應用于預防性維修和提高設備可靠性的 工業振動分析技術
背景：
工業振動分析技術是確定，預測和預防旋轉型設備故障的一種檢測工具。實施設備振動分析將會提高設備的可靠性和工作效率，減少停機時間，消除機電故障。振動分析技術是全球通用的工具用于確定設備故障，設定設備維修計劃，使設備盡可能長時間地正常工作。
設備：
適用的設備包括：電機，泵組，風機，齒輪箱，壓縮機，渦輪，輸送帶，輥筒，發電機及任何帶有旋轉組件的設備。檢測電機軸承的振動狀態這些設備的旋轉組件都有各自特定的振動頻率。而其振動幅度則代表該設備的工作情況或工作質量。振幅的擴大直接表示旋轉組件例如軸承或齒輪發生了故障。根據設備的速度可以計算出旋轉頻率，對比檢測到的頻率即可確定設備發生的故障。
&# 8226; 刀片轉速乘積擾動
工業振動傳感器
實施振動分析技術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）對旋轉型設備進行檢測和分析。工業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。加速度傳感器監測到設備的振動值后，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鍵。這樣才能提供高質量的檢測和準確的振動數據，確定旋轉型設備的故障。滑動軸承的應用需要使用位移探測器來檢測內部轉軸的真實移動值。位移探測器的非接觸型探針可以檢測轉軸的振動值， 軸間距和軸承內徑。應用渦流原理，探針可以提供與位移（英寸或毫米）成比例的電壓輸出。
應用振動分析確定的故障：
通過檢測分析旋轉型設備產生的振動
信號可以確定下述幾種設備故障。
&# 8226; 設備不平衡 齒輪箱上的加速度傳感器
&# 8226; 設備不對中 &# 8226; 共振 &# 8226; 轉軸形變 &# 8226; 齒輪嚙齒
&# 8226; 葉片轉速乘積擾動 &# 8226; 流通量和氣穴現象 &# 8226; 電機故障（轉子和定子 ） &# 8226; 軸承故障 &# 8226; 機械松動 &# 8226; 重要設備的速度
監測冷卻塔的振動值
動態振動分析：
動態振動的檢測和分析需要應用加速度傳感器檢測振動值，數據采集器或動態信號分析儀來采集數據。數據的分析通常由受過旋轉型設備振動技術培訓的技術員或工程師完成。 加速度傳感器的模擬電壓輸出，100毫伏/g，由數據采集器進行檢測，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)的圖形必須由經過培訓的技術員或工程師進行分析,并確定設備故障.由于每種設備產生各自獨特的振動頻率,分析其振動頻率的不穩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. 動態振動分析可以由好幾種方式來實現。
監測電機和風扇的振動值
&# 8226; 便攜式傳感器和便攜式數據采集器，按照預先設定的機械檢測途徑 &# 8226; 永久式傳感器和便攜式數據采集器，按照預先設定的機械檢測途徑 &# 8226; 永久式傳感器和永久式數據采集器，為設備提供每天 24 小時，每周 7 天，每年 52周的保護。
過程振動警報：
最新的預測性維修和可靠性技術的進展是利用現有的過程控制系統（如 PLC, DCS, & SCADA）。這樣能使生產，維修和過程控制團隊對關鍵設備的振動值進行監測并報警。 Time Waveform FFT通過標準 4-20 毫安的輸出,回流電源振動信號發生器和傳感器能提供和設備總振動值成比例的輸出電流. 此電流輸出不是動態的模擬信號,無法用來分析設備故障, 但可以在設備振動值過高時進行報警. 當過程控制系統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,避免設備損壞或出現故障. 4-20 毫安的回流電源輸出可以通過下面三種方式實現. &# 8226; 將帶有 100 毫伏/g 的模擬輸出動態加速度傳感器連接到信號發生器.發生器提供信號調制及 4-20 毫安與振動值成比例的電流輸出,并且帶有不同頻率過濾器,可以在不同關注區域報警. 100 毫伏/g 的動態信號可供受訓過的技術員或工程師分析. 用回流電源傳感器監測軸承的振動值 &# 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 動態輸出的雙輸出回流電源傳感器.該傳感器無須使用信號發生器, 但頻率過濾器范圍限制在 10 – 1000 Hz和 3 – 2500 Hz之間. 100毫伏/g 的動態信號可供受訓過的技術員或工程師分析. 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的過程控制監測方式和報警系統. 這是關鍵設備的便捷報警方式!
過程振動報警圖
總結
振動分析并不是一項新技術. 早在 1880年居里兄弟就發現了特定材料的壓電效應和
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,這項技術經過不斷提煉, 能為當今工業旋轉型設備的振動狀態提供快速高效的檢測. 每年各種傳感器紛紛問世,它們的設計能適用惡劣的工業環境,為關鍵設備提供重要檢測. 電纜和連接器都采用最強硬的材料,在傳感器和數據采集之間提供的重要連接.選擇適用任何環境的合適的電纜和連接器, 使數據傳輸沒有后顧之憂. 安裝硬件具有很廣泛的應用范圍.便攜式磁座或快速接座能實現快捷的檢測. 永久性傳感器安裝可以使用環氧粘,螺栓,或特殊設計的永久安裝硬件. 接線箱是非常有用的工具,它能收集多種電纜, 歸類并保護電纜,方便用戶接入,并且防止電纜纏繞, 能確認每個檢測點. 動態振動分析或過程振動報警一項成熟的技術,它能預測旋轉型設備故障,提高設備的可靠性. 使用CTC工業振動傳感器,電纜,連接座,安裝硬件和接線箱,保護你的投資! 失效的電機軸承 別讓這發生在你的設備上 !
