TPM管理培訓(xùn)公司提出設(shè)備狀態(tài)管理的核心內(nèi)容是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與分析。點(diǎn)檢人員主要的工作就是通過日常的點(diǎn)檢、檢測(cè)來監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)，及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，尋找出故障源，從而實(shí)現(xiàn)視情維修。這就對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備管理人員（點(diǎn)檢人員）提出了較高的要求。經(jīng)過多年的改造，我們擁有了國內(nèi)、外一流的設(shè)備，設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，精度越來越高，僅僅靠傳統(tǒng)的“眼看、手摸、耳聽”等五官來檢測(cè)設(shè)備的狀態(tài)，無法及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，已不能滿足現(xiàn)在精密機(jī)械設(shè)備點(diǎn)檢的需要。

　　

　　本章主要介紹用振動(dòng)檢測(cè)的方法來檢測(cè)設(shè)備（部件）的狀態(tài)，并預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)。內(nèi)容主要包括：用測(cè)振儀、分析儀等振動(dòng)檢測(cè)儀的日常檢測(cè)，來實(shí)施簡易的診斷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障；對(duì)于復(fù)雜的設(shè)備再通過頻譜分析等手段實(shí)現(xiàn)精密點(diǎn)檢，分析故障的原因，找出故障源。

 

精密機(jī)械設(shè)備點(diǎn)檢

　　

　　精密機(jī)械設(shè)備點(diǎn)檢簡易振動(dòng)診斷基礎(chǔ)知識(shí)

　　

　　我們可以從不同的角度來考察振動(dòng)問題，常把機(jī)械振動(dòng)分成以下幾種類型：

　　

　　1．按振動(dòng)規(guī)律分類

　　

　　2．按產(chǎn)生振動(dòng)的原因分類

　　

　　機(jī)械振動(dòng)分為三種類型：

　　

　?。?）自由振動(dòng) 給系統(tǒng)一定的能量后，系統(tǒng)所產(chǎn)生的振動(dòng)。若系統(tǒng)無阻尼，則系統(tǒng)維持等幅振動(dòng)；若系統(tǒng)有阻尼，則系統(tǒng)為衰減振動(dòng)。

　　

　?。?）受迫振動(dòng) 元件或系統(tǒng)的振動(dòng)是由周期變化的外力作用所引起的，如不平衡、不對(duì)中所引起的振動(dòng)。

　　

　?。?）自激振動(dòng) 在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵(lì)而引起的振動(dòng)，如油膜振蕩、喘振等。

　　

　　因機(jī)械故障而產(chǎn)生的振動(dòng)，多屬于受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)。

　　

　　3．精密機(jī)械設(shè)備點(diǎn)檢按振動(dòng)頻率分類

　　

　　按著振動(dòng)頻率的高低，通常把振動(dòng)分為3種類型。

　　

　　3．1．1．2 振動(dòng)三要素及其在振動(dòng)診斷中的應(yīng)用

　　

　　構(gòu)成一個(gè)確定性振動(dòng)有3個(gè)基本要素，即振幅d,頻率f和相位φ。振幅、頻率、相位，這是振動(dòng)診斷中經(jīng)常用到的三個(gè)最基本的概念?，F(xiàn)在，我們以確定性振動(dòng)中的簡諧振動(dòng)為例，來說明振動(dòng)三要素的概念、它們之間的關(guān)系以及在振動(dòng)診斷中的應(yīng)用。

　　

　　1．振幅d

　　

　　簡諧振動(dòng)可以用下面函數(shù)式表示： d = Dsin(Tt＋φ) (3-1)

　　

　　式中：D――最大振幅，指振動(dòng)物體（或質(zhì)點(diǎn)）在振動(dòng)過程中偏離平衡位置的最大距離。（μm或mm）

　　

　　t――時(shí)間 (s)

　　

　　T――周期，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)（或物體）完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間 (s)

　　

　　φ――初始相位（rad）

　　

　　由于T可以用角頻率ω表示，即ω=T，所以式 (3-1) 又可寫成：

　　

　　d = Dsin(ωt+φ) (3-2)

　　

　　振幅不僅用位移，還可以用速度v和加速度a表示。

　　

