设备振动诊断前需要进行的5项工作

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　　振动分析是一种十分有效的机械设备故障诊断的方法，在现行机械设备故障诊断的整个技术体系中居主导地位。同时，由前面的讨论还可以看出，振动分析方法也是一项非常复杂的技术手段，它涉及的内容非常广泛，包括机械振动、振动测试以及信号分析与处理等诸多方面，因此要求设备故障诊断人员有较高的理论水平和较强的实际操作能力。为了更好地将振动分析方法用于机械设备的故障诊断，人们在长期实践的基础上，提出了从简易诊断到精密诊断的诊断策略。所谓简易诊断，就是利用一些简单的测试仪器对所选定的机械设备进行粗略的诊断，以判断设备是否有故障，有时也能得出关于设备故障严重程度的信息，精密诊断则用于进一步探明其故障原因。在进行诊断之前，应先进行如下的基础工作。

　　一、确定诊断对象

　　对一个具体的工矿企业来说，如将为数众多的全部设备都选作诊断的对象显然是行不通的，这不仅增加了诊断工作量，降低了诊断效率;而且，诊断效果也不会理想。因此，必须经过充分的调查研究，根据企业自身的生产特点以及各种设备的组成情况，有重点地选定用作诊断对象的设备，优先选作诊断对象的设备应该是：

　　1、直接的生产设备(主机、辅机的区别);

　　2、一旦发生故障或停机，会造成很大损失的设备;

　　3、故障发生后，会造成二次公害的设备;

　　4、维修周期长、维修费用高的设备;

　　5、价格昂贵的大型精密和成套设备;

　　6、没有备用机组的关键设备;

　　7、容易造成人身安全事故的设备;

　　8、故障发生频率较高的设备。

　　总之，诊断对象的确定是设备诊断面临的第一个问题，也是影响设备诊断技术的经济和社会效益的关键因素，我们应该本着量力而行、重点突出的原则，逐步扩大诊断技术的成果。

　　二、选定测量参数
　　对于机械设备的振动诊断而言，可测量的幅值参数有位移、速度和加速度三种。振动测量参数的选择应该考虑振动信号的频率构成和所关心的振动后果这两方面的因素。从信号频率角度来看，一般随着信号频率的提高，而依次选用位移、速度和加速度作为测量参数。因为对简谐振动而言，加速度a 、速度v 和位移s ，三者之间存在如下的关系式为：a=ωv=ω2s

　　式中：ω为简谐振动的频率。

　　由此可以看出，ω越大，则加速度和速度的测定灵敏度相对越高。通常，三种测量参数的适用频段范围见下表。

　　对振动检测最重要的要求之一，就是能在足够宽的频率范围内测量所有主要频率分量的全部信息，包括不平衡、不对中、滚动体损坏、齿轮啮合，叶片共振、轴承元件径向共振、油膜涡动和油膜振荡等有关的频率成分，其频率范围往往超过1kHz。很多典型的测试结果表明，在机器内部损坏还没有影响到机器的实际工作能力之前，高频分量就已包含了缺陷的信息。为了预测机器是否损坏，高频信息是非常重要的。因此，测量加速度值的变化及其频率分析常常成为设备故障诊断的重要手段。

　　三、选择监测点

       在确定了诊断对象和测量参数之后，接下来的问题是要确定监测设备的哪些部位,即监测点的选择问题。信号是信息的载体，选择最佳的测量点并采用合适的检测方法是获取设备运行状态信息的重要条件。真实而充分地检测到足够数量的能够客观地反映设备运行工况的信号是诊断成功与否的先决条件，如果所检测到的信号不真实、不典型、或不能客观地、充分地暴露设备的实际状态，那么，后续的各种功能即使再完善也枉然。因此，测量点选择的正确与否，关系到能否对设备故障作出正确的诊断。

　　一般情况下，测量点数量及方向的确定应考虑的总原则是：
　　      · 能对设备振动状态作出全面的描述;

　　      · 应是设备振动的敏感点;


　　      · 应是离机械设备核心部位最近的关键点。

　　对于一般的旋转机械，常见的振动测定方法有测轴振动和测轴承的振动两种。一般而言，对于非高速旋转体，以测定轴承的振动为多;而对于高速旋转体，则以测定轴的振动位移居多。这是因为高速时轴承振动的测定灵敏度有所下降。 在测轴承的振动时，测量点应尽量靠近轴承的承载区;与被监测的转动部件最好只有一个界面，尽可能避免多层相隔，以减少振动信号在传递过程中因中间环节造成的能量衰减;测量点必须要有足够的刚度。在测轴振动时,常见的有测轴与轴承座的相对振动和测轴的绝对振动(很少用)两种方法。

　　四、确定测量周期

　　测量周期的选定应根据设备的不同种类及其所处工况确定监测周期，是设备诊断的一项重要工作内容，目前尚无统一的标准，以下所列仅供参考。

　　1、定期检测
　　即每隔一定的时间间隔对设备检测一次。对于汽轮压缩机、燃汽轮机等高速旋转机械，可每天检测一次;对于水泵、风机等可每周检测一次;当发现测量数据有变化征兆时，应缩短监测周期，而对于新安装和大修后的机器，应频繁检测，直至运转正常。

　　2、随机点检
　　专职设备检测维修人员一般不定期地对设备进行检测，设备操作人员或责任人则负责设备的日常检测工作，并作必要的记录。当发现有异常现象时，即报告设备专职检测维修人员，进行相应的处理。随机点检也是企业设备管理中经常采取的一种策略。

　　3、长期监测
　　对于某些大型关键设备应进行在线监测，一旦测定值超过设定的槛值即进行报警，进而采取相应的保护措施。

　　五、确定判断标准

　　故障诊断的主要目的之一就是要给出设备有无异常的信息，这就有一个判断标准的问题，即被测量值多大时表明设备正常，超过某值时，则说明设备异常。常用的判断标准有绝对判断标准、相对判断标准。

　　1、绝对判断标准
　　将被测量值与事先设定的“标准状态槛值”相比较以判定设备运行状态的一类标准，如IS02372、IS03495等。IS02372标准和IS03495标准是振动速度槛值，标准中分四个档，其中A表示设备状态良好，B为容许状态，C为可容忍状态，D为不允许状态。

　　2、相对判断标准
　　相对判断标准又称纵向比较标准，它连续地监测某台机械设备的运行，取得其完整的运行历程记录，并将设备初始投入运行和维修后经适度的磨合而进入平稳运行状态时的被测量值作为原始基值，根据被测参量依运行时间的相对变化规律，对该台机械设备所处工况状态进行判断。因其监测的是该台设备从最初的完好运行到最后故障而失效的整个过程，因此，称之为纵向标准。

　　来源：声振之家公众号整理自《长治钢铁(集团)有限公司炼铁厂五高炉送风系统重点设备状态监测与故障诊断系统的研究与开发》作者：李怀林