【iEicn.com編者按】jixieguzhangzhenduanxueshiyimenjinershinianneifazhanqilaidexinxueke，shixiandaihuashebeiweixiujishudezhongyaozuchengbufen
，bingqiezhengzairiyichengweishebeiweixiuguanligongzuoxiandaihuadeyigezhongyaobiaozhi。此項技術的應用主要是對確保機械設備的安全，提高產品質量，節約維修費用以及防止環境汙染起著很重要的作用。

　　一
、概述

　　在機械故障設備的的狀態監測和故障診斷技術中有多種方法可使用。例如振動監測技術、油液分析技術、紅外測溫技術、聲發射技術
、無(wu)損(sun)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)等(deng)。其(qi)中(zhong)振(zhen)動(dong)監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)是(shi)普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)的(de)基(ji)本(ben)方(fang)法(fa)，因(yin)為(wei)振(zhen)動(dong)的(de)理(li)論(lun)和(he)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)都(dou)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)
，且(qie)簡(jian)單(dan)易(yi)行(xing)。另(ling)外(wai)
，據(ju)統(tong)計(ji)
，機(ji)械(xie)故(gu)障(zhang)90%keyicongzhendongceliangzhongjiancechulai。zhendongcelianghexinhaofenxiyizhishizuoweiyuzhiweixiudezhuyaoshouduan，gexingyeshebeibumenyaokaizhanzhexianggongzuoyibandoushicongzheerfangmianqijiade。

　　振動監測技術就是“對設備的振動信號進行檢測、分析處理，故障識別和預報的一種技術”。

　　二
、簡易診斷與精密診斷

　　設備的狀態監測技術是指對設備（部件
、零件）的某些特征參數進行測試，並根據所得測定值與規定的正常值來作比較以判斷設備的工作狀態是否正常或異常（存在故障），也稱為簡易診斷。

　　設備故障診斷技術則不僅要對機器設備的狀態是否正常作出判斷
，更重要的是對機器故障的原因、部位及嚴重程度作出估計。故稱為精密診斷。

　　目前比較普及的還是簡易診斷（狀態監測），而(er)精(jing)密(mi)診(zhen)斷(duan)真(zhen)正(zheng)用(yong)於(yu)生(sheng)產(chan)還(hai)是(shi)少(shao)數(shu)
，而(er)且(qie)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)高(gao)精(jing)尖(jian)設(she)備(bei)上(shang)。這(zhe)一(yi)狀(zhuang)況(kuang)歐(ou)美(mei)和(he)日(ri)本(ben)都(dou)一(yi)樣(yang)，具(ju)有(you)普(pu)遍(bian)性(xing)。這(zhe)表(biao)明(ming)簡(jian)易(yi)診(zhen)斷(duan)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)，簡(jian)便(bian)易(yi)行(xing)，而(er)精(jing)密(mi)診(zhen)斷(duan)還(hai)屬(shu)於(yu)一(yi)種(zhong)開(kai)發(fa)性(xing)技(ji)術(shu)
，尚(shang)不(bu)夠(gou)成(cheng)熟(shu)。另(ling)外(wai)精(jing)密(mi)診(zhen)斷(duan)的(de)費(fei)用(yong)也(ye)比(bi)較(jiao)高(gao)，需(xu)要(yao)精(jing)密(mi)的(de)儀(yi)器(qi)，要(yao)由(you)經(jing)過(guo)專(zhuan)門(men)訓(xun)練(lian)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)進(jin)行(xing)
，所(suo)以(yi)隻(zhi)在(zai)重(zhong)要(yao)的(de)設(she)備(bei)上(shang)進(jin)行(xing)。這(zhe)一(yi)點(dian)對(dui)我(wo)國(guo)開(kai)發(fa)推(tui)廣(guang)診(zhen)斷(duan)技(ji)術(shu)時(shi)值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)。當(dang)前(qian)應(ying)該(gai)把(ba)重(zhong)點(dian)放(fang)在(zai)普(pu)及(ji)簡(jian)易(yi)診(zhen)斷(duan)或(huo)狀(zhuang)態(tai)監(jian)測(ce)上(shang)。同(tong)時(shi)積(ji)極(ji)開(kai)發(fa)精(jing)密(mi)診(zhen)斷(duan)技(ji)術(shu)
，使(shi)它(ta)盡(jin)快(kuai)達(da)到(dao)使(shi)用(yong)水(shui)平(ping)。據(ju)有(you)關(guan)資(zi)料(liao)統(tong)計(ji)，利(li)用(yong)簡(jian)易(yi)診(zhen)斷(duan)儀(yi)器(qi)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)中(zhong)50%的故障。由此可見
，簡易診斷在設備管理與維修中的重要作用。

