浅谈预知性维修与测振仪的使用
2016-03-09
历史上设备维修制度经历了“事后维修”、“预防维修”、“ 计划预防检修”等多种方式，最具代表性的是失效后修理和制定定期的大、中、小修计划。这些方式的共同点在于不是以设备实际存在的隐患为依据的，因而不可避免存在盲目拆卸，维修不足和人力、财力的浪费或机器停运造成经济损失等缺点，维修缺乏科学性。随着科学技术的不断提高, 设备(或零部件)的状态检测仪器和手段得到了很大发展，人们发现，通过检测仪器对设备的运行情况进行诊断，确定设备存在的早期故障及原因，有针对地制定维修计划是行之有效的，它从很大程度上弥补了以上缺点。据统计结果表明，在机械行业中，尤其是旋转机械的状态检测,使用最多的故障诊断仪器是测振仪。
预知性维修的必要性
预知性维修是指根据对设备检测结果,视设备的具体状态, 来确定最合适的修理时机及更合理的修理方法。现在普遍的定义为：依据设备的实际状况，通过科学合理的安排检修工作，以最少的资源消耗保持机组（设备）的安全、经济、可靠的运行能力。预知性维修亦称状态维修或视情维修，其依据是：设备(或零部件)在不同工况下有着不同的磨损特性。通过设备诊断手段发现其磨损规律，在故障出现之前时及时维修。
设备磨损一般存在着如图 1 所示的三个顺序阶段。第一阶段为磨合阶段（AB），这是设备的初期使用阶段，这时设备零部件接触面磨损较为激烈，经过短期运行较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。第二阶段为渐进磨损阶段（BC），此阶段即是在一定的工作条件下，以相对恒定的速度磨损。第三阶段为加剧磨损阶段（CD），设备磨损到一定程度，磨损加剧，以至影响设备正常运行。按照以上显示的规律，设备维修的最佳选择点，理应是在设备由渐近磨损转化为加剧磨损之前，即应选择在 C 点附近。
测振仪的工作原理
（一）、产生振动的起因
振动是机械设备损坏的重要原因之一。设备在运行中不可避免会产生振动，振动加剧设备的磨损，造成振动的起因又有许多种。常见的有：
1、不平衡。在使用过程中，由于摩擦、积尘、缠绕附着物、（叶轮）汽蚀等引起的转子质心改变，出现不平衡现象。
2、不对中和轴弯曲。这引起轴及联轴器系统产生振动，旋转机械 70％～75％的振动是由此引起的。
3、机械松动。起因很多，常见的有轴承磨损、轴颈磨损、螺母松动、螺栓断裂等。机械设备的振动是个很复杂的过程，但是，设备上各点的振动分布是有一定规律的，如水泵与电机组中水泵的轴承和水泵出水口处振动较大，地脚固定点处振动小等。我们可以选择设备上的一些固定点，跟踪测定设备振动情况。
（二）、加速度传感器与测点的选择
测振仪的种类很多，且有许多升级产品，如振动分析仪、轴承分析仪、频谱仪等，它们都是通过传感器工作的，本文以加速度传感器为例介绍测振仪的工作原理。测振仪工作时通过加速度传感器采集测点的振动值，分析计算后得出该点的加速度、速度和位移的峰值，这里笔者以压电式加速度传感器为例说明其原理，见图2。将传感器磁性基座吸附在被测点表面，振动引起质量块往复运动，压电元件受压后产生压电效应，电信号通过输出端传入主机。主机根据电信号的强弱及频率特征首先计算出加速度，再根据加速度值一次和二次积分分别计算出速度和位移值。加速度、速度和位移分别从不同角度反应振动的优劣。
测振过程中，测点的选择直接影响监测结果，测点的选择原则是：1、要尽量靠近振源；2、要尽量对准振动方向 3、便于多方位测量。例如，对旋转机械而言，测点应尽量靠近轴承。电机自由端一般有后风扇罩，其测点选择在风扇罩固定螺丝有较好监测效果，由于轴承振动的方向是不确定的，通常可取轴向和径向；如图 3 所示，三个方向（轴向、垂直径向、水平径向）可确定测点的振动情况:A 点测三个方向，B 点只能测二个方向，但轴向振动的好坏可从 A 点反映出来。
值得注意的是，设备振动具有很大的随机性，传感器安装的精度也直接影响数据的采集。因此，除了每次检测时测点要固定外，还必须注意对振动信号进行反复采集和分析，综合进行比较。才能得到准确结论。
测振仪在预知性维修中的应用
测振仪具有体积小、价格便宜、方便灵活、操作简便等特点得到众多企业的使用，测振仪是预知性维修中最直接最常用的一种离线式设备检测仪器。同时测振仪也是判断设备是否存在故障最直接的仪器，检测人员可根据故障情况制定相应等级的维修，从而节省维修费用并将损失限制在最小范围。
