如果你正在尋找一種方法來讓你的機(jī)器更好地運(yùn)行更長時間，振動分析可以提供巨大的幫助。振動分析是任何工業(yè)可靠性程序的重要組成部分。它幫助團(tuán)隊監(jiān)控機(jī)器運(yùn)行狀況，預(yù)測維護(hù)需求，并快速診斷缺陷。
本文解釋了什么是振動分析，以及它可以為您的組織做些什么。我們還將仔細(xì)檢查用于振動分析的工具、軟件和方法。
振動分析是以可靠性為中心的維修（RCM）和預(yù)測性維修（PdM）計劃的核心。它通常與其他無損檢測維護(hù)技術(shù)相結(jié)合，如油液分析、熱成像、超聲波檢測和電機(jī)電流分析。
1、什么是振動分析？
振動分析是測量和分析設(shè)備振動模式的過程。這是一種行之有效的延長資產(chǎn)壽命和減少計劃外停機(jī)時間的方法。
現(xiàn)代振動傳感器和分析工具可以在問題仍然易于修復(fù)的早期階段識別故障。這避免了代價高昂的級聯(lián)故障，并為設(shè)備的維護(hù)計劃、采購和安全關(guān)閉留出了時間。
作為任何狀態(tài)監(jiān)測或預(yù)測性維護(hù)計劃的關(guān)鍵組成部分，振動分析提供了維護(hù)領(lǐng)導(dǎo)者所需的見解。這樣，決策者就可以領(lǐng)先于機(jī)器故障，并推動更高效的維護(hù)計劃。
2、振動分析是如何工作的？
旋轉(zhuǎn)機(jī)械的每個部件在使用時都會以離散和可量化的速度振動。一定程度的振動是正常的。但是，當(dāng)設(shè)備開始過度振動或以異常頻率振動時，可能表明您的設(shè)備出現(xiàn)故障或惡化。
通過振動分析，您可以精確定位振動源，進(jìn)行診斷，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行糾正。維護(hù)團(tuán)隊使用各種工具收集關(guān)鍵設(shè)備和組件的振動數(shù)據(jù)。然后，他們可以分析這些數(shù)據(jù)，以深入了解設(shè)備健康狀況。
診斷軟件收集和處理設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，識別異常情況，并在設(shè)備需要維修時通知維護(hù)團(tuán)隊。必要時，振動分析專家會進(jìn)行更深入的診斷，并為您的工作人員提供下一步的建議。
3、振動分析如何與狀態(tài)監(jiān)測配合使用？
狀態(tài)監(jiān)測和以可靠性為中心的維護(hù)是積極主動的維護(hù)方法，通過監(jiān)測振動、潤滑質(zhì)量、溫度和能耗等參數(shù)來跟蹤資產(chǎn)健康狀況。一些狀態(tài)監(jiān)測程序連續(xù)收集數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)交谠频能浖羞M(jìn)行實時振動分析。
由于振動分析有助于及早發(fā)現(xiàn)故障，因此它是許多成功的狀態(tài)監(jiān)測程序的核心。它通過利用振動傳感器、振動分析軟件和專家人工分析，提醒維護(hù)團(tuán)隊注意設(shè)備退化的早期跡象。也許這是顯而易見的，但這就是為什么它被認(rèn)為是預(yù)測性維護(hù)。
然而，振動分析不僅僅用于預(yù)測性維護(hù)。您還可以使用振動數(shù)據(jù)來診斷現(xiàn)有的機(jī)器故障或確定持續(xù)問題的根源。這個過程被稱為根本原因故障分析（RCFA）。例如，校正旋轉(zhuǎn)不平衡的工具依靠振動分析來定位和糾正不平衡的來源。
4、振動分析的好處是什么？
振動分析可以在機(jī)器故障變得足夠嚴(yán)重而被視為故障模式之前的幾個月內(nèi)識別出正在發(fā)展的機(jī)器故障。早期測試為維護(hù)團(tuán)隊提供了充足的時間進(jìn)行維修，而不是中斷生產(chǎn)計劃或產(chǎn)生意外停機(jī)的成本。振動分析可以：
①診斷現(xiàn)有的機(jī)器故障；
②確定故障嚴(yán)重程度；
③指導(dǎo)維護(hù)優(yōu)先事項；
④創(chuàng)建設(shè)備運(yùn)行狀況的總體情況；
⑤大大減少機(jī)器故障；
⑥協(xié)助預(yù)測、預(yù)算和盤點；
⑦提高工廠安全性；
⑧減少突然、意外的停工；
⑨延長設(shè)備使用壽命。
5、振動分析能檢測到什么？
雖然有1200多種可識別的故障情況，但許多常見的機(jī)械故障是由以下四個因素之一引起的：
①不平衡
②松動
③錯位
④軸承退化