　　以日本新日鐵公司為例，看設備診斷技術在設備管理與維修中的應用：新日鐵認為：在大型鋼鐵聯合企業中，為確保全係統設備的正常運行
，有兩項技術必須實行。一是有效地監視機器狀況，即“設備監測技術”。二是精確的診斷方法。即：“精密診斷技術”。

　　1.“設備監測技術”。這類技術應滿足如下要求

　　能迅速地對各種類型的機械進行測量

　　能進行現場結論

　　經濟,使用方便

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　　目前，新日鐵在這方麵已開發出了一係列的硬件，專門用於鋼鐵聯合企業中的各類設備，新日鐵把用於設備監測技術的硬件分為三類：

　　（1）第一類是供日常檢查人員隨身攜帶使用的，能定量顯示結果的各種小型儀器。譬如：機器檢測器，油膜檢測器
，小型測振儀、馬達檢測器
，聲發射裂紋檢測器等。

　　（2）dierleishijianshiyibiao，tongchangshianzhuangzaixianchangde
，kejinxingzidongshujucaiyang，zidongshujujiluyuzuoweiqingxiangguanlidetupuxiangduizhao
，yichangqingkuangpanbietupuxianshidengdeng，piru：旋轉機械監視儀，壓縮機監測儀，熱軋機監視儀等。

　　（3）第三類是數據控製係統,這zhe需xu要yao第di一yi類lei儀yi器qi測ce量liang得de到dao的de數shu據ju作zuo為wei輸shu入ru才cai能neng進jin行xing工gong作zuo。可ke自zi動dong處chu理li大da量liang測ce量liang數shu據ju，並bing記ji錄lu，儲chu存cun與yu控kong製zhi圖tu譜pu相xiang對dui照zhao，發fa出chu控kong製zhi信xin號hao等deng

　　2.“精密診斷技術”

　　當(dang)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)設(she)備(bei)監(jian)測(ce)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)，與(yu)作(zuo)為(wei)傾(qing)向(xiang)管(guan)理(li)的(de)圖(tu)譜(pu)或(huo)數(shu)值(zhi)相(xiang)比(bi)較(jiao)之(zhi)後(hou)，當(dang)指(zhi)出(chu)已(yi)存(cun)在(zai)故(gu)障(zhang)或(huo)者(zhe)是(shi)預(yu)測(ce)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)時(shi)，有(you)必(bi)要(yao)進(jin)行(xing)精(jing)密(mi)診(zhen)斷(duan)，通(tong)過(guo)精(jing)密(mi)診(zhen)斷(duan)
，不(bu)僅(jin)要(yao)確(que)定(ding)故(gu)障(zhang)是(shi)否(fou)的(de)確(que)存(cun)在(zai)，並(bing)且(qie)，當(dang)存(cun)在(zai)故(gu)障(zhang)時(shi)，還(hai)需(xu)診(zhen)斷(duan)出(chu)它(ta)的(de)位(wei)置(zhi)，原(yuan)因(yin)及(ji)程(cheng)度(du)，新(xin)日(ri)鐵(tie)認(ren)為(wei)：這類技術必須由專門的、稱為精密診斷檢查的技術人員來進行，在這方麵，新日鐵近幾年來也開發出了二類儀器：

