如何利用振動分析儀識別設(shè)備問題,做到預(yù)防性維修
當(dāng)今的許多振動數(shù)據(jù)采集器都能夠支持兩個或多個傳感器同時采集數(shù)據(jù)。通過此功能,可以選擇跨通道相位作為分析工具。除了帶有用于正常振動路徑的傳感器的分析儀和電纜外,執(zhí)行跨通道相位所需的***額外工具是另一個電纜和傳感器。跨通道相位分析可以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)松動源,一些結(jié)構(gòu)完整性問題,未對準(zhǔn)條件甚至結(jié)構(gòu)共振條件。
它是如何工作的?
正常路線數(shù)據(jù)采集捕獲多個正弦波并根據(jù)頻率將它們分開。然后它將它們顯示為單***的頻率,其各自的幅度為光譜格式。相位分析選擇單個正弦波(單頻)并檢測振動源相對于其他東西的移動方式。“其他東西”可以是軸上的點,例如反射帶或關(guān)鍵相位器,或者如跨通道相位的情況下的另一振動信號。
因此,有兩個信號被比較:振動信號和由反射帶通過觸發(fā)的轉(zhuǎn)速計脈沖,或來自關(guān)鍵相位器的脈沖。轉(zhuǎn)速計脈沖產(chǎn)生方波,而振動信號發(fā)出正弦波。
比較兩個源的峰值的時間,并且兩個峰值之間的時間差以度為單位顯示,因為兩個源都與旋轉(zhuǎn)運動有關(guān)。這對于平衡旋轉(zhuǎn)設(shè)備非常有效,因為來自反射帶前緣的脈沖,振動峰值(或***點)會在很多度后發(fā)生,表明軸上可能存在重點。(本節(jié)不會解決可能導(dǎo)致重點與***振動點不同的情況。請注意可能是這種情況。)
在跨通道相位中使用兩個傳感器,比較是每個信號的振動峰值。能夠進行跨通道相位的分析儀還允許您指定要監(jiān)視的特定頻率。大多數(shù)情況下,選擇轉(zhuǎn)軸速度作為感興趣的頻率。
典型的起點是將傳感器A放置在電機的外側(cè)垂直端,將傳感器B放在電機支腳上,以查看這些點相對于彼此的移動方式。通常將一個傳感器保持在相同位置,即位置A以與其他幾個點進行比較。對于以下示例,我們假設(shè)傳感器A讀取零度。
如果傳感器B讀取零度(+ - 30度),則它們一起移動或一致移動,這是預(yù)期的正常情況。但是,如果傳感器B是180度(總是+ - 30度),那么它將以相反方向或不同步方向移動。這意味著當(dāng)腳向下移動時,馬達殼體的一部分向上移動。這是由于某處電機外殼的裂縫造成的,因此可以將部件分開。通常,裂縫在腳處或附近。記錄您的發(fā)現(xiàn)。
現(xiàn)在將傳感器B移到腳螺栓上。如果傳感器B讀取零度,則螺栓固定到的板與電機頂部一致移動,解釋為螺栓緊固。
但是,如果腳是零度并且螺栓是180度(或180度異相),則腳和安裝板之間存在松動。
可以確定基礎(chǔ)和地板的相同過程。如果所有這些讀取與傳感器A相同,則這兩個位置之間沒有松動。
接下來,將傳感器A移動到電機內(nèi)側(cè)位置,并對電機的那一端執(zhí)行所有相同的檢查。完成后,將傳感器A穿過聯(lián)軸器移至泵內(nèi)側(cè)端,然后將泵外側(cè)移動,在那里執(zhí)行檢查。請務(wù)必在每個位置記錄您的發(fā)現(xiàn),以便以后參考和分析。
下一步是將機器列車的讀數(shù)從一端到另一端進行比較。這應(yīng)該在垂直傳感器方向以及水平傳感器方向上完成。關(guān)于為什么兩個方向出現(xiàn)了一些問題。這可以用另一個問題回答:“機器是否可以垂直對齊而不是水平對齊?”
