計劃外的停機(jī)時間，或花在對意外發(fā)生故障的機(jī)器進(jìn)行維護(hù)上花費的時間，可能會在時間、流程損失和人力資源方面給公司造成巨大的損失。振動監(jiān)測系統(tǒng)是一種通過測量振動水平來查找機(jī)器健康狀況中的不規(guī)則性和其他異常情況的工具。它有助于保護(hù)設(shè)施、流程和人員。該系統(tǒng)可以識別從不平衡、未對準(zhǔn)到零件松動的任何情況，并有助于防止機(jī)器停機(jī)。振動監(jiān)測系統(tǒng)，即使是單通道振動監(jiān)測系統(tǒng)，也是預(yù)測潛在機(jī)器問題和提供機(jī)器故障早期預(yù)警的zui有效方法之一。對于許多行業(yè)來說，安全和保持流程運行至關(guān)重要。

振動監(jiān)測系統(tǒng)如何工作？

振動監(jiān)測系統(tǒng)使用一種稱為振動趨勢分析的方法來工作。振動趨勢分析是一個監(jiān)測機(jī)器振動特征異常的過程。當(dāng)振動幅度在穩(wěn)態(tài)條件下顯著上升或下降時，通常表示機(jī)器內(nèi)部發(fā)生了某些變化。總振幅是機(jī)器故障的主要指示，非常適合將 4-20 mA 輸出到控制系統(tǒng)（PLC、SCADA、RTU 等）。整體振幅包括機(jī)器部件產(chǎn)生的各種單獨頻率和振幅、其旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動和/或過程問題。一些監(jiān)控系統(tǒng)記錄振動波形并通過揭示記錄的振動中的異常來識別潛在的機(jī)器問題。

振動的特征

振動的主要特征是振幅、頻率、相位、形式，當(dāng)使用接近傳感器時，位置。振幅是指相關(guān)振動的嚴(yán)重程度。頻率有助于查明振動源。與機(jī)器速度變化無關(guān)的振動頻率變化也可能表明存在問題。注意頻率可以快速識別特定問題。相位有助于確定振動發(fā)生的時間和地點。在研究給定振動的波形時，變化的振幅和頻率可以揭示有關(guān)相關(guān)機(jī)器的大量信息。從機(jī)器開始運行到零件可能出現(xiàn)問題或問題的特定時刻，振動監(jiān)測系統(tǒng)測量的振幅可以顯示運動的差異。使用接近傳感器，轉(zhuǎn)子在軸承間隙中的位置，或轉(zhuǎn)子的軸向運動，可能會被觀察到并且在評估機(jī)器狀況時很重要。在大多數(shù)情況下，振動監(jiān)測系統(tǒng)使用總振幅與振動限值或警報值進(jìn)行比較。

如何測量振動？

雖然振動是使用頻率和振幅記錄的，但它是根據(jù)加速度、速度和位移來測量的。這些特性可以通過傳感器和振動分析設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。該設(shè)備在其測量的元素以及測量方式方面可能會有所不同。

例如，帶有滾動軸承 (REB) 的機(jī)器通常使用地震振動傳感器（速度傳感器或加速度計）進(jìn)行監(jiān)控。運行頻率低于 60 Hz 的 REB 機(jī)器通常使用速度傳感器。帶有油膜軸承（軸頸軸承或套筒軸承）的機(jī)器通常使用接近探頭傳感器進(jìn)行監(jiān)控。 

加速度計通常使用壓電晶體（PZT 傳感器），當(dāng)發(fā)現(xiàn)加速度、壓力或力的任何變化時，它會產(chǎn)生電荷。加速度計也可以設(shè)計為采用 MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)來測量加速度。速度傳感器可以采用放大的加速度計輸出（壓電或 MEMS），對信號進(jìn)行積分，然后輸出速度信號。在高溫應(yīng)用中，動圈式速度傳感器通常用于使用速度測量振動。接近探頭用于測量轉(zhuǎn)子表面和軸承之間的相對運動，通常帶有油膜軸承。接近探頭可以測量振動、軸向位置和轉(zhuǎn)子速度。來自傳感器的振動信號可以被數(shù)字化并記錄下來用于趨勢分析。

流行的振動監(jiān)測方法

1. 走動/周期性振動收集

這種類型的監(jiān)測通常使用加速度計定期記錄機(jī)器每個徑向軸承和軸向軸承的振動水平，通常是每月或每季度一次。它不使用瞬態(tài)數(shù)據(jù)（啟動和關(guān)閉數(shù)據(jù)），最好配備振動開關(guān)（電氣或機(jī)械），這有助于防止每次周期性數(shù)據(jù)運行之間的機(jī)器故障。

2. Walk Around Vibration Data Collection（帶波形或瞬態(tài)數(shù)據(jù)）

這通常在巡視數(shù)據(jù)收集過程中發(fā)現(xiàn)問題后執(zhí)行，或者在振動開關(guān)關(guān)閉機(jī)器時執(zhí)行。

3.連續(xù)振動監(jiān)測（無波形或瞬態(tài)數(shù)據(jù)）

這些監(jiān)控系統(tǒng)通常配備警報和停機(jī)功能，以幫助防止機(jī)器故障。這種類型的監(jiān)測使用提供 4 至 20 毫安 (mA) 信號的變送器直接連接到控制系統(tǒng)以監(jiān)測振動數(shù)據(jù)。

