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二級(jí)注冊(cè)計(jì)量師考試專(zhuān)業(yè)實(shí)務(wù)案例分析

三、振動(dòng)測(cè)量在機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

1. 測(cè)量方法的進(jìn)步

一臺(tái)設(shè)計(jì)得很好的機(jī)器，它的固有振級(jí)也很低。但當(dāng)機(jī)器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形時(shí)，機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能開(kāi)始出現(xiàn)各種細(xì)微的變化：軸變得不對(duì)中，部件開(kāi)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(dòng)能量的增加上反映出來(lái)。因此，振動(dòng)加劇常常是機(jī)器要出毛病的一種標(biāo)志，而振動(dòng)是可以從機(jī)器的外表面測(cè)到的。

過(guò)去，設(shè)備工程師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)靠手摸、耳聽(tīng)來(lái)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(dòng)出現(xiàn)在高頻段，因此，只有用儀器才能檢測(cè)出來(lái)。做法是：在機(jī)器運(yùn)行良好的狀況下，具有一個(gè)典型的振級(jí)和頻譜特征。而當(dāng)機(jī)器的故障在發(fā)展的時(shí)候，機(jī)器的動(dòng)態(tài)過(guò)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(dòng)能級(jí)和頻譜的圖形。通過(guò)這樣的振動(dòng)的測(cè)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(dòng)測(cè)量用于機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(jí)計(jì)算機(jī)的分析儀器。許多成功的例子開(kāi)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(dòng)表和分析儀。當(dāng)取得經(jīng)驗(yàn)并計(jì)劃擴(kuò)充時(shí)，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(kāi)始就購(gòu)買(mǎi)高質(zhì)量的儀器。如果許多新方案由振動(dòng)測(cè)量方面經(jīng)驗(yàn)有限的工程師來(lái)承擔(dān)，加上測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確而且前后矛盾就會(huì)大大限制視情維修的可信度。

上海星晟檢測(cè)儀器有限公司就是遵循這一思路開(kāi)發(fā)出一系列便攜式測(cè)量?jī)x器。像：VIB-5、VIB-10、VIB-15、VIB-20、BT2000、BA2010等產(chǎn)品。

2. 測(cè)量?jī)x器及測(cè)量系統(tǒng)

對(duì)振動(dòng)進(jìn)行周期監(jiān)測(cè)的儀器系統(tǒng)按其復(fù)雜程度可分成三檔：

（1） 簡(jiǎn)單系統(tǒng)

最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)是用一種直讀式的袖珍振動(dòng)表在一定的頻率范圍內(nèi)去測(cè)量振動(dòng)級(jí)別。把測(cè)量結(jié)果與通用標(biāo)準(zhǔn)或每臺(tái)機(jī)器的專(zhuān)用參考值相比較。2012年二級(jí)注冊(cè)計(jì)量師考試

對(duì)那些用振動(dòng)測(cè)量進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)以取得經(jīng)驗(yàn)的人員來(lái)說(shuō)，一個(gè)高質(zhì)量的手持振動(dòng)計(jì)是需要的。這種振動(dòng)計(jì)在10~1000HZ或10~10000HZ的頻率范圍內(nèi)能讀出單一的振動(dòng)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(dòng)嚴(yán)重性評(píng)定值相比較，從而知道需要維修的程度。雖然寬頻帶振動(dòng)計(jì)在早期故障檢測(cè)、診斷及損壞預(yù)測(cè)方面的作用是有限的，但也是必須的。

（2） 振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)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(kāi)始而且只有幾十個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)（不是幾百和幾千個(gè)測(cè)量點(diǎn)），電池供電的振動(dòng)分析儀和振動(dòng)能級(jí)記錄儀是優(yōu)越的。這種配套裝置能對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)依次畫(huà)出其窄帶頻譜圖。每次測(cè)量和分析約需要幾分鐘，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)用手工登記在記錄卡上。

把每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的參考頻譜記錄下來(lái)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(duì)照立即可以找到差別所在。如果某一頻率的振級(jí)增加就畫(huà)出其振級(jí)——時(shí)間曲線(xiàn)，從而可預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。

有些用戶(hù)平時(shí)只進(jìn)行有規(guī)律的簡(jiǎn)單寬帶監(jiān)視，當(dāng)振級(jí)有明顯變化時(shí)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(shì)發(fā)展的規(guī)律分析。

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

當(dāng)有大量的機(jī)器測(cè)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)時(shí)，采用更完善的系統(tǒng)是合理的。操作人員可用加速度計(jì)與數(shù)據(jù)采集器（或數(shù)據(jù)記錄儀）把每一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)直接記錄下來(lái)?；卦O(shè)備科后，再送到計(jì)算機(jī)里，用軟件進(jìn)行分析，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：速度快、擴(kuò)大了儀器功能，改善了檢測(cè)能力并降低了測(cè)量成本。

（3） 永久性的機(jī)器振動(dòng)監(jiān)測(cè)

上面提到的機(jī)器振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是基于周期性的測(cè)量與校對(duì)。而永久性監(jiān)測(cè)首先應(yīng)用于那些對(duì)生產(chǎn)過(guò)程起重要作用的單臺(tái)設(shè)備，當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)突然變化時(shí)，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(lái)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(cè)系統(tǒng)的首要條件是要有高可靠性、長(zhǎng)期的穩(wěn)定性及抗惡劣環(huán)境及抗誤報(bào)警的能力，堅(jiān)固的機(jī)器設(shè)計(jì)、能在潮濕與有灰塵的條件下工作再加上例行環(huán)境試驗(yàn)才能滿(mǎn)足上述的嚴(yán)格要求。加速度計(jì)、電纜、接線(xiàn)盒等特別堅(jiān)固的前線(xiàn)設(shè)備也需能在高溫下工作。這種系統(tǒng)還包括一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，以便在事故報(bào)警時(shí)，操作人員立即核對(duì)哪些儀器的功能是正常的。

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