讓我們看一下傳感器B在垂直方向上沿著機械列車從軸承移動到軸承的情況。
同樣,假設(shè)傳感器A是靜止的并且對于所有這些測量讀取零度,與傳感器B一起漫游。***個B位置是馬達內(nèi)側(cè)垂直。如果傳感器B為零度,則該位置應(yīng)該沒有問題。但是,如果傳感器B讀數(shù)為180度,則電機的這一端向下移動,而A端向上移動。這不是一個好的條件。一種可能導(dǎo)致這種角度不對準(zhǔn)的情況。
要驗證角度不對中,請將傳感器B移至泵內(nèi)側(cè)位置。如果它在那里讀取180度,則很可能是角度不對準(zhǔn)條件,因為在角度不對準(zhǔn)中,軸一起在聯(lián)軸器上移動。假設(shè)對于該示例,我們確實具有角度未對準(zhǔn)的指示。什么是泵外側(cè)軸承預(yù)計讀數(shù)?
將傳感器B移動到泵外側(cè)軸承位置,我們期望讀數(shù)為零以確認角度不對準(zhǔn)。在沒有錯位的情況下,我們預(yù)計所有軸承都是同相或零讀數(shù)。
通過將參考傳感器,傳感器A定位到電動機外側(cè)水平方向,可以在水平方向上進行相同的檢查。進行比較,記錄所有讀數(shù)并將傳感器B從軸承移動到軸承在機器同一側(cè)的水平方向上。當(dāng)傳感器放在機器的另一側(cè)時會發(fā)生什么?
軸向相位讀數(shù)提供了哪些有用的信息?讓我們考慮一下可能性。將傳感器A沿軸向放置在電機內(nèi)側(cè)軸承上,將傳感器B放置在軸向外側(cè)泵外側(cè)位置,并比較相位讀數(shù)。如果它們是同相的,這是預(yù)期的。然而,如果它們相位相差180度,則指向角度不對準(zhǔn)狀態(tài),其中軸在旋轉(zhuǎn)時彼此推壓。正如在正常振動讀數(shù)中一樣,軸向相位測量可用于確認未對準(zhǔn)條件。
可以使用類似的相位讀數(shù)比較方法來檢查機器基座的結(jié)構(gòu)狀況以查看其如何移動。通常,A傳感器沿垂直方向安裝在電動機外側(cè)軸承上,傳感器B用于沿基座漫游。
從基座的電機端開始,傳感器B靠近基座的前角。如果該位置的所有垂直讀數(shù)都是同相的,則相位讀數(shù)可能與傳感器A同相?,F(xiàn)在沿著靠近邊緣的底座前部以2或3英寸的增量移動傳感器B,記錄相位讀數(shù)。如果它們都是同相的,則沒有彎曲問題。
接下來,將傳感器B移動到機器的背面,并沿那里的基座重復(fù)測量。同樣,如果一切都是同相的,那么基礎(chǔ)彎曲就沒有問題。
但是,如果沿著電機和泵之間的區(qū)域存在90度或180度的相移,那么會發(fā)生什么?在基座的一端和另一端之間可能存在180度相移或360度相移。這表明什么?
如果從前側(cè)的測量到沿后側(cè)的相應(yīng)位置存在180度相移,會顯示什么?會不會有問題?為什么或者為什么不?
振幅怎么樣?
相位讀數(shù)通常有兩個可用的組件。一個是以度為單位的實際相位讀數(shù),這里已經(jīng)介紹過。另一個組成部分是振動幅度。在某些分析儀中,設(shè)置相位讀數(shù)的選擇稱為峰值和相位,振動的峰值幅度和相位讀數(shù)。相位讀數(shù)表示它正在移動的方向,但幅度表示它移動了多少。
在下圖中,底部有圓圈,圓圈外側(cè)有一個抽搐標(biāo)記。tic標(biāo)記表示相位方向。圓圈內(nèi)部是速度的振動值,即該頻率的典型振動讀數(shù)。請注意,從左側(cè)開始,振動幅度為每秒0.114英寸。當(dāng)它前進到底板的中心時,振幅上升到大約每秒0.954英寸。當(dāng)振幅向右移動時,振幅再次減小。相位在整個距離內(nèi)保持不變。有問題嗎?
是的,這表明基礎(chǔ)剛度問題允許它在中心移動更多。它是按照它的設(shè)計方式灌漿的嗎?讓工程師參與設(shè)計一種加強基礎(chǔ)的方法,不會對任何其他區(qū)域產(chǎn)生不利影響。
有人會說,該區(qū)域增加的振動表明它處于共振狀態(tài)。然而,無論何時涉及共振條件或固有頻率,都存在相變?;旧蠜]有相位變化,排除了共振。
摘要
跨渠道階段是大多數(shù)雙通道分析儀內(nèi)置的有價值工具,使技術(shù)人員/分析人員能夠查找或驗證某些機械問題。了解機器應(yīng)如何移動對診斷/確認條件非常有幫助。