振動(dòng)診斷技術(shù)在轉(zhuǎn)機(jī)維修中的應(yīng)用

唐彥東，魏 權(quán)，倪振業(yè)

（中鋁包頭鋁業(yè)熱電廠，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

對(duì)于傳統(tǒng)的企業(yè)設(shè)備維修工作而言，被動(dòng)維修的方式是起初大部分企業(yè)經(jīng)常使用的，而所謂的被動(dòng)維修的方式指的是就是事后維修。如果設(shè)備出現(xiàn)了問題，那么企業(yè)的維修人員應(yīng)該按照設(shè)備出現(xiàn)故障的具體位置展開有效的維修處理，但實(shí)際的維修狀況并不樂觀。近幾年來，我國科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，促進(jìn)了企業(yè)設(shè)備維修方式的轉(zhuǎn)變，尤其在進(jìn)行設(shè)備維修的過程中，很多的企業(yè)摒棄了之前的被動(dòng)維修的方式，探索了新的維修途徑。即定點(diǎn)維修方式。定點(diǎn)維修方式能夠使得企業(yè)設(shè)備維修的成本大大降低，減少了不必要的經(jīng)濟(jì)損失，與企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)相一致。對(duì)于企業(yè)的設(shè)備維護(hù)工作人員來說，其必須要定點(diǎn)的對(duì)每一臺(tái)設(shè)備展開有效的監(jiān)督檢查，并且根據(jù)自身豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)去判斷設(shè)備在使用中可能存在的問題，然后根據(jù)相關(guān)設(shè)備問題出現(xiàn)的位置來制定出優(yōu)質(zhì)有效的維修計(jì)劃。維修人員在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修的過程中，必須嚴(yán)格按照巡檢人員制定的維修計(jì)劃展開實(shí)際的操作，切不可為了便捷而忽略部分步驟。例如，當(dāng)巡檢人員在巡檢的時(shí)候，若沒有找到設(shè)備存在的缺陷，那么他們就能夠按照自身豐富的維修經(jīng)去分析設(shè)備的損件周期，進(jìn)而對(duì)可能存在的問題進(jìn)行預(yù)測，如果發(fā)現(xiàn)潛在問題，那么就應(yīng)該安排相關(guān)的維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更換，如果是被問題嚴(yán)重，可直接考慮拆檢。通過對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維修，掌握不同設(shè)備的基本構(gòu)造，進(jìn)而可以對(duì)設(shè)備缺陷與失效數(shù)據(jù)展開科學(xué)的分析，最終及時(shí)的對(duì)設(shè)備故障展開處理，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的深入分析，我們發(fā)現(xiàn)，一半以上的設(shè)備故障主要是由于機(jī)械部件中的軸承引起的，軸承的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整臺(tái)設(shè)備的功能起著決定性作用，需要格外的重視。就平常的軸承維修工作而言，在進(jìn)行軸承維修的時(shí)候，維修人員常用的檢測方法主要有四種，而應(yīng)用最普遍的檢測方法就兩種，分別是振動(dòng)分析和噪聲分析。這兩種方法可以精準(zhǔn)的判斷出軸承故障的原因，從而使得設(shè)備故障的處理效率大大提高。一般來說，每一個(gè)軸承在具體的使用中都一定會(huì)發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，因此，我們不可以錯(cuò)誤的認(rèn)為軸承出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象就是軸承發(fā)生了故障。當(dāng)軸承出現(xiàn)振動(dòng)的時(shí)候，相關(guān)工作人員可以參考軸承的實(shí)際振動(dòng)狀態(tài)，來對(duì)軸承的正常與否做出正確的判斷。不久之前有研究報(bào)道說，根據(jù)振動(dòng)的方式來對(duì)軸承存在的故障展開分析，其正確率大約在33%左右，使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障維修的費(fèi)用大大減少，與此同時(shí)，根據(jù)振動(dòng)的方式來對(duì)軸承存在的故障展開分析還可以給維修過程提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。對(duì)多數(shù)機(jī)械設(shè)備來說，滾動(dòng)軸承的存在是至關(guān)重要的，因此加大對(duì)滾動(dòng)軸承的檢測與診斷力度是非常關(guān)鍵的，其能夠使得整個(gè)的企業(yè)單位經(jīng)濟(jì)利益得到大幅度提升?？偠灾?，振動(dòng)檢測的方式可以對(duì)多種故障類型展開研究與分析，從而使得加大設(shè)備故障信息的精確度，為后續(xù)維修人員維修工作的開展打下基礎(chǔ)。