一個強(qiáng)大的振動分析程序可以在這些故障變得嚴(yán)重之前對其進(jìn)行診斷。越早發(fā)現(xiàn)問題，維修設(shè)備就越容易，成本效益也就越高。以下是振動分析在特定情況下的工作原理：
6、用振動分析校正不平衡
旋轉(zhuǎn)不平衡是造成旋轉(zhuǎn)設(shè)備損壞的主要原因，如泵、發(fā)動機(jī)、渦輪機(jī)和壓縮機(jī)。即使是相對較小的不平衡也會導(dǎo)致軸承磨損。機(jī)器通常會增加能耗和過熱，從而導(dǎo)致故障。旋轉(zhuǎn)不平衡可能是制造缺陷造成的。但它也可能隨著時間的推移而發(fā)展，原因是：
①錯誤的安裝；
②熱變形；
③腐蝕或退化；
④軸彎曲或斷裂；
⑤缺少平衡配重。
7、用振動分析識別軸不對中
軸不對中是電機(jī)驅(qū)動設(shè)備故障的另一個主要原因。在短期內(nèi)，錯位可能會導(dǎo)致泄漏、零件過度磨損和生產(chǎn)力下降。隨著時間的推移，不對中的軸和聯(lián)軸器可能會損壞零部件并導(dǎo)致意外停機(jī)。
實現(xiàn)精確對準(zhǔn)并不容易，但這是至關(guān)重要的。即使是看似微小的錯位也會影響您的生產(chǎn)進(jìn)度，并增加運(yùn)營和維護(hù)成本。振動分析是識別不對中的最佳方法之一。高質(zhì)量的激光軸對中工具可以幫助解決高精度的問題。
8、用振動分析識別軸承故障
隨著時間的推移，工業(yè)機(jī)械將不可避免地需要維修或更換。盡早測試部件，在它們出現(xiàn)故障之前進(jìn)行測試，可以延長設(shè)備的運(yùn)行時間，并使維修更容易管理。
振動分析是監(jiān)測設(shè)備軸承和其他部件健康狀況的好方法。了解您正在經(jīng)歷的軸承磨損類型對于根本原因故障分析（RCFA）至關(guān)重要，這有助于診斷和處理問題的實際原因。診斷軟件可以在這里起到很大的作用，加快分析振動數(shù)據(jù)的過程。
使用振動分析意味著您將主動更換部件。一般來說，這種方法明顯比基于間隔的維護(hù)方法更具成本效益。您將根據(jù)需要對其進(jìn)行更改，而不是按照固定的時間表更換可能無故障的組件，這樣可以節(jié)省時間、勞動力和不必要的成本。
9、用振動分析診斷松動
疏松有幾種不同的類型：
①腳部、底板或基礎(chǔ)處的A類松動。
②緊固件松動或由于框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
③松動是由于部件配合不當(dāng)和磨損造成的。
振動分析可以幫助您確定松動的確切來源，以便在問題導(dǎo)致系統(tǒng)故障之前進(jìn)行糾正。
10、用振動分析診斷其他機(jī)器故障
如今的一些人工智能軟件，如Azima DLI Watchman 360系統(tǒng)，可以使用振動數(shù)據(jù)診斷各種系統(tǒng)中的數(shù)百個故障。舉幾個例子，想想泵葉輪、電機(jī)定子和電機(jī)繞組。經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員可以使用振動分析設(shè)備執(zhí)行RCFA并診斷常見和不常見的缺陷。機(jī)器的狀況數(shù)據(jù)越多，就越能有效地使用它來了解嚴(yán)重故障的核心，并保持運(yùn)行。
總的來說，振動分析設(shè)備可以提高安全性，減少計劃外勞動時間，降低預(yù)算，提高生產(chǎn)力。
11、如何測量振動？
根據(jù)您的需要，簡化的監(jiān)視器或?qū)I(yè)的手持式振動分析儀可以幫助您進(jìn)行基于路線的振動數(shù)據(jù)收集。
多功能無線傳感器和集成的有線工具，如Prüftechnik VibGuard，可以自動收集振動數(shù)據(jù)。您測量的設(shè)備類型，以及您想要設(shè)置的任何參數(shù)，都可以指導(dǎo)您選擇工具。以下是測量振動水平的一些最有用的工具：
1).加速度計
加速度計是大多數(shù)振動分析應(yīng)用的核心。它們測量資產(chǎn)或組件發(fā)出的沖擊和振動。
2).振動計
振動計是一種簡化的手持設(shè)備，內(nèi)置加速度計和顯示屏。它提供設(shè)備整體振動水平的即時讀數(shù)。
儀表提供振動速度、加速度和位移的即時讀數(shù)。大多數(shù)儀表還可以存儲振動測量值，以便您可以輕松跟蹤設(shè)備隨時間的運(yùn)行狀況。
3).振動測試儀
振動測試儀將振動計的功能與診斷功能相結(jié)合。該工具可以測量整體振動水平，并使用它們來現(xiàn)場診斷機(jī)器故障。
4).振動分析儀
振動分析儀和振動測試儀有很多相似之處。這兩種工具都提供即時振動讀數(shù)，診斷和評估常見故障，在某些情況下，還可以提出維護(hù)建議。
