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淺談?lì)A(yù)知性維修與測振儀的使用
2016-03-09
歷史上設(shè)備維修制度經(jīng)歷了“事后維修”、“預(yù)防維修”、“ 計(jì)劃預(yù)防檢修”等多種方式，最具代表性的是失效后修理和制定定期的大、中、小修計(jì)劃。這些方式的共同點(diǎn)在于不是以設(shè)備實(shí)際存在的隱患為依據(jù)的，因而不可避免存在盲目拆卸，維修不足和人力、財(cái)力的浪費(fèi)或機(jī)器停運(yùn)造成經(jīng)濟(jì)損失等缺點(diǎn)，維修缺乏科學(xué)性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高, 設(shè)備(或零部件)的狀態(tài)檢測儀器和手段得到了很大發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，通過檢測儀器對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行診斷，確定設(shè)備存在的早期故障及原因，有針對地制定維修計(jì)劃是行之有效的，它從很大程度上彌補(bǔ)了以上缺點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在機(jī)械行業(yè)中，尤其是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)檢測,使用最多的故障診斷儀器是測振儀。
預(yù)知性維修的必要性
預(yù)知性維修是指根據(jù)對設(shè)備檢測結(jié)果,視設(shè)備的具體狀態(tài), 來確定最合適的修理時(shí)機(jī)及更合理的修理方法?，F(xiàn)在普遍的定義為：依據(jù)設(shè)備的實(shí)際狀況，通過科學(xué)合理的安排檢修工作，以最少的資源消耗保持機(jī)組（設(shè)備）的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行能力。預(yù)知性維修亦稱狀態(tài)維修或視情維修，其依據(jù)是：設(shè)備(或零部件)在不同工況下有著不同的磨損特性。通過設(shè)備診斷手段發(fā)現(xiàn)其磨損規(guī)律，在故障出現(xiàn)之前時(shí)及時(shí)維修。
設(shè)備磨損一般存在著如圖 1 所示的三個(gè)順序階段。第一階段為磨合階段（AB），這是設(shè)備的初期使用階段，這時(shí)設(shè)備零部件接觸面磨損較為激烈，經(jīng)過短期運(yùn)行較快地消除了表面加工原有的粗糙部分，形成最佳表面粗糙度。第二階段為漸進(jìn)磨損階段（BC），此階段即是在一定的工作條件下，以相對恒定的速度磨損。第三階段為加劇磨損階段（CD），設(shè)備磨損到一定程度，磨損加劇，以至影響設(shè)備正常運(yùn)行。按照以上顯示的規(guī)律，設(shè)備維修的最佳選擇點(diǎn)，理應(yīng)是在設(shè)備由漸近磨損轉(zhuǎn)化為加劇磨損之前，即應(yīng)選擇在 C 點(diǎn)附近。
測振儀的工作原理
（一）、產(chǎn)生振動(dòng)的起因
振動(dòng)是機(jī)械設(shè)備損壞的重要原因之一。設(shè)備在運(yùn)行中不可避免會產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)加劇設(shè)備的磨損，造成振動(dòng)的起因又有許多種。常見的有：
1、不平衡。在使用過程中，由于摩擦、積塵、纏繞附著物、（葉輪）汽蝕等引起的轉(zhuǎn)子質(zhì)心改變，出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。
2、不對中和軸彎曲。這引起軸及聯(lián)軸器系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械 70％～75％的振動(dòng)是由此引起的。
3、機(jī)械松動(dòng)。起因很多，常見的有軸承磨損、軸頸磨損、螺母松動(dòng)、螺栓斷裂等。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是個(gè)很復(fù)雜的過程，但是，設(shè)備上各點(diǎn)的振動(dòng)分布是有一定規(guī)律的，如水泵與電機(jī)組中水泵的軸承和水泵出水口處振動(dòng)較大，地腳固定點(diǎn)處振動(dòng)小等。我們可以選擇設(shè)備上的一些固定點(diǎn)，跟蹤測定設(shè)備振動(dòng)情況。
（二）、加速度傳感器與測點(diǎn)的選擇
測振儀的種類很多，且有許多升級產(chǎn)品，如振動(dòng)分析儀、軸承分析儀、頻譜儀等，它們都是通過傳感器工作的，本文以加速度傳感器為例介紹測振儀的工作原理。測振儀工作時(shí)通過加速度傳感器采集測點(diǎn)的振動(dòng)值，分析計(jì)算后得出該點(diǎn)的加速度、速度和位移的峰值，這里筆者以壓電式加速度傳感器為例說明其原理，見圖2。將傳感器磁性基座吸附在被測點(diǎn)表面，振動(dòng)引起質(zhì)量塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓電元件受壓后產(chǎn)生壓電效應(yīng)，電信號通過輸出端傳入主機(jī)。主機(jī)根據(jù)電信號的強(qiáng)弱及頻率特征首先計(jì)算出加速度，再根據(jù)加速度值一次和二次積分分別計(jì)算出速度和位移值。加速度、速度和位移分別從不同角度反應(yīng)振動(dòng)的優(yōu)劣。
測振過程中，測點(diǎn)的選擇直接影響監(jiān)測結(jié)果，測點(diǎn)的選擇原則是：1、要盡量靠近振源；2、要盡量對準(zhǔn)振動(dòng)方向 3、便于多方位測量。例如，對旋轉(zhuǎn)機(jī)械而言，測點(diǎn)應(yīng)盡量靠近軸承。電機(jī)自由端一般有后風(fēng)扇罩，其測點(diǎn)選擇在風(fēng)扇罩固定螺絲有較好監(jiān)測效果，由于軸承振動(dòng)的方向是不確定的，通?？扇≥S向和徑向；如圖 3 所示，三個(gè)方向（軸向、垂直徑向、水平徑向）可確定測點(diǎn)的振動(dòng)情況:A 點(diǎn)測三個(gè)方向，B 點(diǎn)只能測二個(gè)方向，但軸向振動(dòng)的好壞可從 A 點(diǎn)反映出來。
值得注意的是，設(shè)備振動(dòng)具有很大的隨機(jī)性，傳感器安裝的精度也直接影響數(shù)據(jù)的采集。因此，除了每次檢測時(shí)測點(diǎn)要固定外，還必須注意對振動(dòng)信號進(jìn)行反復(fù)采集和分析，綜合進(jìn)行比較。才能得到準(zhǔn)確結(jié)論。
測振儀在預(yù)知性維修中的應(yīng)用
測振儀具有體積小、價(jià)格便宜、方便靈活、操作簡便等特點(diǎn)得到眾多企業(yè)的使用，測振儀是預(yù)知性維修中最直接最常用的一種離線式設(shè)備檢測儀器。同時(shí)測振儀也是判斷設(shè)備是否存在故障最直接的儀器，檢測人員可根據(jù)故障情況制定相應(yīng)等級的維修，從而節(jié)省維修費(fèi)用并將損失限制在最小范圍。
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