振動診斷技術在轉機維修中的應用

唐彥東，魏 權，倪振業

（中鋁包頭鋁業熱電廠，內蒙古 包頭 014000）

對于傳統的企業設備維修工作而言，被動維修的方式是起初大部分企業經常使用的，而所謂的被動維修的方式指的是就是事后維修。如果設備出現了問題，那么企業的維修人員應該按照設備出現故障的具體位置展開有效的維修處理，但實際的維修狀況并不樂觀。近幾年來，我國科學技術飛速發展，促進了企業設備維修方式的轉變，尤其在進行設備維修的過程中，很多的企業摒棄了之前的被動維修的方式，探索了新的維修途徑。即定點維修方式。定點維修方式能夠使得企業設備維修的成本大大降低，減少了不必要的經濟損失，與企業的發展目標相一致。對于企業的設備維護工作人員來說，其必須要定點的對每一臺設備展開有效的監督檢查，并且根據自身豐富的專業經驗去判斷設備在使用中可能存在的問題，然后根據相關設備問題出現的位置來制定出優質有效的維修計劃。維修人員在對設備進行維修的過程中，必須嚴格按照巡檢人員制定的維修計劃展開實際的操作，切不可為了便捷而忽略部分步驟。例如，當巡檢人員在巡檢的時候，若沒有找到設備存在的缺陷，那么他們就能夠按照自身豐富的維修經去分析設備的損件周期，進而對可能存在的問題進行預測，如果發現潛在問題，那么就應該安排相關的維修人員對設備進行及時更換，如果是被問題嚴重，可直接考慮拆檢。通過對設備進行檢查和維修，掌握不同設備的基本構造，進而可以對設備缺陷與失效數據展開科學的分析，最終及時的對設備故障展開處理，確保設備的正常運轉。

經過對數據的深入分析，我們發現，一半以上的設備故障主要是由于機械部件中的軸承引起的，軸承的運行狀態對整臺設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，在進行軸承維修的時候，維修人員常用的檢測方法主要有四種，而應用最普遍的檢測方法就兩種，分別是振動分析和噪聲分析。這兩種方法可以精準的判斷出軸承故障的原因，從而使得設備故障的處理效率大大提高。一般來說，每一個軸承在具體的使用中都一定會發生振動現象，因此，我們不可以錯誤的認為軸承出現振動現象就是軸承發生了故障。當軸承出現振動的時候，相關工作人員可以參考軸承的實際振動狀態，來對軸承的正常與否做出正確的判斷。不久之前有研究報道說，根據振動的方式來對軸承存在的故障展開分析，其正確率大約在33%左右，使得航空發動機故障維修的費用大大減少，與此同時，根據振動的方式來對軸承存在的故障展開分析還可以給維修過程提供精準的數據信息。對多數機械設備來說，滾動軸承的存在是至關重要的，因此加大對滾動軸承的檢測與診斷力度是非常關鍵的，其能夠使得整個的企業單位經濟利益得到大幅度提升。總而言之，振動檢測的方式可以對多種故障類型展開研究與分析，從而使得加大設備故障信息的精確度，為后續維修人員維修工作的開展打下基礎。

1 振動診斷技術

對于制造設備而言，借助預測性診斷技術能夠及時的發現制造設備在正常運行過程中出現的異常問題。預測性診斷技術可以實現對設備在未來的運行走向的預測控制，使用預測性診斷技術通常可以實現兩種目標，一種是能夠對設備的運行展開及時有效的監管，另一種是能夠對在運行過程中發生異常狀況或者發生故障的設備展開及時有效的分析與診斷。因為當滾動軸承發生故障的時候，其故障信號帶有強烈的沖擊振動，此時信號的頻率特別高，降低的速度尤為迅速，所以在使用振動信號進行監測診斷的過程中，需要根據振動的實際特點，使用相關的措施與方法，最后明確故障原因，因而使得振動診斷技術的判斷更加的精準。此外，振動信號還可以完成設備運行數據統計，將各項信息進行實時傳送，此時相關的設備操作人員能夠通過簡單的技術來獲取振動信號，根據相關振動信號展開有效的診斷與監測。

2 振動診斷系統的開發

2.1 智能無線振動傳感器

隨著科學技術的迅速發展，技術人員可以用智能無線振動傳感器去檢測設備故障。在使用智能無線振動傳感器進行故障監測的時候，采用超高頻射頻識別技術協助工作。智能無線振動傳感器的應用，使得那些難以到達的位置也可進行監測，拓展了設備的檢測范圍。另外，智能無線振動傳感器實現了多設備監測，提高了檢測效率。值得注意的是，智能無線傳感器還可以對數據中心的預測性維修工作有所幫助，即智能無線的傳感器可以對設備內部的震動頻率展開隨時的監控，由于智能無源無線的傳感器外形比較精小，因此可以應用于任何一臺工業生產的設備，并且可以對相關設備的振動展開有效的監控。

2.2 智能工業設備遠程監控系統

當企業在展開業務管理信息化建設的時候，設備遠程監控系統起到了至關重要的作用。智能工業設備遠程監控系統可以同時對很多部門展開全面的設備遠程監控，從而為更高層的企業管理提供了很大的幫助。但是，智能工業設備遠程監控系統的實施并非是任意的，往往需要利用多種類型的軟硬件來完成數據的收集與存儲工作。眾所周知，智能工業設備遠程監控系表現出了巨大的優勢，既可以實現對設備的分析診斷與管理，又可以對現場設備的故障展開隨時報警，這對于產品故障的查看工作是非常有利的的。

