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什么是振動監(jiān)測系統(tǒng)？
什么是振動監(jiān)測系統(tǒng)？
計劃外的停機時間，或花在對意外發(fā)生故障的機器進行維護上花費的時間，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。它有助于保護設(shè)施、流程和人員。該系統(tǒng)可以識別從不平衡、未對準到零件松動的任何情況，并有助于防止機器停機。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)測潛在機器問題和提供機器故障早期預(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)測機器振動特征異常的過程。當振動幅度在穩(wěn)態(tài)條件下顯著上升或下降時，通常表示機器內(nèi)部發(fā)生了某些變化。總振幅是機器故障的主要指示，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，當使用接近傳感器時，位置。振幅是指相關(guān)振動的嚴重程度。頻率有助于查明振動源。與機器速度變化無關(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)機器的大量信息。從機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) 的機器通常使用地震振動傳感器（速度傳感器或加速度計）進行監(jiān)控。運行頻率低于 60 Hz 的 REB 機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）的機器通常使用接近探頭傳感器進行監(jiān)控。
加速度計通常使用壓電晶體（PZT 傳感器），當發(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)（電氣或機械），這有助于防止每次周期性數(shù)據(jù)運行之間的機器故障。
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功能，以幫助防止機器故障。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)合了警報和停機功能，有助于防止機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)）
具有報警和停機功能的單通道或多通道監(jiān)控設(shè)備，有助于防止機器故障并輕松識別振動趨勢。當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器故障。您還可以按需運行機器診斷并使用與工廠過程數(shù)據(jù)集成的傳感器。這是機械振動監(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)機械
電機、風扇、渦輪機和變速箱等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和機械是振動監(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)進行預(yù)警對于機器的持續(xù)功能至關(guān)重要。
3. 往復(fù)式壓縮機、發(fā)動機和泵
往復(fù)式壓縮機、發(fā)動機和正排量泵等設(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器更有效地運行更長時間而不會造成重大損壞。