设备故障诊断 - 振动诊断技术

利用正常设备或结构的动态特性（如固有频率、模型、传递函数等）与异常设备或结构的动态特性的不同来判断设备是否存在故障的技术叫作振动诊断技术。

对于在生产过程中连续运转的机械设备，根据它在实际运行中反映出来的代表自身运动特性的振动信号，使用设备诊断仪器或信号采集器对设备进行在不停车状态下的在线监测，并对其收集到的信息进行诊断分析，做出正常、异常或故障部位的判断。这是对动态设备而言。

对于静态设备和工程结构的诊断，可以对其施加人工激励，根据这一做法反映出的设备动态特性立即进行信号采集，这样，就可以采用振动诊断技术对设备在静态状况下是否存在结构故障或裂纹做出故障诊断。这种振动诊断技术方便而且可靠，是对故障进行预测的一种应用最多最广泛的诊断技术。

振动诊断技术应用最多的是在设备动态状态下的监测应用，但是对静态设备施加人工激励的进行动态性能分析的应用范围同样是广泛的。在机械产品的无损检测中，振动诊断技术就显示出它的特点。

例如焊接和胶接的质量用超声波和X射线透视无法判断的情况下，用振动诊断技术可以明显地区别开。完整的振动诊断技术应
该包括四个方面，即

①振动信号的采集。
②振动信号的分析处理。
③设备故障识别。
④设备故障预报等。

大家有这样的感性认识，设备非正常机械振动会使得设备的各零部件产生过快的机械磨损，造成零部件过早失效，即使非正常振动发展缓慢，也会引起轴承等部件磨损增加，降低使用寿命。

当设备的外部机械部件或环境发生振动时，也会对设备本体的各种焊缝和连接件发生疲劳、松动，可能产生永久性破坏，如果设备的非正常振级量较高时，迟早会发生设备故障。

所以，运用包括振动诊断技术在内的各种监测诊断技术对设备振动量级的变化情况进行监测、检查分析是设备预防性维修的一项重要工作，要引起高度重视，并且在日常工作中抓好落实。这样做的结果是能够及时查找出设备的早期故障，以便在其未对设备运行产生较大影响时就对设备安排修理和进行调整，使其恢复正常技术状态。

另一方面，振动与噪音是有密切联系的，非正常振动必然引起噪声的增加，而噪声污染对人的身心健康是有严重影响的，必须严格控制。设备振动的变化应该通过定期的监测来掌握，将监测数据进行分析，有针对性地确定设备的检测时间和检修方案，安全、经济地组织设备维修工作。对设备振动的监控装置可以是便携式的，也可以是固定式。

设备检查人员可携带简易振动测试仪在巡视检查和检修时使用，对于大型的关键的设备安装固定式振动监测仪是必要的。这样就可以对自身作出自诊，当监测的振动值达到规定的界限时，设备监测装置即可发出故障预警信号，通知停机检查或修理。

产生设备振动的情况是复杂的，要确定引起振动的故障的性质和原因以及制订出切实可行的预防措施和整修办法，一般都要按照一定的周期和所确定的监测部位进行监测振动情况，分析振动源由，判断振动的谐振频率和模式。

对于简单设备，一般只需要在轴承支座部位用振动监测仪作轴向和径向的测试则可确定出振动量级的程度及时做出判断。对于结构复杂的机械设备要较为准确地诊断出所存在的问题，则需要在设备的不同部位和不同方向进行振动测试，这样能够确定出不同部位的振动量级，潜振频率和振动模式。

这就是复杂设备故障振动监测得出的结果，并作为诊断分析的依据，从而制订可行的解决方案，比如，更换轴承、调整旋转偏心、紧固连接件等等。到目前为止，设备振动检测仪器已经有了很大的发展，检测的准确性、可靠性有了很大提高，功能也有了很大的扩展。

在设备诊断技术的现场应用中无需具备很多的技术和数学知识便可进行恰当的振动监测。但是非常有效的振动监测则需要必要的振动监测实际知识。所以，在我们开展振动检测工作的同时，应注意振动理论的学习与掌握，能够对振动数据作出正确的解释和对振动监测系统进行正确选择。