在不同關(guān)注區(qū)域報警. 100 毫伏/g 的動態(tài)信號可供受訓(xùn)過的技術(shù)員或工程師分析. 用回流電源傳感器監(jiān)測軸承的振動值 &# 8226; 使用帶有 4-20 毫安輸出的回流電源傳感器.該傳感器無須使用信號發(fā)生器, 但頻率過濾器范圍限制在 10 – 1000 Hz和 3 – 2500 Hz之間. &# 8226; 也可以使用帶有直流-20 毫安輸出和100 毫安/g 動態(tài)輸出的雙輸出回流電源傳感器.該傳感器無須使用信號發(fā)生器, 但頻率過濾器范圍限制在 10 – 1000 Hz和 3 – 2500 Hz之間. 100毫伏/g 的動態(tài)信號可供受訓(xùn)過的技術(shù)員或工程師分析. 無論你選擇哪種方式, 都可以獲得 4-20毫安與振動值成比例的電流輸出用于過程控制.這樣工廠可以充分利用傳統(tǒng)的過程控制監(jiān)測方式和報警系統(tǒng). 這是關(guān)鍵設(shè)備的便捷報警方式!
過程振動報警圖
總結(jié)
振動分析并不是一項新技術(shù). 早在 1880年居里兄弟就發(fā)現(xiàn)了特定材料的壓電效應(yīng)和
電荷輸出. 1923 年第一臺加速度傳感器就問世了.在過去的 100 年里,這項技術(shù)經(jīng)過不斷提煉, 能為當(dāng)今工業(yè)旋轉(zhuǎn)型設(shè)備的振動狀態(tài)提供快速高效的檢測. 每年各種傳感器紛紛問世,它們的設(shè)計能適用惡劣的工業(yè)環(huán)境,為關(guān)鍵設(shè)備提供重要檢測. 電纜和連接器都采用最強硬的材料,在傳感器和數(shù)據(jù)采集之間提供的重要連接.選擇適用任何環(huán)境的合適的電纜和連接器, 使數(shù)據(jù)傳輸沒有后顧之憂. 安裝硬件具有很廣泛的應(yīng)用范圍.便攜式磁座或快速接座能實現(xiàn)快捷的檢測. 永久性傳感器安裝可以使用環(huán)氧粘,螺栓,或特殊設(shè)計的永久安裝硬件. 接線箱是非常有用的工具,它能收集多種電纜, 歸類并保護(hù)電纜,方便用戶接入,并且防止電纜纏繞, 能確認(rèn)每個檢測點. 動態(tài)振動分析或過程振動報警一項成熟的技術(shù),它能預(yù)測旋轉(zhuǎn)型設(shè)備故障,提高設(shè)備的可靠性. 使用CTC工業(yè)振動傳感器,電纜,連接座,安裝硬件和接線箱,保護(hù)你的投資! 失效的電機軸承 別讓這發(fā)生在你的設(shè)備上 !
