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二級注冊計量師考試專業(yè)實務案例分析

振動測量與設備故障診斷

一、 概述

機械故障診斷學是一門近二十年內(nèi)發(fā)展起來的新學科，是現(xiàn)代化設備維修技術(shù)的重要組成部分，并且正在日益成為設備維修管理工作現(xiàn)代化的一個重要標志。此項技術(shù)的應用主要是對確保機械設備的安全，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約維修費用以及防止環(huán)境污染起著很重要的作用。

在機械故障設備的的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)中有多種方法可使用。例如振動監(jiān)測技術(shù)、油液分析技術(shù)、紅外測溫技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)、無損檢測技術(shù)等。其中振動監(jiān)測技術(shù)是普遍采用的基本方法，因為振動的理論和測量方法都比較成熟，且簡單易行。另外，據(jù)統(tǒng)計，機械故障90%可以從振動測量中檢測出來。振動測量和信號分析一直是作為預知維修的主要手段，各行業(yè)設備部門要開展這項工作一般都是從這二方面起家的。

振動監(jiān)測技術(shù)就是“對設備的振動信號進行檢測、分析處理，故障識別和預報的一種技術(shù)”。

二、簡易診斷與精密診斷

設備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是指對設備（部件、零件）的某些特征參數(shù)進行測試，并根據(jù)所得測定值與規(guī)定的正常值來作比較以判斷設備的工作狀態(tài)是否正?；虍惓＃ù嬖诠收希卜Q為簡易診斷。

設備故障診斷技術(shù)則不僅要對機器設備的狀態(tài)是否正常作出判斷，更重要的是對機器故障的原因、部位及嚴重程度作出估計。故稱為精密診斷。2012年注冊計量師考試

目前比較普及的還是簡易診斷（狀態(tài)監(jiān)測），而精密診斷真正用于生產(chǎn)還是少數(shù)，而且主要用于高精尖設備上。這一狀況歐美和日本都一樣，具有普遍性。這表明簡易診斷比較成熟，簡便易行，而精密診斷還屬于一種開發(fā)性技術(shù)，尚不夠成熟。另外精密診斷的費用也比較高，需要精密的儀器，要由經(jīng)過專門訓練的工程師來進行，所以只在重要的設備上進行。這一點對我國開發(fā)推廣診斷技術(shù)時值得注意。當前應該把重點放在普及簡易診斷或狀態(tài)監(jiān)測上。同時積極開發(fā)精密診斷技術(shù)，使它盡快達到使用水平。據(jù)有關資料統(tǒng)計，利用簡易診斷儀器可以解決設備運行中50%的故障。由此可見，簡易診斷在設備管理與維修中的重要作用。

以日本新日鐵公司為例，看設備診斷技術(shù)在設備管理與維修中的應用：（圖1）

新日鐵認為：在大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，為確保全系統(tǒng)設備的正常運行，有兩項技術(shù)必須實行。一是有效地監(jiān)視機器狀況，即“設備監(jiān)測技術(shù)”。二是精確的診斷方法。即：“精密診斷技術(shù)”。

1.“設備監(jiān)測技術(shù)”。這類技術(shù)應滿足如下要求

● 能迅速地對各種類型的機械進行測量

● 能進行現(xiàn)場結(jié)論

● 經(jīng)濟，使用方便

目前，新日鐵在這方面已開發(fā)出了一系列的硬件，專門用于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的各類設備，新日鐵把用于設備監(jiān)測技術(shù)的硬件分為三類：

（1） 第一類是供日常檢查人員隨身攜帶使用的，能定量顯示結(jié)果的各種小型儀器。譬如：機器檢測器，油膜檢測器，小型測振儀、馬達檢測器，聲發(fā)射裂紋檢測器等。

（2） 第二類是監(jiān)視儀表，通常是安裝在現(xiàn)場的，可進行自動數(shù)據(jù)采樣，自動數(shù)據(jù)記錄與作為傾向管理的圖譜相對照，異常情況判別圖譜顯示等等，譬如：旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)視儀，壓縮機監(jiān)測儀，熱軋機監(jiān)視儀等。

（3） 第三類是數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，這需要第一類儀器測量得到的數(shù)據(jù)作為輸入才能進行工作。可自動處理大量測量數(shù)據(jù)，并記錄，儲存與控制圖譜相對照，發(fā)出控制信號等

2.“精密診斷技術(shù)”

當通過使用設備監(jiān)測技術(shù)進行測量，與作為傾向管理的圖譜或數(shù)值相比較之后，當指出已存在故障或者是預測可能發(fā)生故障時，有必要進行精密診斷，通過精密診斷，不僅要確定故障是否的確存在，并且，當存在故障時，還需診斷出它的位置，原因及程度，新日鐵認為：這類技術(shù)必須由專門的、稱為精密診斷檢查的技術(shù)人員來進行，在這方面，新日鐵近幾年來也開發(fā)出了二類儀器：

（1） 一類是專門用的儀器，主要是用于旋轉(zhuǎn)機械的，這類儀器通常必須配合各種軟件技術(shù)（譬如：參照診斷手冊，振動嚴重性判據(jù)等）進行使用，同時，結(jié)合設備狀況進行分析、判斷，譬如：旋轉(zhuǎn)機械自動診斷系統(tǒng)，自動平衡儀，聲發(fā)射裂紋分析儀等。

（2） 另一類是通用儀器，用于狀態(tài)診斷的測量及分析的儀器。譬如：信號記錄儀，信號分析儀，傳遞函數(shù)分析儀等。

由“設備監(jiān)測技術(shù)”和“精密診斷技術(shù)”這大類技術(shù)就構(gòu)成了新日鐵的“設備狀態(tài)診斷系統(tǒng)”如圖2所示。

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