1 振動(dòng)診斷技術(shù)

對(duì)于制造設(shè)備而言，借助預(yù)測性診斷技術(shù)能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)制造設(shè)備在正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常問題。預(yù)測性診斷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備在未來的運(yùn)行走向的預(yù)測控制，使用預(yù)測性診斷技術(shù)通?？梢詫?shí)現(xiàn)兩種目標(biāo)，一種是能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行展開及時(shí)有效的監(jiān)管，另一種是能夠?qū)υ谶\(yùn)行過程中發(fā)生異常狀況或者發(fā)生故障的設(shè)備展開及時(shí)有效的分析與診斷。因?yàn)楫?dāng)滾動(dòng)軸承發(fā)生故障的時(shí)候，其故障信號(hào)帶有強(qiáng)烈的沖擊振動(dòng)，此時(shí)信號(hào)的頻率特別高，降低的速度尤為迅速，所以在使用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測診斷的過程中，需要根據(jù)振動(dòng)的實(shí)際特點(diǎn)，使用相關(guān)的措施與方法，最后明確故障原因，因而使得振動(dòng)診斷技術(shù)的判斷更加的精準(zhǔn)。此外，振動(dòng)信號(hào)還可以完成設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，將各項(xiàng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，此時(shí)相關(guān)的設(shè)備操作人員能夠通過簡單的技術(shù)來獲取振動(dòng)信號(hào)，根據(jù)相關(guān)振動(dòng)信號(hào)展開有效的診斷與監(jiān)測。

2 振動(dòng)診斷系統(tǒng)的開發(fā)

2.1 智能無線振動(dòng)傳感器

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，技術(shù)人員可以用智能無線振動(dòng)傳感器去檢測設(shè)備故障。在使用智能無線振動(dòng)傳感器進(jìn)行故障監(jiān)測的時(shí)候，采用超高頻射頻識(shí)別技術(shù)協(xié)助工作。智能無線振動(dòng)傳感器的應(yīng)用，使得那些難以到達(dá)的位置也可進(jìn)行監(jiān)測，拓展了設(shè)備的檢測范圍。另外，智能無線振動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)了多設(shè)備監(jiān)測，提高了檢測效率。值得注意的是，智能無線傳感器還可以對(duì)數(shù)據(jù)中心的預(yù)測性維修工作有所幫助，即智能無線的傳感器可以對(duì)設(shè)備內(nèi)部的震動(dòng)頻率展開隨時(shí)的監(jiān)控，由于智能無源無線的傳感器外形比較精小，因此可以應(yīng)用于任何一臺(tái)工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，并且可以對(duì)相關(guān)設(shè)備的振動(dòng)展開有效的監(jiān)控。

2.2 智能工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

當(dāng)企業(yè)在展開業(yè)務(wù)管理信息化建設(shè)的時(shí)候，設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)起到了至關(guān)重要的作用。智能工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)很多部門展開全面的設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而為更高層的企業(yè)管理提供了很大的幫助。但是，智能工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施并非是任意的，往往需要利用多種類型的軟硬件來完成數(shù)據(jù)的收集與存儲(chǔ)工作。眾所周知，智能工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的分析診斷與管理，又可以對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的故障展開隨時(shí)報(bào)警，這對(duì)于產(chǎn)品故障的查看工作是非常有利的的。

3 振動(dòng)故障診斷技術(shù)在轉(zhuǎn)機(jī)維修工作中的應(yīng)用

任何一種誘發(fā)不正常振動(dòng)的故障來源都會(huì)帶來一定頻率的振動(dòng)，這種頻率可以是單一的，也可以是一組。按照振動(dòng)的頻率構(gòu)成，能夠迅速的排除一些不可能發(fā)生的故障，從而把注意力集中在引發(fā)故障較大的原因上面。