　　速度的函數(shù)式：

　　

　　v = Vcos(ωt+φ) =Vsin(ωt+π

　　

　　2+φ) (3-3)

　　

　　式中V――速度最大幅值（mm/s）

　　

　　加速度的函數(shù)式：

　　

　　a = Asin(ωt+π+φ) (3-4)

　　

　　式中A――加速度最大幅值（m/s2）

　　

　　在這里，必須特別說明一個(gè)與振動(dòng)幅值有關(guān)的物理量即速度有效值Vrms，亦稱速度均方根值。這是一個(gè)經(jīng)常用到的振動(dòng)測(cè)量參數(shù)。目前許多振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)都是采用Vrms作為判別參數(shù)，因?yàn)樗钅芊从痴駝?dòng)的烈度。

　　

　　對(duì)于簡諧振動(dòng)來說，速度的最大幅值Vp(峰值)與速度有效值Vrms、速度平均值Vav之間三者有如下關(guān)系：

　　

　　Vrms=22πVav=Vp≈0.707Vp (3-5) 42

　　

　　幅值反映振動(dòng)的強(qiáng)度，振幅的平方常與物質(zhì)振動(dòng)的能量成正比，振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)都是用振幅來表示的。

　　

　　2．頻率f

　　

　　振動(dòng)物體（或質(zhì)點(diǎn)）每秒振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率，用f表示，單位為Hz。振動(dòng)頻率在數(shù)值上等于周期T的倒數(shù)，即： f = 1 (3-6) T

　　

　　式中 T――周期，即質(zhì)點(diǎn)再現(xiàn)相同振動(dòng)的最小時(shí)間間隔（s或ms）。

　　

　　頻率還可以用角頻率ω來表示，即

　　

　　f = ω (3-7) 2π

　　

　　頻率是振動(dòng)診斷中一個(gè)最重要的參數(shù)，確定診斷方案，實(shí)施狀態(tài)識(shí)別，選用診斷標(biāo)準(zhǔn)等各個(gè)環(huán)節(jié)都與振動(dòng)頻率有關(guān)。對(duì)振動(dòng)信號(hào)作頻率分析是振動(dòng)診斷最重要的內(nèi)容，也是振動(dòng)診斷的最大優(yōu)勢(shì)。

　　

　　3．相位φ

　　

　　設(shè)式中的ωt+Φ=φ ，則得

　　

　　d = Dsinφ (3-8)

　　

　　式中: φ――物體的相位（rad）。

　　

　　振動(dòng)信號(hào)的相位，表示質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位置。不同振動(dòng)源產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)都有各自的相位。相位測(cè)量分析在故障診斷中變有相當(dāng)重要的地位，一般用于諧波分析，動(dòng)平衡測(cè)量，識(shí)別振動(dòng)類型和共振點(diǎn)等許多方面。

　　

　　3．1．2 振動(dòng)信號(hào)處理

　　

　　信號(hào)處理的基本方法有幅域分析、時(shí)域分析、頻域分析和相域分析。幅域分析是指對(duì)信號(hào)在幅值上進(jìn)行各種處理；時(shí)域分析是指對(duì)信號(hào)在時(shí)間域內(nèi)的分析或變換；頻域分析則是確定信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)，即弄清楚信號(hào)中包含有那些頻率成分及各頻率成分的幅值大小；相域分析即是進(jìn)行相位值測(cè)量及對(duì)相位隨時(shí)間的變化進(jìn)行分析。在現(xiàn)場(chǎng)從事簡易診斷的工程技術(shù)人員必須掌握有關(guān)信號(hào)處理的基礎(chǔ)知識(shí)，尤其是時(shí)域和頻域分析方面的知識(shí)。

　　

　　3．1．2．1精密機(jī)械設(shè)備點(diǎn)檢時(shí)間領(lǐng)域內(nèi)的信號(hào)處理

　　

　　時(shí)域信號(hào)處理亦稱時(shí)域分析，它是通過觀察振動(dòng)信號(hào)的時(shí)間歷程，對(duì)其信號(hào)的周期性及隨機(jī)性給出定性評(píng)價(jià)，從而可以估計(jì)設(shè)備所處的技術(shù)狀態(tài)，為狀態(tài)維修提供維修策略。