如果你正在尋找一種方法來(lái)讓你的機(jī)器更好地運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間，振動(dòng)分析可以提供巨大的幫助。振動(dòng)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(duì)監(jiān)控機(jī)器運(yùn)行狀況，預(yù)測(cè)維護(hù)需求，并快速診斷缺陷。
本文解釋了什么是振動(dòng)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(dòng)分析的工具、軟件和方法。
振動(dòng)分析是以可靠性為中心的維修（RCM）和預(yù)測(cè)性維修（PdM）計(jì)劃的核心。它通常與其他無(wú)損檢測(cè)維護(hù)技術(shù)相結(jié)合，如油液分析、熱成像、超聲波檢測(cè)和電機(jī)電流分析。
1、什么是振動(dòng)分析？
振動(dòng)分析是測(cè)量和分析設(shè)備振動(dòng)模式的過(guò)程。這是一種行之有效的延長(zhǎng)資產(chǎn)壽命和減少計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間的方法。
現(xiàn)代振動(dòng)傳感器和分析工具可以在問(wèn)題仍然易于修復(fù)的早期階段識(shí)別故障。這避免了代價(jià)高昂的級(jí)聯(lián)故障，并為設(shè)備的維護(hù)計(jì)劃、采購(gòu)和安全關(guān)閉留出了時(shí)間。
作為任何狀態(tài)監(jiān)測(cè)或預(yù)測(cè)性維護(hù)計(jì)劃的關(guān)鍵組成部分，振動(dòng)分析提供了維護(hù)領(lǐng)導(dǎo)者所需的見(jiàn)解。這樣，決策者就可以領(lǐng)先于機(jī)器故障，并推動(dòng)更高效的維護(hù)計(jì)劃。
2、振動(dòng)分析是如何工作的？
旋轉(zhuǎn)機(jī)械的每個(gè)部件在使用時(shí)都會(huì)以離散和可量化的速度振動(dòng)。一定程度的振動(dòng)是正常的。但是，當(dāng)設(shè)備開(kāi)始過(guò)度振動(dòng)或以異常頻率振動(dòng)時(shí)，可能表明您的設(shè)備出現(xiàn)故障或惡化。
通過(guò)振動(dòng)分析，您可以精確定位振動(dòng)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(duì)使用各種工具收集關(guān)鍵設(shè)備和組件的振動(dòng)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(dòng)數(shù)據(jù)，識(shí)別異常情況，并在設(shè)備需要維修時(shí)通知維護(hù)團(tuán)隊(duì)。必要時(shí)，振動(dòng)分析專(zhuān)家會(huì)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(dòng)分析如何與狀態(tài)監(jiān)測(cè)配合使用？
狀態(tài)監(jiān)測(cè)和以可靠性為中心的維護(hù)是積極主動(dòng)的維護(hù)方法，通過(guò)監(jiān)測(cè)振動(dòng)、潤(rùn)滑質(zhì)量、溫度和能耗等參數(shù)來(lái)跟蹤資產(chǎn)健康狀況。一些狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)振動(dòng)分析。
由于振動(dòng)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(cè)程序的核心。它通過(guò)利用振動(dòng)傳感器、振動(dòng)分析軟件和專(zhuān)家人工分析，提醒維護(hù)團(tuán)隊(duì)注意設(shè)備退化的早期跡象。也許這是顯而易見(jiàn)的，但這就是為什么它被認(rèn)為是預(yù)測(cè)性維護(hù)。
然而，振動(dòng)分析不僅僅用于預(yù)測(cè)性維護(hù)。您還可以使用振動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)診斷現(xiàn)有的機(jī)器故障或確定持續(xù)問(wèn)題的根源。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)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(dòng)分析來(lái)定位和糾正不平衡的來(lái)源。
4、振動(dòng)分析的好處是什么？
振動(dòng)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(gè)月內(nèi)識(shí)別出正在發(fā)展的機(jī)器故障。早期測(cè)試為維護(hù)團(tuán)隊(duì)提供了充足的時(shí)間進(jìn)行維修，而不是中斷生產(chǎn)計(jì)劃或產(chǎn)生意外停機(jī)的成本。振動(dòng)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(xiàng)；
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(cè)、預(yù)算和盤(pán)點(diǎn)；
⑦提高工廠安全性；
⑧減少突然、意外的停工；
⑨延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
5、振動(dòng)分析能檢測(cè)到什么？
雖然有1200多種可識(shí)別的故障情況，但許多常見(jiàn)的機(jī)械故障是由以下四個(gè)因素之一引起的：
①不平衡
②松動(dòng)
③錯(cuò)位
④軸承退化
一個(gè)強(qiáng)大的振動(dòng)分析程序可以在這些故障變得嚴(yán)重之前對(duì)其進(jìn)行診斷。越早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，維修設(shè)備就越容易，成本效益也就越高。以下是振動(dòng)分析在特定情況下的工作原理：
