振动监测与现代造纸机械故障诊断技术的发展分析

宗慧

摘要：振动监测技术的发展与造纸机械故障诊断技术相融合，通过实时监测掌握机械运行状态，及时发现机械故障并且加以解决。以振动监测为核心展开研究，结合发展介绍了解振动监测技术，总结出振动监测与现代造纸机械故障诊断技术的发展措施。

关键词：振动监测;机械故障;运动性能;数字化诊断

振动监测与现代造纸机械故障诊断技术发展，是造纸工业发展与在线监测技术升级的重要产物。造纸机械运行期间，需要制定有效的在线振动监测计划。造纸机械运行期间受到各种因素的影响出现运行故障。面对这种情况振动监测系统及时对故障信号进行诊断，确定故障源头。在线监测机械运行状态，确保机械无异常状态正常运行。通过振动监测，帮助造纸机械实现了实施监测，减少造纸机械检修成本，保证现代造纸机械运行效率与现代造纸业的经济效益。

一、振动监测发展介绍

振动监测的兴起在20世纪50年代初期，最初测量手段简单，经过不断的发展研究，振动监测技术愈发成熟。由简单的振幅监测转变为动态监测，将监测数据信息等绘制成图像，方便检修人员观察。科学技术迅速兴起，振动监测技术是当前工业机械发展与维修中的重要监测手段，提高机械设备运行安全性与可靠性，节省维修步骤，准确查询故障信息。文章从振动监测的兴起，监测装置的开发以及监测系统的应用、传感器技术的应用、诊断方法四个阶段对振动监测进行详细研究[1]。

第一阶段：

振动容限观点的提出是在20世纪30年代，结合机械状态利用振动测量方式对运行情况进行判断。这为后期振动标准的制定提供了理论依据。科学技术不断发展背景下，振动测量技术发展得到提高，机械测量模式转变为电子测量。电子测量不管在测量准确性，还是测量速度方面都明显优于机械测量。电子测量为振动监测增加了加速度传感器、位移监测器等。

第二阶段：

监测装置的研发加大力度，20世纪80年代振动监测已经做到了自动监测诊断，针对机械后续问题诊断等方面取得明显突破。从传统监测装置升级为便携式监测装置，尤其是数据采集器的登场，搭配微处理器，准确分析机械故障位置，将机械故障的问题通过波形显示器呈现出来[2]。计算机技术的应用，监测装置逐渐智能化，增加更多实时监测系统，振动监测数据处理更准确。

第三阶段：

传感器技术的应用，针对机械故障进行具体诊断，将传感器技术与监测诊断技术相融合，创建模型诊断模式，利用监测数据的驱动完成机械故障诊断。工业生产发展逐渐现代化，在这样的发展驱动下，传感器技术监测诊断机械状态研究持续深入，借助机械制造与科学技术的发展，振动监测系统融入更多高精尖监测技术，针对机械故障监测创建数学模型，在线监测机械设备运行数据[3]。传感器技术的应用，计算机监测平台为载体，明确机械运行监测故障，根据数学模型的分析，获取准确故障信息，加快故障诊断速度与效率。利用振动监测与传感器的结合，优化系统布置。

第四阶段：

振动监测发展中应用数字化诊断方法，增设铁谱碎片监测技术，将其与振动分析技术进行在整合，逐渐完善振动监测系统，更具整体性[4]。但是在实际应用中监测中效果一般。经过更系统的研究，对振动监测中的信号处理技术进行优化，尤其是机械设备日常运行中的监测方面。通过振动信号分析处理能力的提高，信号特征分析更准确，这样一来对及机械设备的分析准确性提高，逐渐应用到工业制造中。现代造纸机械故障诊断技术与振动监测技术的有效配合，为现代造纸业发展奠定扎实的监测基础。

二、振动监测与现代造纸机械故障诊断技术应用分析

振动监测技术与现代造纸机械故障诊断技术在实际应用中主要集中在造纸机运行状态以及运行数据分析、故障诊断等监测方面，以此掌握造纸机运行期间的状态，结合监测数据做出准确诊断。

