淺談預知性維修與測振儀的使用
2016-03-09
歷史上設備維修制度經歷了“事后維修”、“預防維修”、“ 計劃預防檢修”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、小修計劃。這些方式的共同點在于不是以設備實際存在的隱患為依據的，因而不可避免存在盲目拆卸，維修不足和人力、財力的浪費或機器停運造成經濟損失等缺點，維修缺乏科學性。隨著科學技術的不斷提高, 設備(或零部件)的狀態檢測儀器和手段得到了很大發展，人們發現，通過檢測儀器對設備的運行情況進行診斷，確定設備存在的早期故障及原因，有針對地制定維修計劃是行之有效的，它從很大程度上彌補了以上缺點。據統計結果表明，在機械行業中，尤其是旋轉機械的狀態檢測,使用最多的故障診斷儀器是測振儀。
預知性維修的必要性
預知性維修是指根據對設備檢測結果,視設備的具體狀態, 來確定最合適的修理時機及更合理的修理方法。現在普遍的定義為：依據設備的實際狀況，通過科學合理的安排檢修工作，以最少的資源消耗保持機組（設備）的安全、經濟、可靠的運行能力。預知性維修亦稱狀態維修或視情維修，其依據是：設備(或零部件)在不同工況下有著不同的磨損特性。通過設備診斷手段發現其磨損規律，在故障出現之前時及時維修。
設備磨損一般存在著如圖 1 所示的三個順序階段。第一階段為磨合階段（AB），這是設備的初期使用階段，這時設備零部件接觸面磨損較為激烈，經過短期運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），設備磨損到一定程度，磨損加劇，以至影響設備正常運行。按照以上顯示的規律，設備維修的最佳選擇點，理應是在設備由漸近磨損轉化為加劇磨損之前，即應選擇在 C 點附近。
測振儀的工作原理
（一）、產生振動的起因
振動是機械設備損壞的重要原因之一。設備在運行中不可避免會產生振動，振動加劇設備的磨損，造成振動的起因又有許多種。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）汽蝕等引起的轉子質心改變，出現不平衡現象。
2、不對中和軸彎曲。這引起軸及聯軸器系統產生振動，旋轉機械 70％～75％的振動是由此引起的。
3、機械松動。起因很多，常見的有軸承磨損、軸頸磨損、螺母松動、螺栓斷裂等。機械設備的振動是個很復雜的過程，但是，設備上各點的振動分布是有一定規律的，如水泵與電機組中水泵的軸承和水泵出水口處振動較大，地腳固定點處振動小等。我們可以選擇設備上的一些固定點，跟蹤測定設備振動情況。
（二）、加速度傳感器與測點的選擇
測振儀的種類很多，且有許多升級產品，如振動分析儀、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。測振儀工作時通過加速度傳感器采集測點的振動值，分析計算后得出該點的加速度、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表面，振動引起質量塊往復運動，壓電元件受壓后產生壓電效應，電信號通過輸出端傳入主機。主機根據電信號的強弱及頻率特征首先計算出加速度，再根據加速度值一次和二次積分分別計算出速度和位移值。加速度、速度和位移分別從不同角度反應振動的優劣。
測振過程中，測點的選擇直接影響監測結果，測點的選擇原則是：1、要盡量靠近振源；2、要盡量對準振動方向 3、便于多方位測量。例如，對旋轉機械而言，測點應盡量靠近軸承。電機自由端一般有后風扇罩，其測點選擇在風扇罩固定螺絲有較好監測效果，由于軸承振動的方向是不確定的，通常可取軸向和徑向；如圖 3 所示，三個方向（軸向、垂直徑向、水平徑向）可確定測點的振動情況:A 點測三個方向，B 點只能測二個方向，但軸向振動的好壞可從 A 點反映出來。
值得注意的是，設備振動具有很大的隨機性，傳感器安裝的精度也直接影響數據的采集。因此，除了每次檢測時測點要固定外，還必須注意對振動信號進行反復采集和分析，綜合進行比較。才能得到準確結論。
測振儀在預知性維修中的應用
測振儀具有體積小、價格便宜、方便靈活、操作簡便等特點得到眾多企業的使用，測振儀是預知性維修中最直接最常用的一種離線式設備檢測儀器。同時測振儀也是判斷設備是否存在故障最直接的儀器，檢測人員可根據故障情況制定相應等級的維修，從而節省維修費用并將損失限制在最小范圍。
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