6、用振動(dòng)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(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)和壓縮機(jī)。即使是相對(duì)較小的不平衡也會(huì)導(dǎo)致軸承磨損。機(jī)器通常會(huì)增加能耗和過(guò)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(shí)間的推移而發(fā)展，原因是：
①錯(cuò)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(dòng)分析識(shí)別軸不對(duì)中
軸不對(duì)中是電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備故障的另一個(gè)主要原因。在短期內(nèi)，錯(cuò)位可能會(huì)導(dǎo)致泄漏、零件過(guò)度磨損和生產(chǎn)力下降。隨著時(shí)間的推移，不對(duì)中的軸和聯(lián)軸器可能會(huì)損壞零部件并導(dǎo)致意外停機(jī)。
實(shí)現(xiàn)精確對(duì)準(zhǔn)并不容易，但這是至關(guān)重要的。即使是看似微小的錯(cuò)位也會(huì)影響您的生產(chǎn)進(jìn)度，并增加運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。振動(dòng)分析是識(shí)別不對(duì)中的最佳方法之一。高質(zhì)量的激光軸對(duì)中工具可以幫助解決高精度的問(wèn)題。
8、用振動(dòng)分析識(shí)別軸承故障
隨著時(shí)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(cè)試部件，在它們出現(xiàn)故障之前進(jìn)行測(cè)試，可以延長(zhǎng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，并使維修更容易管理。
振動(dòng)分析是監(jiān)測(cè)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(lèi)型對(duì)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(wèn)題的實(shí)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(dòng)數(shù)據(jù)的過(guò)程。
使用振動(dòng)分析意味著您將主動(dòng)更換部件。一般來(lái)說(shuō)，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(duì)其進(jìn)行更改，而不是按照固定的時(shí)間表更換可能無(wú)故障的組件，這樣可以節(jié)省時(shí)間、勞動(dòng)力和不必要的成本。
9、用振動(dòng)分析診斷松動(dòng)
疏松有幾種不同的類(lèi)型：
①腳部、底板或基礎(chǔ)處的A類(lèi)松動(dòng)。
②緊固件松動(dòng)或由于框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
③松動(dòng)是由于部件配合不當(dāng)和磨損造成的。
振動(dòng)分析可以幫助您確定松動(dòng)的確切來(lái)源，以便在問(wèn)題導(dǎo)致系統(tǒng)故障之前進(jìn)行糾正。
10、用振動(dòng)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(dòng)數(shù)據(jù)診斷各種系統(tǒng)中的數(shù)百個(gè)故障。舉幾個(gè)例子，想想泵葉輪、電機(jī)定子和電機(jī)繞組。經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員可以使用振動(dòng)分析設(shè)備執(zhí)行RCFA并診斷常見(jiàn)和不常見(jiàn)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(lái)了解嚴(yán)重故障的核心，并保持運(yùn)行。
總的來(lái)說(shuō)，振動(dòng)分析設(shè)備可以提高安全性，減少計(jì)劃外勞動(dòng)時(shí)間，降低預(yù)算，提高生產(chǎn)力。
11、如何測(cè)量振動(dòng)？
根據(jù)您的需要，簡(jiǎn)化的監(jiān)視器或?qū)I(yè)的手持式振動(dòng)分析儀可以幫助您進(jìn)行基于路線(xiàn)的振動(dòng)數(shù)據(jù)收集。
多功能無(wú)線(xiàn)傳感器和集成的有線(xiàn)工具，如Prüftechnik VibGuard，可以自動(dòng)收集振動(dòng)數(shù)據(jù)。您測(cè)量的設(shè)備類(lèi)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(cè)量振動(dòng)水平的一些最有用的工具：
1).加速度計(jì)
加速度計(jì)是大多數(shù)振動(dòng)分析應(yīng)用的核心。它們測(cè)量資產(chǎn)或組件發(fā)出的沖擊和振動(dòng)。
2).振動(dòng)計(jì)
振動(dòng)計(jì)是一種簡(jiǎn)化的手持設(shè)備，內(nèi)置加速度計(jì)和顯示屏。它提供設(shè)備整體振動(dòng)水平的即時(shí)讀數(shù)。
儀表提供振動(dòng)速度、加速度和位移的即時(shí)讀數(shù)。大多數(shù)儀表還可以存儲(chǔ)振動(dòng)測(cè)量值，以便您可以輕松跟蹤設(shè)備隨時(shí)間的運(yùn)行狀況。
3).振動(dòng)測(cè)試儀
振動(dòng)測(cè)試儀將振動(dòng)計(jì)的功能與診斷功能相結(jié)合。該工具可以測(cè)量整體振動(dòng)水平，并使用它們來(lái)現(xiàn)場(chǎng)診斷機(jī)器故障。
4).振動(dòng)分析儀