4.連續(xù)振動監(jiān)測（具有過程數(shù)據(jù)相關(guān)性，無波形或瞬態(tài)數(shù)據(jù)）

這種監(jiān)控概念結(jié)合了警報和停機(jī)功能，有助于防止機(jī)器故障和識別異常趨勢。數(shù)據(jù)使用直接連接到控制系統(tǒng)的 4 到 20 mA 變送器發(fā)送，該控制系統(tǒng)已連接到“工廠信息網(wǎng)絡(luò)"以與過程信息（負(fù)載、流量、液位、壓力、溫度等）相關(guān)聯(lián)。振動數(shù)據(jù)與過程數(shù)據(jù)一起提供了對機(jī)器實際運行情況的更高程度的了解。

5.連續(xù)振動監(jiān)測（與過程數(shù)據(jù)相關(guān)）

具有報警和停機(jī)功能的單通道或多通道監(jiān)控設(shè)備，有助于防止機(jī)器故障并輕松識別振動趨勢。當(dāng)您擁有正確的傳感器套件時，這種類型的監(jiān)控還允許您在機(jī)器上執(zhí)行診斷。振動、速度、推力位置和沖擊數(shù)據(jù)通常包含在數(shù)據(jù)套件中。

6. 連續(xù)振動監(jiān)測（具有過程數(shù)據(jù)相關(guān)性以及波形和瞬態(tài)數(shù)據(jù)）

這種類型的監(jiān)控具有與上述相同的功能，允許您在正常處理條件下識別異常趨勢并防止機(jī)器故障。您還可以按需運行機(jī)器診斷并使用與工廠過程數(shù)據(jù)集成的傳感器。這是機(jī)械振動監(jiān)測的最高形式。

振動監(jiān)測系統(tǒng)的常見應(yīng)用

振動監(jiān)測系統(tǒng)可用于各種不同的應(yīng)用。以下是一些最常見的工業(yè)用途：

需要注意的是，旋轉(zhuǎn)或往復(fù)式機(jī)器上使用的振動傳感器數(shù)量取決于設(shè)備的關(guān)鍵程度。關(guān)鍵設(shè)備，如果僅停機(jī)一天可能會花費超過 100,000 美元，則應(yīng)在每個徑向軸承、推力傳感器和至少一個相位觸發(fā)器上安裝 XY 振動傳感器。如果機(jī)器不那么重要，每天的影響小于 10,000 美元，也許在離聯(lián)軸器最近的負(fù)載側(cè)軸承上安裝一個振動傳感器就足夠了。在這兩個jiduan之間，必須判斷監(jiān)控機(jī)器的最佳方式，以便工廠可以獲得投資回報 (ROI)，這可能是一個或兩個具有開關(guān)功能（警報/關(guān)閉）的傳感器。

1.旋轉(zhuǎn)機(jī)械

電機(jī)、風(fēng)扇、渦輪機(jī)和變速箱等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和機(jī)械是振動監(jiān)測系統(tǒng)最常見的地方。由于多個不同的部件同時旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生振動模式，因此振動監(jiān)測對于確保所有組件正常工作至關(guān)重要。對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，一個問題可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞和災(zāi)難性故障。振動監(jiān)測可以幫助識別旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的錯位、不平衡、摩擦、軸承故障甚至共振問題。

2. 軸承和齒輪

在機(jī)器的軸承和齒輪中，各種振動以不同的頻率發(fā)生，這就是振動監(jiān)測系統(tǒng)如此普遍的原因。使用齒輪，當(dāng)設(shè)備執(zhí)行其所需任務(wù)時會產(chǎn)生多種不同的振動模式。這些變化的振動太難以由人類單獨監(jiān)測，并且采用監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警對于機(jī)器的持續(xù)功能至關(guān)重要。

3. 往復(fù)式壓縮機(jī)、發(fā)動機(jī)和泵

往復(fù)式壓縮機(jī)、發(fā)動機(jī)和正排量泵等設(shè)備內(nèi)部都有多個主動振動的部件。往復(fù)式機(jī)械的特殊之處在于其零件以旋轉(zhuǎn)和直線兩種方式運動。監(jiān)測這些不同部件的振動有助于在潛在故障對機(jī)器造成損壞之前識別它們。

4.橋梁

在確保橋梁結(jié)構(gòu)完好方面，振動監(jiān)測至關(guān)重要。振動趨勢可以幫助為未損壞和健康的橋梁的行為制定基線，然后檢測它何時可能遇到結(jié)構(gòu)問題。如果橋梁開始出現(xiàn)異常振動行為，維護(hù)人員可以執(zhí)行必要的檢查以確定問題的根源。

5.管道

對于可能容易出現(xiàn)振動引起的問題的管道，振動監(jiān)測系統(tǒng)是bi不可少的。監(jiān)控系統(tǒng)不僅有助于在問題開始出現(xiàn)時發(fā)出警報，還有助于找到問題區(qū)域的根源。通過這種方式，可以監(jiān)控管道上的高風(fēng)險區(qū)域以發(fā)現(xiàn)潛在問題。

安裝振動監(jiān)測系統(tǒng)

采取措施確保機(jī)器和設(shè)備正常工作并能夠盡可能長時間地使用對任何企業(yè)來說都是bi不可少的。使用振動監(jiān)測系統(tǒng)來測量任何異常情況并提醒您潛在問題，您將能夠幫助您的機(jī)器更有效地運行更長時間而不會造成重大損壞。