振动诊断技术在转机维修中的应用

唐彦东，魏 权，倪振业

（中铝包头铝业热电厂，内蒙古 包头 014000）

对于传统的企业设备维修工作而言，被动维修的方式是起初大部分企业经常使用的，而所谓的被动维修的方式指的是就是事后维修。如果设备出现了问题，那么企业的维修人员应该按照设备出现故障的具体位置展开有效的维修处理，但实际的维修状况并不乐观。近几年来，我国科学技术飞速发展，促进了企业设备维修方式的转变，尤其在进行设备维修的过程中，很多的企业摒弃了之前的被动维修的方式，探索了新的维修途径。即定点维修方式。定点维修方式能够使得企业设备维修的成本大大降低，减少了不必要的经济损失，与企业的发展目标相一致。对于企业的设备维护工作人员来说，其必须要定点的对每一台设备展开有效的监督检查，并且根据自身丰富的专业经验去判断设备在使用中可能存在的问题，然后根据相关设备问题出现的位置来制定出优质有效的维修计划。维修人员在对设备进行维修的过程中，必须严格按照巡检人员制定的维修计划展开实际的操作，切不可为了便捷而忽略部分步骤。例如，当巡检人员在巡检的时候，若没有找到设备存在的缺陷，那么他们就能够按照自身丰富的维修经去分析设备的损件周期，进而对可能存在的问题进行预测，如果发现潜在问题，那么就应该安排相关的维修人员对设备进行及时更换，如果是被问题严重，可直接考虑拆检。通过对设备进行检查和维修，掌握不同设备的基本构造，进而可以对设备缺陷与失效数据展开科学的分析，最终及时的对设备故障展开处理，确保设备的正常运转。

经过对数据的深入分析，我们发现，一半以上的设备故障主要是由于机械部件中的轴承引起的，轴承的运行状态对整台设备的功能起着决定性作用，需要格外的重视。就平常的轴承维修工作而言，在进行轴承维修的时候，维修人员常用的检测方法主要有四种，而应用最普遍的检测方法就两种，分别是振动分析和噪声分析。这两种方法可以精准的判断出轴承故障的原因，从而使得设备故障的处理效率大大提高。一般来说，每一个轴承在具体的使用中都一定会发生振动现象，因此，我们不可以错误的认为轴承出现振动现象就是轴承发生了故障。当轴承出现振动的时候，相关工作人员可以参考轴承的实际振动状态，来对轴承的正常与否做出正确的判断。不久之前有研究报道说，根据振动的方式来对轴承存在的故障展开分析，其正确率大约在33%左右，使得航空发动机故障维修的费用大大减少，与此同时，根据振动的方式来对轴承存在的故障展开分析还可以给维修过程提供精准的数据信息。对多数机械设备来说，滚动轴承的存在是至关重要的，因此加大对滚动轴承的检测与诊断力度是非常关键的，其能够使得整个的企业单位经济利益得到大幅度提升。总而言之，振动检测的方式可以对多种故障类型展开研究与分析，从而使得加大设备故障信息的精确度，为后续维修人员维修工作的开展打下基础。

1 振动诊断技术

对于制造设备而言，借助预测性诊断技术能够及时的发现制造设备在正常运行过程中出现的异常问题。预测性诊断技术可以实现对设备在未来的运行走向的预测控制，使用预测性诊断技术通常可以实现两种目标，一种是能够对设备的运行展开及时有效的监管，另一种是能够对在运行过程中发生异常状况或者发生故障的设备展开及时有效的分析与诊断。因为当滚动轴承发生故障的时候，其故障信号带有强烈的冲击振动，此时信号的频率特别高，降低的速度尤为迅速，所以在使用振动信号进行监测诊断的过程中，需要根据振动的实际特点，使用相关的措施与方法，最后明确故障原因，因而使得振动诊断技术的判断更加的精准。此外，振动信号还可以完成设备运行数据统计，将各项信息进行实时传送，此时相关的设备操作人员能够通过简单的技术来获取振动信号，根据相关振动信号展开有效的诊断与监测。

2 振动诊断系统的开发

2.1 智能无线振动传感器

随着科学技术的迅速发展，技术人员可以用智能无线振动传感器去检测设备故障。在使用智能无线振动传感器进行故障监测的时候，采用超高频射频识别技术协助工作。智能无线振动传感器的应用，使得那些难以到达的位置也可进行监测，拓展了设备的检测范围。另外，智能无线振动传感器实现了多设备监测，提高了检测效率。值得注意的是，智能无线传感器还可以对数据中心的预测性维修工作有所帮助，即智能无线的传感器可以对设备内部的震动频率展开随时的监控，由于智能无源无线的传感器外形比较精小，因此可以应用于任何一台工业生产的设备，并且可以对相关设备的振动展开有效的监控。

2.2 智能工业设备远程监控系统

当企业在展开业务管理信息化建设的时候，设备远程监控系统起到了至关重要的作用。智能工业设备远程监控系统可以同时对很多部门展开全面的设备远程监控，从而为更高层的企业管理提供了很大的帮助。但是，智能工业设备远程监控系统的实施并非是任意的，往往需要利用多种类型的软硬件来完成数据的收集与存储工作。众所周知，智能工业设备远程监控系表现出了巨大的优势，既可以实现对设备的分析诊断与管理，又可以对现场设备的故障展开随时报警，这对于产品故障的查看工作是非常有利的的。