（一）运动性能监测

运动性能监测系统简称为PMRM，根据造纸机械运行中，参数变化以及转动速度等进行监测，准确测量机械设备运行中的压力脉冲情况，结合振动与转速，完成整体的监测。运动性能监测中，设定具体监测点，通过计算机系统及时进行测量信号计算，计算方法为STA平均法，根据计算结果分析机械运行状态，计算结果及时上传到数据库中，便于后期监测设备运行予以参考[5]。计算机系统绘制数据变化趋势图，将变化幅度清晰呈现出来，以此分析时域信号变化情况，并且获频谱数值。振动监测的目标主要为造纸机械设备，其中还包括造纸机械的运行质量，纸张质量以及压力波动情况。根据监测参数变化情况，确定监视设备比例，监测人员根据造纸机械的运行性能参数，了解机械当前状态。振动监测位置主要包括筛后压力、管束压力、毛毯脉冲、上将泵压力、刮刀加载压力、泵脉冲压力等。通过运动状态监测，清晰呈现出造纸机械运行中的设备状态，一旦发现运行异常，自动控制系统控停机械，工作人员安排机械维修。这个监测状态属于动态变化，需要传感器时刻进行监测信息上传，分析系统就数据信息展开分析。

（二）轴承监测

轴承监测系统的运行，监测对象为造纸机械的轴承。因为造纸机械长时间运转，轴承承受巨大压力，所以通过轴承监测，及时发现轴承缺陷。造纸机械在振动监测情况下，机械故障系统掌握轴承数据变化，轴承监测将轴承数据信息上传到数据库，以此为后期造纸机的运行提供机械参数[6]。结合机械参数对造纸机进行监测，从外圈、轴承以及滚子等分析轴承状态，系统分析故障频率，一旦发现轴承问题及时发出报警信号。

振动监测与造纸机械故障诊断技术还包括辊子监测，安装传感器，传感器属于触发传感器类型，辊子运行中，通过振动触发传感器，获得运行数据，测量造纸机振动幅度。从辊子两端出发进行振动触发分析，绘制极坐标图，从而计算出相位差。结合辊子特性，通过振动监测计算低频、中频运行值。结合辊子运行情况与相位差，准确分析平衡性，获取轴承盖情况，了解轴承盖是否存在松动现象，与此同时相位差的计算还为偏心率以及轴承其他参数的获取提供了机会。通过振动监测与造纸机同步监测与诊断，获取时域信号与频谱，利用极坐标形态展现出来。结合轴承监测与振动监测基本数值与运行分析，判断机械运行期间的状态，通过振动传感器将其展示出来。

三、振动监测与造纸机械故障诊断技术发展

（一）振动监测与生产控制系统运行

振动监测与造纸机械故障诊断技术未来发展中，调整在线监测状态，针对轴承位置以及机械运行监测，增加油膜轴承维护设备，通过实时维护，保证轴承的正常运行。一旦造纸机出现故障，第一时间进行干预，否则设备会一直处于非正常运行模式，对造纸质量造成极大的影响，甚至系统运行被迫终止。振动监测针对这方面还需要加大研究力度，提高故障诊断的准确性，扩大故障诊断范围。

（二）通用机械振动监测成本

对于造纸机械故障诊断中，通用机械数量较多，种类多元化。在这种情况下，结合其安置位置比较分散，应用环境特殊的特点，需要更好的制定振动监测成本。当前通用机械振動监测成本非常高，尤其是故障诊断装置方面。面对这种情况技术人员需要加大研究力度，在振动监测系统中增加智能仪器，做到大范围集中监测，从而节省更多监测成本。

（三）远程故障诊断技术的发展

计算机网络系统在振动监测中的应用，为振动监测实现远程监测提供了条件。结合当前机械故障诊断技术为载体，渗透计算机网络技术，设立专门的机械设备监测点，通过传感器以及网络传播方式将监测的情况上传到机械故障研究平台，实现造纸机械故障的远程监控指导。

结束语：

综上所述，振动监测与造纸机械故障诊断技术是现代造纸业发展的保障，是维护设备正常运行以及有效控制设备故障的安全防护措施。了解振动监测运行以及故障诊断原理，为振动监测与造纸机械故障诊断技术未来发展提供参考。

参考文献：

[1]屈云海，张辉.振动监测与现代造纸机械故障诊断技术的发展[J].中国造纸学报，2013（01）：56-64.