3.1 轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動(dòng)

如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡，那么就會(huì)引起相應(yīng)的振動(dòng)，那么是什么原因?qū)е碌霓D(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡呢？究其原因，不外乎以下幾點(diǎn)：①葉輪受到不均勻的磨損或者受到了一定的腐蝕；②葉片的表面帶有不均勻的灰塵或者附著著不均勻的物體；③葉輪上面的零件出現(xiàn)松動(dòng)或者連接件不牢固等等。轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：①振動(dòng)的幅度隨著轉(zhuǎn)數(shù)的增多而變大；②振動(dòng)的頻率與轉(zhuǎn)速的頻率一樣大；③振動(dòng)具有超強(qiáng)穩(wěn)定性，而且不易受到負(fù)荷變化的影響。

3.2 轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起振動(dòng)

如果聯(lián)軸器的安裝不準(zhǔn)確，風(fēng)機(jī)與電機(jī)軸不對(duì)正，在進(jìn)行對(duì)正的過程中，沒有把運(yùn)行過程中軸向位移的補(bǔ)償量進(jìn)行充分的考慮等等，都會(huì)使得轉(zhuǎn)機(jī)與電機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子不對(duì)中引起振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：振動(dòng)具有不確定性，會(huì)受到負(fù)荷變化的嚴(yán)重影響，空轉(zhuǎn)的時(shí)候比較輕，裝滿的時(shí)候比較的大。

3.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)械松動(dòng)引起振動(dòng)

如果地腳的螺栓出現(xiàn)了松動(dòng)，就會(huì)造成墊片的松動(dòng)，也就使得基座之間的連接不堅(jiān)固，此時(shí)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)械松動(dòng)而引起振動(dòng)。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)械松動(dòng)引起振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：出現(xiàn)故障的地腳螺栓位置的軸承座的振動(dòng)幅度是最大的，而且徑向分量是最大的。

3.4 轉(zhuǎn)子與固定部件之間的摩擦引起振動(dòng)

如果轉(zhuǎn)子與固定部件之間發(fā)生摩擦，那么就會(huì)引起比較寬頻帶的振動(dòng)。轉(zhuǎn)子與固定部件之間的摩擦引起振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：振動(dòng)非常的不穩(wěn)定，而且振動(dòng)的模式是自發(fā)的，與轉(zhuǎn)動(dòng)的速度是沒有關(guān)系的，如果摩擦比較嚴(yán)重，那么就會(huì)產(chǎn)生反向渦動(dòng)。

3.5 滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)

所軸承或軸肩臺(tái)的加工質(zhì)量不合理，軸承就會(huì)發(fā)生彎曲，軸承安裝就會(huì)出現(xiàn)傾斜，從而使得軸承內(nèi)圈裝配后與軸心線不重合，這樣就會(huì)引起軸承每轉(zhuǎn)一圈就會(huì)產(chǎn)生一次交變的軸向力，再加上滾動(dòng)軸承的固定圓螺母出現(xiàn)松動(dòng)等等，都會(huì)引起局部振動(dòng)。滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：振動(dòng)值通常是軸向最大，振動(dòng)的頻率與旋轉(zhuǎn)的頻率是一樣快的。如果滾動(dòng)軸承的制造質(zhì)量非常的不好，表面的潤滑工作不到位，有外界物體進(jìn)入滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承與軸承箱之間的間隙與標(biāo)準(zhǔn)要求不吻合等等，就會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)軸承發(fā)生磨損、銹蝕、脫皮剝落、碎裂等而出現(xiàn)損壞。這時(shí)候滾珠就會(huì)發(fā)生撞擊從而發(fā)生高頻沖擊振動(dòng)，隨后振動(dòng)會(huì)傳給軸承座，如果把加速度傳感器放在軸承座上，那么就可以對(duì)高頻沖擊振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效的檢測。滾動(dòng)軸承異常引起的振動(dòng)穩(wěn)定性是比較差的，不會(huì)受到負(fù)荷的影響，而且振動(dòng)的振幅會(huì)在三個(gè)方向出現(xiàn)最大。通過對(duì)頻譜的有效分析，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承損壞的準(zhǔn)確位置和損壞程度的精準(zhǔn)判斷。

