【TPM/設(shè)備管理】設(shè)備保養(yǎng)中的振動(dòng)檢測(cè)與分析
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機(jī)器設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部件會(huì)不時(shí)產(chǎn)生頻率介于50Hz～10kHz之間的振動(dòng)，我們可以測(cè)量設(shè)備的振動(dòng)幅度，以便從中了解滾軸及其它轉(zhuǎn)動(dòng)部分的物理狀態(tài)，這個(gè)監(jiān)控過程一般稱為振動(dòng)分析。
這些設(shè)備如果出現(xiàn)機(jī)械問題及電氣問題，均會(huì)引起振動(dòng)幅度的變異，振動(dòng)大小與設(shè)備問題的嚴(yán)重性息息相關(guān)。
如果能掌握振動(dòng)的大小及變異來源，就能在設(shè)備尚未嚴(yán)重惡化之前，事先完成檢修工作，以避免造成設(shè)備更大的損壞，而影響生產(chǎn)或增加維修費(fèi)用。
一、振動(dòng)顯示信號(hào)
設(shè)備振動(dòng)顯示出來的信號(hào)比較復(fù)雜，但從確定性角度，分為確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)。
在旋轉(zhuǎn)部件中，有不少是確定性信號(hào)：
§機(jī)組的聯(lián)接及轉(zhuǎn)子存在不對(duì)中、不平衡。
§齒輪箱中輪齒的點(diǎn)蝕、剝落、斷齒
§滾動(dòng)軸承中零部件損壞
§滑動(dòng)軸承中存在油膜渦動(dòng)等等這些常見的故障。
這些確定性信號(hào)都有可以用函數(shù)關(guān)系來描述，即通過理論計(jì)算和頻譜分析技術(shù)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(dòng)分析儀利用電壓加速度傳感器將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。而對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理和分析，就能反推出設(shè)備各種振動(dòng)量的準(zhǔn)確值。從振動(dòng)量的值來了解設(shè)備及其部件的狀況，進(jìn)而判斷這些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否良好。
這樣就可以把檢測(cè)到的振動(dòng)情況可作為是否停機(jī)之依據(jù)，降低意外當(dāng)機(jī)的機(jī)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(dòng)的一些基本概念
為了更好地研究振動(dòng)分析設(shè)備故障診斷技術(shù)，首先要對(duì)振動(dòng)有一定的了解。
1、表示振動(dòng)的要素包括：振幅、頻率、相位、能量等。
§振幅：表明振動(dòng)幅度的大小，振幅能說明設(shè)備或部件損壞的嚴(yán)重程度。
§頻率：表明振動(dòng)的來源，能說明設(shè)備或機(jī)械組件損壞的原因。
§相位：代表測(cè)點(diǎn)間振動(dòng)的相互關(guān)系，能說明設(shè)備或機(jī)械組件的運(yùn)轉(zhuǎn)模態(tài)。
§能量：代表振動(dòng)的破壞力，設(shè)備或機(jī)械組件損壞的沖擊狀況。
2、其中振幅有三種數(shù)據(jù)類型：位移值（毫米）、速度值（毫米/秒）、加速度值。
§位移值，用于低轉(zhuǎn)速成設(shè)備診斷上。由于低轉(zhuǎn)速設(shè)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(shè)備故障診斷的輔助數(shù)據(jù)。目前常用于固定型非接觸式位移量測(cè)。
§速度值，用于中速旋轉(zhuǎn)設(shè)備診斷上，我們所使用的大部分設(shè)備是中速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，所以，速度值是最為常用的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備故障診斷值，是ISO標(biāo)準(zhǔn)所使用的單位。
§加速度值，用于高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備診斷上。最常使用于軸承檢測(cè)和振動(dòng)沖擊能量的檢測(cè)。