　　（1）一類是專門用的儀器，主要是用於旋轉機械的，這類儀器通常必須配合各種軟件技術（譬如：參照診斷手冊，振動嚴重性判據等）進行使用，同時

，結合設備狀況進行分析

、判斷，譬如：旋轉機械自動診斷係統，自動平衡儀
，聲發射裂紋分析儀等。

　　（2）另一類是通用儀器，用於狀態診斷的測量及分析的儀器。譬如：信號記錄儀
，信號分析儀，傳遞函數分析儀等。

　　由“設備監測技術”和“精密診斷技術”這大類技術就構成了新日鐵的“設備狀態診斷係統”如圖2所示。

　　三、振動測量在機器狀態監測中的應用

　　1.測量方法的進步

　　一台設計得很好的機器
，它的固有振級也很低。但當機器磨損
、基礎下沉、部件變形時


，機器的動態性能開始出現各種細微的變化：軸zhou變bian得de不bu對dui中zhong，部bu件jian開kai始shi磨mo損sun，轉zhuan子zi變bian得de不bu平ping衡heng，間jian隙xi增zeng大da。所suo有you這zhe些xie因yin素su都dou在zai振zhen動dong能neng量liang的de增zeng加jia上shang反fan映ying出chu來lai。因yin此ci

，振zhen動dong加jia劇ju常chang常chang是shi機ji器qi要yao出chu毛mao病bing的de一yi種zhong標biao誌zhi
，而er振zhen動dong是shi可ke以yi從cong機ji器qi的de外wai表biao麵mian測ce到dao的de。

　　過去，設備工程師根據經驗靠手摸

、耳(er)聽(ting)來(lai)判(pan)斷(duan)機(ji)器(qi)是(shi)否(fou)正(zheng)常(chang)或(huo)其(qi)故(gu)障(zhang)是(shi)否(fou)在(zai)發(fa)展(zhan)。但(dan)今(jin)天(tian)機(ji)器(qi)的(de)轉(zhuan)速(su)很(hen)高(gao)，許(xu)多(duo)起(qi)警(jing)告(gao)性(xing)的(de)振(zhen)動(dong)出(chu)現(xian)在(zai)高(gao)頻(pin)段(duan)，因(yin)此(ci)，隻(zhi)有(you)用(yong)儀(yi)器(qi)才(cai)能(neng)檢(jian)測(ce)出(chu)來(lai)。做(zuo)法(fa)是(shi)：在zai機ji器qi運yun行xing良liang好hao的de狀zhuang況kuang下xia，具ju有you一yi個ge典dian型xing的de振zhen級ji和he頻pin譜pu特te征zheng。而er當dang機ji器qi的de故gu障zhang在zai發fa展zhan的de時shi候hou，機ji器qi的de動dong態tai過guo程cheng以yi及ji機ji器qi零ling件jian上shang的de一yi些xie作zuo用yong力li也ye隨sui著zhe變bian化hua，從cong而er影ying響xiang機ji器qi的de振zhen動dong能neng級ji和he頻pin譜pu的de圖tu形xing。通tong過guo這zhe樣yang的de振zhen動dong的de測ce量liang和he分fen析xi，我wo們men可ke以yi知zhi道dao機ji器qi的de工gong作zuo狀zhuang態tai的de變bian化hua以yi及ji是shi否fou需xu要yao維wei修xiu。

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　　把振動測量用於機器狀態監測值得注意的是：

　　成(cheng)功(gong)未(wei)必(bi)取(qu)決(jue)於(yu)初(chu)期(qi)大(da)量(liang)投(tou)資(zi)去(qu)配(pei)備(bei)帶(dai)高(gao)級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)。許(xu)多(duo)成(cheng)功(gong)的(de)例(li)子(zi)開(kai)始(shi)是(shi)在(zai)具(ju)有(you)代(dai)表(biao)性(xing)的(de)機(ji)組(zu)中(zhong)采(cai)用(yong)不(bu)太(tai)昂(ang)貴(gui)的(de)模(mo)擬(ni)式(shi)振(zhen)動(dong)表(biao)和(he)分(fen)析(xi)儀(yi)。當(dang)取(qu)得(de)經(jing)驗(yan)並(bing)計(ji)劃(hua)擴(kuo)充(chong)時(shi)