振動(dòng)分析儀和振動(dòng)測(cè)試儀有很多相似之處。這兩種工具都提供即時(shí)振動(dòng)讀數(shù)，診斷和評(píng)估常見(jiàn)故障，在某些情況下，還可以提出維護(hù)建議。
5).無(wú)線(xiàn)振動(dòng)傳感器
無(wú)線(xiàn)振動(dòng)系統(tǒng)可以在幾乎不需要人工干預(yù)的情況下監(jiān)測(cè)許多機(jī)器。這種連接傳感器技術(shù)將振動(dòng)監(jiān)測(cè)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(xiàn)的程序之外。無(wú)線(xiàn)振動(dòng)系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單：只需將每個(gè)傳感器安裝在設(shè)備或組件上，它就會(huì)全天候收集振動(dòng)數(shù)據(jù)。每個(gè)傳感器都將數(shù)據(jù)流傳輸?shù)皆贫?，通過(guò)強(qiáng)大的人工智能軟件進(jìn)行處理。
6).有線(xiàn)在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)
有線(xiàn)在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正是它們聽(tīng)起來(lái)的樣子：一個(gè)由有線(xiàn)加速度計(jì)組成的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接，向分析程序報(bào)告。專(zhuān)業(yè)人員通常使用這些系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控高度關(guān)鍵、復(fù)雜的機(jī)器。有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)振動(dòng)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(yíng)規(guī)模、設(shè)備的關(guān)鍵性和預(yù)算。
12、振動(dòng)分析工具如何評(píng)估振動(dòng)？
借助振動(dòng)分析工具，您可以通過(guò)評(píng)估兩個(gè)重要指標(biāo)來(lái)研究振動(dòng)數(shù)據(jù)：時(shí)間波形和頻譜。
時(shí)間波形將振動(dòng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為一系列波峰和波谷，并根據(jù)時(shí)間進(jìn)行映射。當(dāng)在加速度觀察時(shí)，時(shí)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(dòng)水平何時(shí)出現(xiàn)。它還表明了峰值振動(dòng)的嚴(yán)重程度。
雖然時(shí)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(jiǎn)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(gè)組件都以自己的頻率振動(dòng)，頻率分析會(huì)顯示哪些組件的振動(dòng)強(qiáng)度最大。這樣，您可以查看單個(gè)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(wèn)題，就越快解決問(wèn)題并恢復(fù)正常工作。
13、振動(dòng)分析的三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)
振動(dòng)專(zhuān)家使用三個(gè)主要參數(shù)來(lái)評(píng)估機(jī)器的健康狀況：振動(dòng)位移、速度和加速度。
?位移是振動(dòng)物體從其中心或起點(diǎn)移動(dòng)的距離。這是識(shí)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(gè)振動(dòng)物體在定義的時(shí)間或速度上移動(dòng)的距離。它測(cè)量中級(jí)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(cè)的首選測(cè)量顯示，因?yàn)樗趯掝l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(shí)間變化的速率。當(dāng)測(cè)量非常高的頻率時(shí)，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(wèn)題。這三個(gè)參數(shù)對(duì)于建立對(duì)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(dòng)分析
如果你想從振動(dòng)測(cè)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(dòng)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(zhǎng)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(shí)間越長(zhǎng)，它們?cè)谠\斷問(wèn)題方面就越有效。就像人類(lèi)員工一樣，人工智能軟件從經(jīng)驗(yàn)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(zhuān)業(yè)知識(shí)開(kāi)始。
15、與振動(dòng)分析專(zhuān)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(dú)工作的。人工智能工具和其他軟件在與人類(lèi)專(zhuān)家協(xié)同工作時(shí)處于最佳狀態(tài)。
如果您的業(yè)務(wù)面臨勞動(dòng)力短缺或需要提高專(zhuān)業(yè)知識(shí)，我們的振動(dòng)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)隨時(shí)準(zhǔn)備并愿意在振動(dòng)分析的任何方面提供幫助。
