上海缘华企业发展集团有限公司
振动信号的来源 设备运行时,不平衡、轴承磨损、联轴器不对中等问题,都会产生特定频率和幅度的振动信号。这些信号的变化,是设备状态恶化的直观反映。
核心检测原理 力与振动关系:当设备受力发生变化,比如轴承滚珠损坏,振动模式也会随之改变。 标准参考:依据DIN ISO 13373规范,通过振动频谱分析,可以识别故障特征。例如,高频信号往往意味着轴承出现损伤。
监测对象 典型设备:振动分析主要应用于风机、泵、压缩机、齿轮箱等旋转机械。 常见故障类型:其中,不平衡问题占故障原因的 60%,轴承损坏占 20%,联轴器不对中、齿轮磨损等其他故障占剩下的 20%。
设备与测点选择 优先对高价值、高负荷,或故障历史较多的设备进行监测。测量点的选取也有讲究,需要靠近轴承、齿轮等关键部件,这样才能获取最准确的振动数据。
数据采集与配置 在线监测:通过实时将振动数据传输至分析平台,实现对设备的持续监控,压缩机制造商 Boges 就采用了这种方式。 离线监测:对于非连续运行的设备,定期人工采集数据是更合适的选择。 参数设置:采样频率和测量间隔并非固定不变,而是要根据设备实际工况进行灵活调整。
数据分析与预警 趋势分析:通过长期跟踪振动幅值变化,能够敏锐发现异常增长趋势。 阈值设定:依据历史数据或行业标准设定报警阈值,当振动速度超过 4.5mm/s 时,就需要对设备进行检修。
措施与优化 根据分析结果,可以对设备参数进行调整,比如进行平衡校正、对中修复。此外,结合润滑分析或热成像进行综合诊断,能让故障判断更加准确。
早期预警,防患未然 振动分析能够在轴承点蚀或齿轮磨损初期就发现问题,提前 3 - 6 个月发出预警,Spenner Zement 的案例就很好地证明了这一点。
适配性强,新旧设备通用 无需对设备进行改造,就能安装传感器。即使是老式压缩机,加装监测系统后,通过初始测量,也能及时暴露潜在问题,避免设备“带病运行”。
高投资回报率 以某水泥厂为例,通过振动监测成功避免了齿轮箱突发故障,单次就节省了 5 万欧元,而系统成本仅 1.8 万欧元,投资回报率(ROI)超过 270%,经济效益显著。
Boges 压缩机制造商:从 “突发停机” 到 “主动管理” 曾经,Boges 的压缩机因振动过强频繁停机,造成了巨大的生产损失。后来,他们部署了振动监测系统,并将生产参数与振动数据关联起来。最终实现了故障实时报警,维修响应时间缩短 70%,设备可用率提升 15%,成功实现了从被动应对到主动管理的转变。
2. Spenner Zement:一次预警省下数万欧元 Spenner Zement 的管磨机曾因齿轮箱突发故障导致两周停产。在上线在线振动监测系统后,成功及时发现齿轮损伤。仅花费 5000 欧元更换部件,就避免了 5 万欧元的损失,单次节省成本 27,000 欧元,充分体现了振动分析的价值。
振动分析并非万能,它对液压系统等非旋转设备效果有限;并且解读数据需要专业知识,尤其是频谱分析部分。 应对策略 为弥补这些不足,可以结合红外热成像或润滑分析进行综合诊断;还能借助 AI 算法自动识别故障模式,像舍弗勒的数字化诊断工具就是很好的辅助手段。 结语 振动分析是旋转设备健康管理的核心技术,它的价值不仅体现在故障预警,更在于延长设备寿命、优化生产计划。企业可以先从小规模试点开始,逐步培养专业团队,或者借助外部专家服务,比如参加舍弗勒的认证振动分析师培训,最终实现从“被动维修”到“精准预测”的跨越。