5).無線振動傳感器
無線振動系統(tǒng)可以在幾乎不需要人工干預(yù)的情況下監(jiān)測許多機(jī)器。這種連接傳感器技術(shù)將振動監(jiān)測集成到工廠的區(qū)域中，這些區(qū)域?qū)⒈慌懦趥鹘y(tǒng)的基于路線的程序之外。無線振動系統(tǒng)使用簡單：只需將每個傳感器安裝在設(shè)備或組件上，它就會全天候收集振動數(shù)據(jù)。每個傳感器都將數(shù)據(jù)流傳輸?shù)皆贫耍ㄟ^強(qiáng)大的人工智能軟件進(jìn)行處理。
6).有線在線狀態(tài)監(jiān)測
有線在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)正是它們聽起來的樣子：一個由有線加速度計組成的網(wǎng)絡(luò)，通過互聯(lián)網(wǎng)連接，向分析程序報告。專業(yè)人員通常使用這些系統(tǒng)來監(jiān)控高度關(guān)鍵、復(fù)雜的機(jī)器。有線和無線振動傳感器系統(tǒng)都是監(jiān)控資產(chǎn)的有效工具。但最適合您企業(yè)的系統(tǒng)取決于您的運(yùn)營規(guī)模、設(shè)備的關(guān)鍵性和預(yù)算。
12、振動分析工具如何評估振動？
借助振動分析工具，您可以通過評估兩個重要指標(biāo)來研究振動數(shù)據(jù)：時間波形和頻譜。
時間波形將振動數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為一系列波峰和波谷，并根據(jù)時間進(jìn)行映射。當(dāng)在加速度觀察時，時間波形本質(zhì)上是原始數(shù)據(jù)。波形圖將準(zhǔn)確地指示機(jī)器的峰值振動水平何時出現(xiàn)。它還表明了峰值振動的嚴(yán)重程度。
雖然時間波形是有用的，但它是復(fù)雜和難以分析的。它并不總是提供診斷機(jī)器狀況的確切性質(zhì)所需的簡明信息。這就是頻譜分析和FFT的用武之地。
快速傅立葉變換（FFT）將現(xiàn)有波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻率數(shù)據(jù)。它使用轉(zhuǎn)換后的波形創(chuàng)建所有分量頻率的圖形表示。
為什么這很有用？每個組件都以自己的頻率振動，頻率分析會顯示哪些組件的振動強(qiáng)度最大。這樣，您可以查看單個組件的頻率，以確定潛在故障的根本原因。你越早發(fā)現(xiàn)問題，就越快解決問題并恢復(fù)正常工作。
13、振動分析的三個關(guān)鍵參數(shù)
振動專家使用三個主要參數(shù)來評估機(jī)器的健康狀況：振動位移、速度和加速度。
?位移是振動物體從其中心或起點移動的距離。這是識別較低頻率范圍內(nèi)故障的最強(qiáng)指標(biāo)。位移用于診斷不平衡和軸頸軸承健康狀況。
?速度是一個振動物體在定義的時間或速度上移動的距離。它測量中級頻率，可以幫助診斷大多數(shù)機(jī)器故障的嚴(yán)重程度。速度讀數(shù)通常是狀態(tài)監(jiān)測的首選測量顯示，因為它在寬頻率范圍內(nèi)具有平坦的振幅響應(yīng)。
?加速度是力的度量，是指速度隨時間變化的速率。當(dāng)測量非常高的頻率時，這是最有幫助的。加速可以幫助診斷早期軸承故障，并發(fā)現(xiàn)泵系統(tǒng)中的氣穴和湍流等問題。這三個參數(shù)對于建立對設(shè)備健康狀況的深刻理解非常重要。
14、人工智能工具如何增強(qiáng)振動分析
如果你想從振動測量工具中獲得更多，下一代人工智能設(shè)備提供了非凡的分析能力。最好的人工智能驅(qū)動軟件可以以令人印象深刻的準(zhǔn)確度快速診斷機(jī)器故障。長期使用人工智能工具也有好處。人工智能程序分析機(jī)器數(shù)據(jù)的時間越長，它們在診斷問題方面就越有效。就像人類員工一樣，人工智能軟件從經(jīng)驗中學(xué)習(xí)。只要確保你選擇的人工智能軟件是在足夠大的數(shù)據(jù)集上正確訓(xùn)練的，這樣你就可以從高水平的專業(yè)知識開始。
15、與振動分析專家合作
軟件工具可以在很大程度上診斷機(jī)器故障，但它們并不是單獨工作的。人工智能工具和其他軟件在與人類專家協(xié)同工作時處于最佳狀態(tài)。
如果您的業(yè)務(wù)面臨勞動力短缺或需要提高專業(yè)知識，我們的振動和狀態(tài)監(jiān)測專家團(tuán)隊隨時準(zhǔn)備并愿意在振動分析的任何方面提供幫助。