3 振動故障診斷技術在轉機維修工作中的應用

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

3.1 轉子質量不平衡引起振動

如果轉子的質量不平衡，那么就會引起相應的振動，那么是什么原因導致的轉子質量不平衡呢？究其原因，不外乎以下幾點：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松動或者連接件不牢固等等。轉子質量不平衡引起振動通常具有以下特點：①振動的幅度隨著轉數的增多而變大；②振動的頻率與轉速的頻率一樣大；③振動具有超強穩定性，而且不易受到負荷變化的影響。

3.2 轉子不對中引起振動

如果聯軸器的安裝不準確，風機與電機軸不對正，在進行對正的過程中，沒有把運行過程中軸向位移的補償量進行充分的考慮等等，都會使得轉機與電機出現振動現象。轉子不對中引起振動通常具有以下特點：振動具有不確定性，會受到負荷變化的嚴重影響，空轉的時候比較輕，裝滿的時候比較的大。

3.3 轉子系統的機械松動引起振動

如果地腳的螺栓出現了松動，就會造成墊片的松動，也就使得基座之間的連接不堅固，此時轉子系統的機械松動而引起振動。轉子系統的機械松動引起振動通常具有以下特點：出現故障的地腳螺栓位置的軸承座的振動幅度是最大的，而且徑向分量是最大的。

3.4 轉子與固定部件之間的摩擦引起振動

如果轉子與固定部件之間發生摩擦，那么就會引起比較寬頻帶的振動。轉子與固定部件之間的摩擦引起振動通常具有以下特點：振動非常的不穩定，而且振動的模式是自發的，與轉動的速度是沒有關系的，如果摩擦比較嚴重，那么就會產生反向渦動。

3.5 滾動軸承異常引起的振動

所軸承或軸肩臺的加工質量不合理，軸承就會發生彎曲，軸承安裝就會出現傾斜，從而使得軸承內圈裝配后與軸心線不重合，這樣就會引起軸承每轉一圈就會產生一次交變的軸向力，再加上滾動軸承的固定圓螺母出現松動等等，都會引起局部振動。滾動軸承異常引起的振動通常具有以下特點：振動值通常是軸向最大，振動的頻率與旋轉的頻率是一樣快的。如果滾動軸承的制造質量非常的不好，表面的潤滑工作不到位，有外界物體進入滾動軸承，滾動軸承與軸承箱之間的間隙與標準要求不吻合等等，就會導致滾動軸承發生磨損、銹蝕、脫皮剝落、碎裂等而出現損壞。這時候滾珠就會發生撞擊從而發生高頻沖擊振動，隨后振動會傳給軸承座，如果把加速度傳感器放在軸承座上，那么就可以對高頻沖擊振動信號進行有效的檢測。滾動軸承異常引起的振動穩定性是比較差的，不會受到負荷的影響，而且振動的振幅會在三個方向出現最大。通過對頻譜的有效分析，就可以實現對軸承損壞的準確位置和損壞程度的精準判斷。

3.6 風機風道系統振動

3.6.1 風箱渦流脈動造成的振動

如果風箱入口的結構得不到科學的設計，那么就會使得進入風箱內的氣流帶來劇烈的旋渦，并且會在風箱內進行加速與不斷的擴大，這樣就會出現較大的脈動壓力波。風箱渦流脈動造成的振動通常具有以下特點：壓力波一般是沒有規律可尋的，振動的幅度也會隨著流量增加而不斷地增大。

3.6.2 風道局部渦流引起的振動

如果風道的某些部件得不到科學合理的設計，那么就會使得氣流流態帶來不好的影響，往往在風道中出現局部渦流或氣流之間的干擾、碰撞而導致氣流的壓力脈動，這樣就會發生噪聲和風道的振動。風道局部渦流引起的振動通常具有以下特點：振動是沒有規律的，振動的幅度會伴隨著負荷的增加而增大。

3.6.3 旋轉失速引起振動

如果氣流沖角接近臨界的時候，氣流會離開葉片凸面，從而出現邊界層分離的現象，這時就會引起大量區域的渦流，使得風機風壓極速下降。通常來說，旋轉失速一般發生在軸流式風機中，對于離心式風機的葉輪及葉片擴壓器來說，因為其中的流量不斷減少，從而導致旋轉失速。旋轉失速引起振動通常具有以下特征：振動的位置主要在風機的進風箱和出扣風道。

3.6.4 喘振

帶有駝峰型性能曲線的風機往往被安置在不穩定的環境中運行，如果此時系統中的容量又特別大的時候，那么風機的流量、壓頭和功率就會在短暫的時間內出現巨大的周期性的波動，從而引發劇烈的振動和噪聲。

3.6.5 開展振動故障診斷技術實際工作中的意義

綜上所述，振動診斷技術在轉機維修中的應用具有重要的意義。通過對眾多的生產實踐展開研究發現，傳統的定期大修、中修、小修的檢修模式是非常不科學的，這種模式不僅造成了大量的人力財力的浪費，而且也使得很多的設備出現過度維修、或者缺乏維修的問題，從而使得設備總體故障率大大提高。對傳統的傳統的計劃檢修體制進行不斷的改革創新，采用具有診斷性的點檢定修制度，這樣既可以提高生產的安全性，使得檢修的費用大大降低，也可以使得設備利用率對于狀態檢修來說，準確的掌握設備的正常運行情況是至關重要的。要想使得企業的市場競爭能力得到有效提高，實現用最少得維修費用來獲得最大的經濟收益的目標，相關單位必須要加大振動診斷技術在轉機維修中的應用力度。