，就(jiu)自(zi)然(ran)地(di)發(fa)展(zhan)為(wei)采(cai)用(yong)更(geng)快(kuai)更(geng)強(qiang)有(you)力(li)的(de)儀(yi)器(qi)。明(ming)智(zhi)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)購(gou)買(mai)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)儀(yi)器(qi)。如(ru)果(guo)許(xu)多(duo)新(xin)方(fang)案(an)由(you)振(zhen)動(dong)測(ce)量(liang)方(fang)麵(mian)經(jing)驗(yan)有(you)限(xian)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)承(cheng)擔(dan)，加(jia)上(shang)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)不(bu)準(zhun)確(que)而(er)且(qie)前(qian)後(hou)矛(mao)盾(dun)就(jiu)會(hui)大(da)大(da)限(xian)製(zhi)視(shi)情(qing)維(wei)修(xiu)的(de)可(ke)信(xin)度(du)。

　　上海星晟檢測儀器有限公司就是遵循這一思路開發出一係列便攜式測量儀器。像：VIB-5
、VIB-10、VIB-15、VIB-20、BT2000、BA2010等產品。

　　2.測量儀器及測量係統

　　對振動進行周期監測的儀器係統按其複雜程度可分成三檔：

　　（1）簡單係統

　　zuijiandandexitongshiyongyizhongzhidushidexiuzhenzhendongbiaozaiyidingdepinlvfanweineiquceliangzhendongjibie。baceliangjieguoyutongyongbiaozhunhuomeitaijiqidezhuanyongcankaozhixiangbijiao。

　　對那些用振動測量進行狀態監測以取得經驗的人員來說，一個高質量的手持振動計是需要的。這種振動計在10~1000HZ或10~10000HZ的頻率範圍內能讀出單一的振動加速度或速度的均方根值（RMS）或峰值。速度的RMS值可直接與標準的振動嚴重性評定值相比較，從而知道需要維修的程度。雖然寬頻帶振動計在早期故障檢測
、診斷及損壞預測方麵的作用是有限的，但也是必須的。

　　（2）振動狀態監測的係統

　　（a）頻率分析的基本係統

　　用於機器狀態監測的頻率分析係統有若幹種配置方式。如果想從有限的投資開始而且隻有幾十個測量點時（不是幾百和幾千個測量點），電dian池chi供gong電dian的de振zhen動dong分fen析xi儀yi和he振zhen動dong能neng級ji記ji錄lu儀yi是shi優you越yue的de。這zhe種zhong配pei套tao裝zhuang置zhi能neng對dui各ge監jian測ce點dian依yi次ci畫hua出chu其qi窄zhai帶dai頻pin譜pu圖tu。每mei次ci測ce量liang和he分fen析xi約yue需xu要yao幾ji分fen鍾zhong，每mei個ge測ce量liang點dian的de數shu據ju用yong手shou工gong登deng記ji在zai記ji錄lu卡ka上shang。

　　把(ba)每(mei)個(ge)測(ce)量(liang)點(dian)的(de)參(can)考(kao)頻(pin)譜(pu)記(ji)錄(lu)下(xia)來(lai)並(bing)複(fu)製(zhi)在(zai)透(tou)明(ming)的(de)卡(ka)片(pian)上(shang)。以(yi)後(hou)取(qu)得(de)的(de)頻(pin)譜(pu)放(fang)在(zai)參(can)考(kao)頻(pin)譜(pu)下(xia)麵(mian)，兩(liang)張(zhang)卡(ka)片(pian)一(yi)對(dui)照(zhao)立(li)即(ji)可(ke)以(yi)找(zhao)到(dao)差(cha)別(bie)所(suo)在(zai)。如(ru)果(guo)某(mou)一(yi)頻(pin)率(lv)的(de)振(zhen)級(ji)增(zeng)加(jia)就(jiu)畫(hua)出(chu)其(qi)振(zhen)級(ji)——時間曲線
，從而可預測其發展趨勢。

