1 機(jī)械設(shè)備振動(dòng)產(chǎn)生的原因
在實(shí)際的機(jī)械生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備發(fā)生振動(dòng)故障不盡相同。一般來說，常見的機(jī)械設(shè)備振動(dòng)都與旋轉(zhuǎn)相關(guān)。本文對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因進(jìn)行分析：
1.1 轉(zhuǎn)子的異常振動(dòng)故障
機(jī)械設(shè)備中的轉(zhuǎn)子由于受形狀不對(duì)稱、所用材料密度不均勻、加工或安裝時(shí)產(chǎn)生誤差等影響，導(dǎo)致其產(chǎn)生了徑向截面上的不平衡以及質(zhì)量的分布不均勻問題，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸之間的松動(dòng)分離。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，徑向各截面上存在的不平衡量就會(huì)產(chǎn)生離心力，且離心力的方向也會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而不斷進(jìn)行周期性的改變，從而引發(fā)了異常振動(dòng)，使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心位置不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生振動(dòng)故障，極易對(duì)支撐轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承造成極大的磨損變形。
1.2 電機(jī)的振動(dòng)故障
通常來說，發(fā)生電機(jī)振動(dòng)故障的原因主要是電機(jī)在組裝時(shí)，轉(zhuǎn)子安裝的不對(duì)稱，或者轉(zhuǎn)子與定子之間的電壓不均勻、不穩(wěn)定。當(dāng)電機(jī)超長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子鐵心與軸配合容易發(fā)生松動(dòng)。轉(zhuǎn)子在磁拉力的作用下，二者之間容易開裂，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的摩擦過程中，軸系出現(xiàn)松動(dòng)，電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)故障。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)強(qiáng)度值超出允許范圍，電機(jī)會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)，且伴隨著較大的噪聲。此時(shí)如果任其發(fā)展，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的線圈燒毀、電機(jī)短路、軸承磨損嚴(yán)重等問題。
1.3 齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)故障
齒輪傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中最常使用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在齒輪的傳動(dòng)過程中，由于齒輪的高速旋轉(zhuǎn)，一旦其波動(dòng)幅度超過了允許范圍負(fù)載，就會(huì)導(dǎo)致齒輪在短時(shí)間內(nèi)加速磨損。齒輪的磨損變形會(huì)導(dǎo)致齒輪發(fā)生異常振動(dòng)，誘發(fā)振動(dòng)故障。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致齒根的斷裂，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。
1.4 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)故障
滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中較常使用的傳動(dòng)零件。滾動(dòng)軸承在運(yùn)作時(shí)，其內(nèi)外圈的通過頻率必須要保持與標(biāo)準(zhǔn)值一致。一旦內(nèi)外圈的通過頻率與標(biāo)準(zhǔn)值有差異，就會(huì)帶來滾動(dòng)軸承的異常振動(dòng)，加劇滾動(dòng)軸承在短時(shí)間內(nèi)的磨損變形程度。最終誘發(fā)機(jī)械設(shè)備故障，影響機(jī)械設(shè)備的安全使用。
2.機(jī)械振動(dòng)故障診斷的關(guān)鍵
（1） 數(shù)據(jù)采集
機(jī)械振動(dòng)數(shù)據(jù)是進(jìn)行振動(dòng)故障診斷的基礎(chǔ)與判斷依據(jù)，采集的數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度決定著故障診斷的準(zhǔn)確性，因此振動(dòng)數(shù)據(jù)采集是機(jī)械設(shè)備振動(dòng)應(yīng)急處理中基礎(chǔ)的、必不可少的環(huán)節(jié)。在振動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)際采集時(shí)，所用采集設(shè)備會(huì)限制采集數(shù)據(jù)的量級(jí)與數(shù)據(jù)的精度。當(dāng)數(shù)據(jù)量級(jí)和數(shù)據(jù)精度的增加時(shí)，數(shù)據(jù)的總量也會(huì)呈現(xiàn)幾何級(jí)的增長(zhǎng)。這不僅需要消耗極大的存儲(chǔ)空間，也大大增加了故障診斷系統(tǒng)的工作負(fù)荷。為了提高所采集振動(dòng)數(shù)據(jù)的有效性，通常只將采集設(shè)備放置在故障經(jīng)常發(fā)生的關(guān)鍵部位，然后利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來自動(dòng)采集振動(dòng)故障診斷時(shí)所需的數(shù)據(jù)。
（2） 數(shù)據(jù)分析
利用采集設(shè)備采集到故障振動(dòng)的數(shù)據(jù)后，技術(shù)人員需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類、綜合，采用頻譜分析等技術(shù)手段進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的深挖掘，為找到故障發(fā)生的原因與發(fā)生部位提供依據(jù)。
（3） 故障診斷
數(shù)據(jù)采集與分析的最終目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)故障的診斷，故障的診斷需要對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷。將振動(dòng)故障數(shù)據(jù)與故障判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合分析，從而快速準(zhǔn)確地判斷出故障的發(fā)生部位與發(fā)生原因。以較低的成本來解決機(jī)械振動(dòng)故障問題，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，提高機(jī)械設(shè)備工作的效率。
3 振動(dòng)故障的處理措施
在對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的原因判斷與位置定位后，需要采取相應(yīng)的處理措施來對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的維修與維護(hù)，減少機(jī)械設(shè)備在使用過程中對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)帶來的損失。本文以旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)故障為例，探討了其故障判別與應(yīng)急處理措施。旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)量主要采用振動(dòng)儀進(jìn)行采集獲取，將采集得到的振動(dòng)量與故障判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析。如果發(fā)現(xiàn)振動(dòng)量超過允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍，通常可以根據(jù)振動(dòng)發(fā)生部位與振動(dòng)方向來推測(cè)振動(dòng)的來源。
例如，縱向振動(dòng)量的增大，可以推測(cè)是由于聯(lián)軸器中心有誤差或者轉(zhuǎn)子的安裝存在誤差超標(biāo)問題，水平振動(dòng)量的增大可能是由于轉(zhuǎn)子失去平衡。遇到此問題時(shí)，需要挨個(gè)敲擊各風(fēng)葉片進(jìn)行檢查。如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)葉片有松動(dòng)，則需要進(jìn)行焊接加固。在將風(fēng)扇裝入轉(zhuǎn)子軸后，還需要做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)并配重至要求。此外，還可以通過油樣化驗(yàn)、鐵普分析等手段來判斷傳動(dòng)部件與軸承的磨損情況。與此同時(shí)，需加強(qiáng)設(shè)備的裂化傾向管理，定期檢修維護(hù)，以確保機(jī)械設(shè)備的安全使用。
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