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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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