3.6 風(fēng)機(jī)風(fēng)道系統(tǒng)振動(dòng)

3.6.1 風(fēng)箱渦流脈動(dòng)造成的振動(dòng)

如果風(fēng)箱入口的結(jié)構(gòu)得不到科學(xué)的設(shè)計(jì)，那么就會(huì)使得進(jìn)入風(fēng)箱內(nèi)的氣流帶來劇烈的旋渦，并且會(huì)在風(fēng)箱內(nèi)進(jìn)行加速與不斷的擴(kuò)大，這樣就會(huì)出現(xiàn)較大的脈動(dòng)壓力波。風(fēng)箱渦流脈動(dòng)造成的振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：壓力波一般是沒有規(guī)律可尋的，振動(dòng)的幅度也會(huì)隨著流量增加而不斷地增大。

3.6.2 風(fēng)道局部渦流引起的振動(dòng)

如果風(fēng)道的某些部件得不到科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，那么就會(huì)使得氣流流態(tài)帶來不好的影響，往往在風(fēng)道中出現(xiàn)局部渦流或氣流之間的干擾、碰撞而導(dǎo)致氣流的壓力脈動(dòng)，這樣就會(huì)發(fā)生噪聲和風(fēng)道的振動(dòng)。風(fēng)道局部渦流引起的振動(dòng)通常具有以下特點(diǎn)：振動(dòng)是沒有規(guī)律的，振動(dòng)的幅度會(huì)伴隨著負(fù)荷的增加而增大。

3.6.3 旋轉(zhuǎn)失速引起振動(dòng)

如果氣流沖角接近臨界的時(shí)候，氣流會(huì)離開葉片凸面，從而出現(xiàn)邊界層分離的現(xiàn)象，這時(shí)就會(huì)引起大量區(qū)域的渦流，使得風(fēng)機(jī)風(fēng)壓極速下降。通常來說，旋轉(zhuǎn)失速一般發(fā)生在軸流式風(fēng)機(jī)中，對(duì)于離心式風(fēng)機(jī)的葉輪及葉片擴(kuò)壓器來說，因?yàn)槠渲械牧髁坎粩鄿p少，從而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)失速。旋轉(zhuǎn)失速引起振動(dòng)通常具有以下特征：振動(dòng)的位置主要在風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)箱和出扣風(fēng)道。

3.6.4 喘振

帶有駝峰型性能曲線的風(fēng)機(jī)往往被安置在不穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行，如果此時(shí)系統(tǒng)中的容量又特別大的時(shí)候，那么風(fēng)機(jī)的流量、壓頭和功率就會(huì)在短暫的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)巨大的周期性的波動(dòng)，從而引發(fā)劇烈的振動(dòng)和噪聲。

3.6.5 開展振動(dòng)故障診斷技術(shù)實(shí)際工作中的意義

綜上所述，振動(dòng)診斷技術(shù)在轉(zhuǎn)機(jī)維修中的應(yīng)用具有重要的意義。通過對(duì)眾多的生產(chǎn)實(shí)踐展開研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的定期大修、中修、小修的檢修模式是非常不科學(xué)的，這種模式不僅造成了大量的人力財(cái)力的浪費(fèi)，而且也使得很多的設(shè)備出現(xiàn)過度維修、或者缺乏維修的問題，從而使得設(shè)備總體故障率大大提高。對(duì)傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的計(jì)劃檢修體制進(jìn)行不斷的改革創(chuàng)新，采用具有診斷性的點(diǎn)檢定修制度，這樣既可以提高生產(chǎn)的安全性，使得檢修的費(fèi)用大大降低，也可以使得設(shè)備利用率對(duì)于狀態(tài)檢修來說，準(zhǔn)確的掌握設(shè)備的正常運(yùn)行情況是至關(guān)重要的。要想使得企業(yè)的市場競爭能力得到有效提高，實(shí)現(xiàn)用最少得維修費(fèi)用來獲得最大的經(jīng)濟(jì)收益的目標(biāo)，相關(guān)單位必須要加大振動(dòng)診斷技術(shù)在轉(zhuǎn)機(jī)維修中的應(yīng)用力度。