振动特征故障诊断的介绍

人们普遍认为:“需求是发明之母。”当每个人都为轮子的发明而激动不已时,没过多久就有人对首席工程师说:“它要运行多久才能#@?”@ #优惠”。因此,可靠性维护诞生了!

振动分析是大多数以可靠性为中心的维护计划的核心组成部分,在这里我们继续遇到同样的古老问题。事实上,随着竞争的加剧,这个问题变得越来越紧迫,要求纸机的最高有效利用率和效率水平。

音叉有一件事是肯定的,一旦资产投入使用,它就会走向失败。振动分析师配备了分析仪、加速计、频闪仪、图表和图表,他们必须承担预测和防止过早故障的艰巨任务,这将导致昂贵的停机时间。

成功与否取决于分析人员熟练地识别FFT和时域图中最常见的设备故障是如何表现的。以下是对一些“振动信号这些都是在诊断分析中发现的。

不平衡

旋转元件总是存在一些不平衡。通常,每个磨机都有一个普遍的平衡质量规范,他们坚持,以使所产生的振动最小化。不平衡的类型有力、耦合和动力。它通常在FFT中导致高径向1X旋转频率峰值,参见图1.在悬垂设备中,它可以进一步产生高1X轴向峰值。在时域图中,这是一种病态,它很像经常使用的训练辅助工具——正弦波。

必须理解的是,结构刚度在水平和垂直平面之间可能有显著差异。在这种特殊情况下,如果只选择垂直平面进行径向测量,问题的性质很容易被忽视。水平振幅比垂直振幅高10倍。这个问题原来是一个严重不平衡的传动轴,在线系统没有捡起它,因为只测量轴向面。

图1 -不平衡的传动轴,在测量水平和垂直平面时都很明显

图1 -不平衡的传动轴,在测量水平和垂直平面时都很明显

偏差

偏差的类型包括偏移量、角度偏差和两者的结合。通常情况下,错位是一种组合。角度不对中会在轴向上产生1X和2X的高峰值,并且可以在整个耦合中180度失相。偏移偏移也会产生1X和2X的峰值,但它通常在径向上出现。2X经常可以超过1X分量。时域可以呈现明显的W型。图2a和2b是一个例子的组合不对准的压力机传动系。

图2a -压力机传动系的组合错位:幅度(单位/秒)vs赫兹

图2a -压力机传动系的组合错位:幅度(单位/秒)vs赫兹

图2b -压力机传动系的组合不对中:实(in/s) vs.秒

图2b -压力机传动系的组合不对中:实(in/s) vs.秒

影响

冲击会在轴承损坏或存在结构干扰时发生。转弯速度可以是同步的,也可以是非同步的。任何重大撞击都会激发周围结构的共振频率。因此,该模式通常可以很容易地在时域中看到。影响将是立即和急剧上升,然后下降;类似于按铃时预期的模式。图3显示两个捕获的冲击示例。左边是一个吸压辊,吸压箱有内部干扰,影响1X/rev。右边的地块是在一个主筛管上进行测量的,该筛管的运行超过了其水力容量,导致筛管篮的间歇性变形,从而产生内部干扰。

图3a -吸压辊与吸箱干涉

图3a -吸压辊与吸箱干涉

图3b -网篮变形的主筛

图3b -网篮变形的主筛

松动

松动可能是由于磨损、裂纹焊缝、松动/断裂紧固件、轴承间隙过大或配合不当造成的。在FFT中经常可以看到转弯速度的多重谐波。有时会有多达100个谐波。通常振幅相当低,然而,它们的存在往往预示着一些潜在的问题,这些问题只会随着时间的推移而变得更糟。高阶谐波有时可以成为激励良性谐振频率的强迫函数。

共振

所有结构都有多个谐振频率。OEM试图以这样的方式设计机械,使有害的结构谐振频率远离旋转频率。大趋势是推动纸机的速度越来越快,以增加生产产量。在某种程度上,这会将1X和2X旋转频率推到潜在有害谐振频率的区域,通常会带来灾难性的影响。

如果1X或2X旋转接近或与结构谐振频率一致,则辊子和传动系的剩余不平衡和不对中会产生一个优秀的原位激振器。在提高生产速度之前,我们可以利用同样的激振器效应,通过执行斜坡测试来帮助找到共振区域。数据是在连续的机器部分在控制加速和减速的斜坡过程中获得的。速度范围应涵盖最高预期目标速度。图4是这样一个测试的瀑布FFT。瀑布是一个多轴图中的连续fft。轴是X(频率),Y(振幅)和Z(时间)。什么样的速度可能会导致问题很快就会清楚。

图4 -斜坡测试瀑布FFT图:频率、振幅、时间
图4 -斜坡测试瀑布FFT图:频率、振幅、时间

总结

本文还没有开始揭示与振动分析相关的众所周知的“冰山一角”,但我们希望它已经提供了对分析师世界的简要一瞥。至少,我们相信您可以放心,分析师每天全神贯注地盯着数百个振动特征是有一定道理的。毕竟,有人必须回答这个问题,“它运行多久才能@#??”# @休息?”

有关振动辅助和最大限度地提高生产资产寿命的帮助,请联系您的维美德代表。