一級計量師

振動測量在機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

1.測量方法的進(jìn)步

一臺設(shè)計得很好的機(jī)器，它的固有振級也很低。但當(dāng)機(jī)器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形時，機(jī)器的動態(tài)性能開始出現(xiàn)各種細(xì)微的變化：軸變得不對中，部件開始磨損，轉(zhuǎn)子變得不平衡，間隙增大。所有這些因素都在振動能量的增加上反映出來。因此，振動加劇常常是機(jī)器要出毛病的一種標(biāo)志，而振動是可以從機(jī)器的外表面測到的。

過去，設(shè)備工程師根據(jù)經(jīng)驗靠手摸、耳聽來判斷機(jī)器是否正?；蚱涔收鲜欠裨诎l(fā)展。但今天機(jī)器的轉(zhuǎn)速很高，許多起警告性的振動出現(xiàn)在高頻段，因此，只有用儀器才能檢測出來。做法是：在機(jī)器運行良好的狀況下，具有一個典型的振級和頻譜特征。而當(dāng)機(jī)器的故障在發(fā)展的時候，機(jī)器的動態(tài)過程以及機(jī)器零件上的一些作用力也隨著變化，從而影響機(jī)器的振動能級和頻譜的圖形。通過這樣的振動的測量和分析，我們可以知道機(jī)器的工作狀態(tài)的變化以及是否需要維修。

把振動測量用于機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測值得注意的是：

成功未必取決于初期大量投資去配備帶高級計算機(jī)的分析儀器。許多成功的例子開始是在具有代表性的機(jī)組中采用不太昂貴的模擬式振動表和分析儀。當(dāng)取得經(jīng)驗并計劃擴(kuò)充時，就自然地發(fā)展為采用更快更強(qiáng)有力的儀器。明智的做法是一開始就購買高質(zhì)量的儀器。如果許多新方案由振動測量方面經(jīng)驗有限的工程師來承擔(dān)，加上測量結(jié)果不準(zhǔn)確而且前后矛盾就會大大限制視情維修的可信度。

上海星晟檢測儀器有限公司就是遵循這一思路開發(fā)出一系列便攜式測量儀器。像：VIB-5、VIB-10、VIB-15、VIB-20、BT2000、BA2010等產(chǎn)品。

2.測量儀器及測量系統(tǒng)

對振動進(jìn)行周期監(jiān)測的儀器系統(tǒng)按其復(fù)雜程度可分成三檔：

(1)簡單系統(tǒng)

最簡單的系統(tǒng)是用一種直讀式的袖珍振動表在一定的頻率范圍內(nèi)去測量振動級別。把測量結(jié)果與通用標(biāo)準(zhǔn)或每臺機(jī)器的專用參考值相比較。

對那些用振動測量進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測以取得經(jīng)驗的人員來說，一個高質(zhì)量的手持振動計是需要的。這種振動計在10~1000HZ或10~10000HZ的頻率范圍內(nèi)能讀出單一的振動加速度或速度的均方根值(RMS)或峰值。速度的RMS值可直接與標(biāo)準(zhǔn)的振動嚴(yán)重性評定值相比較，從而知道需要維修的程度。雖然寬頻帶振動計在早期故障檢測、診斷及損壞預(yù)測方面的作用是有限的，但也是必須的。

(2)振動狀態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)

(a)頻率分析的基本系統(tǒng)

用于機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測的頻率分析系統(tǒng)有若干種配置方式。如果想從有限的投資開始而且只有幾十個測量點時(不是幾百和幾千個測量點)，電池供電的振動分析儀和振動能級記錄儀是優(yōu)越的。這種配套裝置能對各監(jiān)測點依次畫出其窄帶頻譜圖。每次測量和分析約需要幾分鐘，每個測量點的數(shù)據(jù)用手工登記在記錄卡上。

把每個測量點的參考頻譜記錄下來并復(fù)制在透明的卡片上。以后取得的頻譜放在參考頻譜下面，兩張卡片一對照立即可以找到差別所在。如果某一頻率的振級增加就畫出其振級——時間曲線，從而可預(yù)測其發(fā)展趨勢。

有些用戶平時只進(jìn)行有規(guī)律的簡單寬帶監(jiān)視，當(dāng)振級有明顯變化時才應(yīng)用頻率分析。這種方式有助于故障發(fā)展的診斷而不能用于早期警告和趨勢發(fā)展的規(guī)律分析。

(b)先進(jìn)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

當(dāng)有大量的機(jī)器測點需要監(jiān)測時，采用更完善的系統(tǒng)是合理的。操作人員可用加速度計與數(shù)據(jù)采集器(或數(shù)據(jù)記錄儀)把每一個測試點的振動信號直接記錄下來。回設(shè)備科后，再送到計算機(jī)里，用軟件進(jìn)行分析，這樣做的優(yōu)點是：速度快、擴(kuò)大了儀器功能，改善了檢測能力并降低了測量成本。

(3)永久性的機(jī)器振動監(jiān)測

上面提到的機(jī)器振動監(jiān)測系統(tǒng)都是基于周期性的測量與校對。而永久性監(jiān)測首先應(yīng)用于那些對生產(chǎn)過程起重要作用的單臺設(shè)備，當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)突然變化時，能立即或在幾分鐘之內(nèi)向控制室提出警告，以便在災(zāi)難性故障出現(xiàn)之前即采取有效措施。這種系統(tǒng)在發(fā)電、石油化工工業(yè)中用得很多，用來監(jiān)視汽輪機(jī)、進(jìn)料泵和壓氣機(jī)等設(shè)備。

永久性狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的首要條件是要有高可靠性、長期的穩(wěn)定性及抗惡劣環(huán)境及抗誤報警的能力，堅固的機(jī)器設(shè)計、能在潮濕與有灰塵的條件下工作再加上例行環(huán)境試驗才能滿足上述的嚴(yán)格要求。加速度計、電纜、接線盒等特別堅固的前線設(shè)備也需能在高溫下工作。這種系統(tǒng)還包括一個自動測試系統(tǒng)，以便在事故報警時，操作人員立即核對哪些儀器的功能是正常的。

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（責(zé)任編輯：hbz）

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