　　有(you)些(xie)用(yong)戶(hu)平(ping)時(shi)隻(zhi)進(jin)行(xing)有(you)規(gui)律(lv)的(de)簡(jian)單(dan)寬(kuan)帶(dai)監(jian)視(shi)，當(dang)振(zhen)級(ji)有(you)明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)時(shi)才(cai)應(ying)用(yong)頻(pin)率(lv)分(fen)析(xi)。這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)有(you)助(zhu)於(yu)故(gu)障(zhang)發(fa)展(zhan)的(de)診(zhen)斷(duan)而(er)不(bu)能(neng)用(yong)於(yu)早(zao)期(qi)警(jing)告(gao)和(he)趨(qu)勢(shi)發(fa)展(zhan)的(de)規(gui)律(lv)分(fen)析(xi)。

　　（b）先進的機器狀態監測係統

　　當有大量的機器測點需要監測時，采用更完善的係統是合理的。操作人員可用加速度計與數據采集器（或數據記錄儀）把每一個測試點的振動信號直接記錄下來。回設備科後

，再送到計算機裏，用軟件進行分析
，這樣做的優點是：速度快、擴大了儀器功能
，改善了檢測能力並降低了測量成本。

　　（3）永久性的機器振動監測

　　上(shang)麵(mian)提(ti)到(dao)的(de)機(ji)器(qi)振(zhen)動(dong)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)都(dou)是(shi)基(ji)於(yu)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)測(ce)量(liang)與(yu)校(xiao)對(dui)。而(er)永(yong)久(jiu)性(xing)監(jian)測(ce)首(shou)先(xian)應(ying)用(yong)於(yu)那(na)些(xie)對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)起(qi)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)的(de)單(dan)台(tai)設(she)備(bei)，當(dang)機(ji)器(qi)出(chu)現(xian)突(tu)然(ran)變(bian)化(hua)時(shi)，能(neng)立(li)即(ji)或(huo)在(zai)幾(ji)分(fen)鍾(zhong)之(zhi)內(nei)向(xiang)控(kong)製(zhi)室(shi)提(ti)出(chu)警(jing)告(gao)
，以(yi)便(bian)在(zai)災(zai)難(nan)性(xing)故(gu)障(zhang)出(chu)現(xian)之(zhi)前(qian)即(ji)采(cai)取(qu)有(you)效(xiao)措(cuo)施(shi)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)在(zai)發(fa)電(dian)、石油化工工業中用得很多，用來監視汽輪機、進料泵和壓氣機等設備。

　　永久性狀態監測係統的首要條件是要有高可靠性、長期的穩定性及抗惡劣環境及抗誤報警的能力

，堅固的機器設計、能在潮濕與有灰塵的條件下工作再加上例行環境試驗才能滿足上述的嚴格要求。加速度計、電纜、接(jie)線(xian)盒(he)等(deng)特(te)別(bie)堅(jian)固(gu)的(de)前(qian)線(xian)設(she)備(bei)也(ye)需(xu)能(neng)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)工(gong)作(zuo)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)還(hai)包(bao)括(kuo)一(yi)個(ge)自(zi)動(dong)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)，以(yi)便(bian)在(zai)事(shi)故(gu)報(bao)警(jing)時(shi)
，操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)立(li)即(ji)核(he)對(dui)哪(na)些(xie)儀(yi)器(qi)的(de)功(gong)能(neng)是(shi)正(zheng)常(chang)的(de)。