機械設(shè)備振動故障的診斷流程
在長時間、高負荷運行下，機械設(shè)備極易出現(xiàn)各類故障，機械振動故障的診斷是利用檢測儀器對機械設(shè)備的原始振動信號進行采集，對檢測到的數(shù)據(jù)進行分析，對振動信號進行降噪處理，去除信號中夾雜的噪音雜質(zhì)，提取關(guān)鍵的故障信息。然后參考機械振動故障的判斷標準，并與正常振動數(shù)據(jù)相互對比，*終形成數(shù)據(jù)報告，診斷出機械設(shè)備的故障發(fā)生原因。只有對故障進行清晰明確的判斷，才能提高機械振動故障判斷的準確性。應(yīng)針對故障原因采取相應(yīng)的處理措施，對機械設(shè)備進行科學(xué)合理的維修與維護，避免發(fā)生故障誤判問題，減少機械設(shè)備在使用過程中對機械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來的損失。
在實際的機械設(shè)備使用過程中，設(shè)備的管理人員和操作人員在面對設(shè)備工作狀態(tài)、檢測裝置、實際運轉(zhuǎn)、軸承類型等問題時，通常需要根據(jù)機械設(shè)備的工況，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗與專業(yè)技能，參考以往機械設(shè)備的維修標準，制定出適合自身工廠的故障判斷標準。該標準包括機械設(shè)備振動故障的頻率、幅度等物理參數(shù)標準，可作為后續(xù)故障診斷的標準參考。
常見的故障振動診斷方法
機械設(shè)備的振動伴隨著機械設(shè)備的運行而產(chǎn)生。可以說，只要機械設(shè)備在運行，就會產(chǎn)生機械振動。一般只要機械振動量（位移、速度及加速度）符合標準，未超過允許范圍，機械設(shè)備所受傷害可以忽略。但是一旦機械設(shè)備出現(xiàn)不正常的振動或者振動的幅度超過了允許范圍，機械設(shè)備將會產(chǎn)生較大的動載荷和噪聲。某些零部件由于受到附加載荷，磨損、疲勞、破裂等問題會加劇，會對機械設(shè)備的工作壽命和工作性能產(chǎn)生影響，嚴重的會導(dǎo)致機械設(shè)備零部件出現(xiàn)故障或者提前失效。因此需要對機械振動信號中蘊藏的故障信息進行深挖掘，及時診斷并準確判別出故障發(fā)生的原因，降低以振動加劇為征兆的故障事件發(fā)生的概率。
機械設(shè)備振動診斷實際上是通過對采集的振動信號在三維圖上的時域、幅域、頻域進行信號處理與分析，以判斷出故障發(fā)生的原因，并找到故障發(fā)生的部位。目前，在國際上普遍使用的振動診斷方法主要包括[3]：
1 波形分析法
波形分析法是在時域與幅域上對振動信號進行分析，通過對信號波譜曲線的形態(tài)進行分析，提取表征曲線形態(tài)的參量，并以這些參量的相似性作為波譜相似性的測度。將這些參量與機械振動故障的判斷標準進行比照，從而判別出振動信號中隱含的故障原因，并對故障發(fā)生部位進行定位。
波形分析法在振動診斷中的使用流程如下：（1）利用檢測儀器對機械設(shè)備的原始振動信號進行采集。（2）確定振動信號波形參量在時間域與幅值域上的分布，找到*大幅值。（3）分析并確定各諧波分量的頻率值。（4）計算振動信號波形的相位滯后與時間滯后。（5）根據(jù)波形的畸變狀況進行反演，計算得到真實的波形。（6）計算自由振動波形衰減系數(shù)與振動系統(tǒng)的阻尼值。（7）構(gòu)建波形與實際物理現(xiàn)象二者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)，構(gòu)建機械設(shè)備在正常作用狀態(tài)的振動波與波形特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系網(wǎng)。（8）通過相關(guān)分析，計算振動波形與機械設(shè)備在正常作用狀態(tài)的振動波形二者之間的相似度。
2 頻譜分析法
頻譜分析法是將時域信號變換至頻域，在頻率域內(nèi)對動態(tài)信號加以分析的方法。其通過將復(fù)雜的時間歷程波形，經(jīng)過傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)以及各諧波和相位信息，其分析的結(jié)果是以頻率為坐標的各物理量的譜線與曲線。目的是為解決消振、幅振等問題提供條件，幫助判別出振動信號中隱含的故障原因，并對故障發(fā)生部位進行定位。
頻譜分析法在振動診斷中的使用流程如下：（1）計算動態(tài)振動信號中的各個頻率分布范圍。（2）計算動態(tài)振動信號的各個頻率在幅域上的分布情況與能力分布情況，獲得主要幅度與能量分布的頻率值。（3）對測試波形進行分析，計算其頻率成分與幅值，以校正測試波形。（4）頻譜分析得到頻率值、幅值、相位角以及各種譜密度，作為參數(shù)，以解決消振、幅振等問題。