三、振動(dòng)的檢測(cè)與分析要點(diǎn)
1、振動(dòng)量測(cè)點(diǎn)的位置選擇
設(shè)備的任何一個(gè)組件或部位發(fā)生問題時(shí)幾乎都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)會(huì)經(jīng)由轉(zhuǎn)軸、基座或結(jié)構(gòu)傳遞至軸承位置，因此在做定期振動(dòng)量測(cè)時(shí)，最好都能在軸承部位進(jìn)行量測(cè)，而且最好能量測(cè)到每個(gè)軸承。
由于設(shè)備異常振動(dòng)問題的研判必須仰賴比較各方向的振動(dòng)值，才能做較準(zhǔn)確的判斷，因此除量測(cè)水平及垂直向之外，每根軸至少需量測(cè)一個(gè)軸向測(cè)點(diǎn)。
2、如何從量測(cè)數(shù)據(jù)找出設(shè)備問題？
最常見的設(shè)備振動(dòng)問題可歸納為：對(duì)心不良、平衡不良、軸承損壞、基礎(chǔ)松動(dòng)等四種。
§如果出現(xiàn)水平、垂直及軸向振動(dòng)大，這時(shí)水平與垂直向的振動(dòng)大約為軸向的2~3倍，則基本可判定為對(duì)心不良。
§如果水平及垂直振動(dòng)大，但軸向振動(dòng)相對(duì)很小，這時(shí)水平與垂直向的振動(dòng)大約為軸向的4倍以上，則可判定為平衡不良。
§總振動(dòng)值在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，但是軸承狀況值大，則說明出現(xiàn)軸承損壞或者軸承潤(rùn)滑不良情形。
§水泥基座與基礎(chǔ)螺絲的振動(dòng)值如果不同，則說明出現(xiàn)了基礎(chǔ)松動(dòng)。
四、振動(dòng)檢測(cè)分析的推行方法
由于振動(dòng)檢測(cè)是一項(xiàng)比較成熟的故障檢測(cè)技術(shù)，所以，我們?cè)S多企業(yè)都可以進(jìn)行應(yīng)用。只要遵循下列一些步驟就可以。
1、按照設(shè)備的重要度進(jìn)行分級(jí)，確定檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)部件。
振動(dòng)監(jiān)測(cè)屬于精密檢測(cè)，一般應(yīng)用在重要設(shè)備或重要部件上。
確定了部件后，就要選擇部件的測(cè)量點(diǎn)
2、建立振動(dòng)檢測(cè)與控制規(guī)范。
確定控制上下限標(biāo)準(zhǔn)。一般的設(shè)備振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)包括警戒值和危險(xiǎn)值。
同時(shí)確定建立檢測(cè)周期。
§設(shè)備振動(dòng)的檢測(cè)周期一般為7～30天。
§設(shè)備振動(dòng)升高但尚未超過警戒值時(shí)，應(yīng)縮短為3～15天。
§設(shè)備振動(dòng)超過警戒值時(shí)，應(yīng)每天實(shí)施檢測(cè)一次。
3、進(jìn)行振動(dòng)檢測(cè)，記錄檢測(cè)結(jié)果
通過檢測(cè)、記錄，了解總振動(dòng)值、軸承狀況值、振動(dòng)方向大小比較以及趨勢(shì)變化。
通過這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行問題研判。
4、進(jìn)行設(shè)備維修
通過數(shù)據(jù)分析，判定設(shè)備是否出現(xiàn)問題。
如果出現(xiàn)異常，需要確定是否需要馬上停機(jī)。如果不需要馬上停機(jī)，可以等到生產(chǎn)部門停產(chǎn)期間進(jìn)行檢修。
第五步：進(jìn)行振動(dòng)分析活動(dòng)總結(jié)和標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整
設(shè)備如果在控制標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)損壞，就必須對(duì)該設(shè)備的控制指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。
如果設(shè)備超過危險(xiǎn)值均未損壞，可以考慮將標(biāo)準(zhǔn)再放寬。
另外，還需要反思檢測(cè)頻率、檢測(cè)位置等。