3 振动故障诊断技术在转机维修工作中的应用

任何一种诱发不正常振动的故障来源都会带来一定频率的振动，这种频率可以是单一的，也可以是一组。按照振动的频率构成，能够迅速的排除一些不可能发生的故障，从而把注意力集中在引发故障较大的原因上面。

3.1 转子质量不平衡引起振动

如果转子的质量不平衡，那么就会引起相应的振动，那么是什么原因导致的转子质量不平衡呢？究其原因，不外乎以下几点：①叶轮受到不均匀的磨损或者受到了一定的腐蚀；②叶片的表面带有不均匀的灰尘或者附着着不均匀的物体；③叶轮上面的零件出现松动或者连接件不牢固等等。转子质量不平衡引起振动通常具有以下特点：①振动的幅度随着转数的增多而变大；②振动的频率与转速的频率一样大；③振动具有超强稳定性，而且不易受到负荷变化的影响。

3.2 转子不对中引起振动

如果联轴器的安装不准确，风机与电机轴不对正，在进行对正的过程中，没有把运行过程中轴向位移的补偿量进行充分的考虑等等，都会使得转机与电机出现振动现象。转子不对中引起振动通常具有以下特点：振动具有不确定性，会受到负荷变化的严重影响，空转的时候比较轻，装满的时候比较的大。

3.3 转子系统的机械松动引起振动

如果地脚的螺栓出现了松动，就会造成垫片的松动，也就使得基座之间的连接不坚固，此时转子系统的机械松动而引起振动。转子系统的机械松动引起振动通常具有以下特点：出现故障的地脚螺栓位置的轴承座的振动幅度是最大的，而且径向分量是最大的。

3.4 转子与固定部件之间的摩擦引起振动

如果转子与固定部件之间发生摩擦，那么就会引起比较宽频带的振动。转子与固定部件之间的摩擦引起振动通常具有以下特点：振动非常的不稳定，而且振动的模式是自发的，与转动的速度是没有关系的，如果摩擦比较严重，那么就会产生反向涡动。

3.5 滚动轴承异常引起的振动

所轴承或轴肩台的加工质量不合理，轴承就会发生弯曲，轴承安装就会出现倾斜，从而使得轴承内圈装配后与轴心线不重合，这样就会引起轴承每转一圈就会产生一次交变的轴向力，再加上滚动轴承的固定圆螺母出现松动等等，都会引起局部振动。滚动轴承异常引起的振动通常具有以下特点：振动值通常是轴向最大，振动的频率与旋转的频率是一样快的。如果滚动轴承的制造质量非常的不好，表面的润滑工作不到位，有外界物体进入滚动轴承，滚动轴承与轴承箱之间的间隙与标准要求不吻合等等，就会导致滚动轴承发生磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂等而出现损坏。这时候滚珠就会发生撞击从而发生高频冲击振动，随后振动会传给轴承座，如果把加速度传感器放在轴承座上，那么就可以对高频冲击振动信号进行有效的检测。滚动轴承异常引起的振动稳定性是比较差的，不会受到负荷的影响，而且振动的振幅会在三个方向出现最大。通过对频谱的有效分析，就可以实现对轴承损坏的准确位置和损坏程度的精准判断。

3.6 风机风道系统振动

3.6.1 风箱涡流脉动造成的振动

如果风箱入口的结构得不到科学的设计，那么就会使得进入风箱内的气流带来剧烈的旋涡，并且会在风箱内进行加速与不断的扩大，这样就会出现较大的脉动压力波。风箱涡流脉动造成的振动通常具有以下特点：压力波一般是没有规律可寻的，振动的幅度也会随着流量增加而不断地增大。

3.6.2 风道局部涡流引起的振动

如果风道的某些部件得不到科学合理的设计，那么就会使得气流流态带来不好的影响，往往在风道中出现局部涡流或气流之间的干扰、碰撞而导致气流的压力脉动，这样就会发生噪声和风道的振动。风道局部涡流引起的振动通常具有以下特点：振动是没有规律的，振动的幅度会伴随着负荷的增加而增大。

3.6.3 旋转失速引起振动

如果气流冲角接近临界的时候，气流会离开叶片凸面，从而出现边界层分离的现象，这时就会引起大量区域的涡流，使得风机风压极速下降。通常来说，旋转失速一般发生在轴流式风机中，对于离心式风机的叶轮及叶片扩压器来说，因为其中的流量不断减少，从而导致旋转失速。旋转失速引起振动通常具有以下特征：振动的位置主要在风机的进风箱和出扣风道。

3.6.4 喘振

带有驼峰型性能曲线的风机往往被安置在不稳定的环境中运行，如果此时系统中的容量又特别大的时候，那么风机的流量、压头和功率就会在短暂的时间内出现巨大的周期性的波动，从而引发剧烈的振动和噪声。

3.6.5 开展振动故障诊断技术实际工作中的意义

综上所述，振动诊断技术在转机维修中的应用具有重要的意义。通过对众多的生产实践展开研究发现，传统的定期大修、中修、小修的检修模式是非常不科学的，这种模式不仅造成了大量的人力财力的浪费，而且也使得很多的设备出现过度维修、或者缺乏维修的问题，从而使得设备总体故障率大大提高。对传统的传统的计划检修体制进行不断的改革创新，采用具有诊断性的点检定修制度，这样既可以提高生产的安全性，使得检修的费用大大降低，也可以使得设备利用率对于状态检修来说，准确的掌握设备的正常运行情况是至关重要的。要想使得企业的市场竞争能力得到有效提高，实现用最少得维修费用来获得最大的经济收益的目标，相关单位必须要加大振动诊断技术在转机维修中的应用力度。