云南云天化红磷化工有限公司 云南省开远市 661600
摘要：利用VIB07振动分析仪的数据采集、分析和处理等功能，对传动设备进行离线式检测和趋势跟踪。它具有便捷性、实用性、准确性和频谱分析等特性。用于检测、记录和跟踪机器状态，发现设备异常，对常见的机器振动问题进行故障诊断和趋势监测。
关键词：振动诊断；频谱；冲击；电机；传动
1 前言
电机的可靠性及稳定性，直接关系到生产装置的长期平稳运行。化工企业的机泵常见故障可分为滚动轴承故障、转子不平衡、不对中、基座或装配松动、转子与定子摩擦、耦合不良和齿轮机构振动等。运行设备的故障状态判断与趋势发展分析尤为重要，是否停机、何时停机，需要明确的理论依据作为指导。VIB07振动分析仪相比传统诊断方法，它具有易操作，可直接获取轴承损伤程度、诊断快捷、准确，适合所有电机传动领域的特点。
2 VIB07分析仪
VIB07型号的仪器具备如下检测功能：总振动值测量（速度、加速度和位移），轴承状态值（Bg、 Bv和Env），带激光测点指示的红外测温，以及耳机听诊器功能。
VIB07具备振动分析功能，提供400线频谱分析能力。可分析的频谱为低频速度谱、中频速度谱、高频加速度谱、和解调谱。
仪器可通过USB接口或蓝牙通讯进行巡检任务下载和测试数据上传，利用随机提供的 CM-Trend软件管理机器测点、巡检任务和测量数据，进行报警、趋势监测、故障分析和报告。
3 振动测量方法
将振动加速度传感器连接仪器的BNC输入接口，并将传感器通过磁座或螺钉固定在合适的测点位置上。测量位置的选择应当遵循的3个原则：即设备的直接接触面；信号传递路径；承载区域。
3.1 现场测量
测量功能包括如下项目：振动测量、轴承状态、听诊器、温度测量、频谱分析。进行上述各项测量可在主菜单用上下左右方向键选择对应的测量功能图标，按确定键进入相应测量界面。每次测量结束后直接退出，不能保存数据。
3.2 路径巡检采集
在进行路径采集前，首先由PC 机CM-Trend软件将路径传送到仪器，然后携仪器到区域/机器现场，按照测量定义逐点采集每个机器测点的数据，直到采集完所有预定采集的机器和测点，结束一个路径采集任务。可将采集的数据上传到PC机CM-Trend软件数据库。
图1 ISO10816-3 振动速度值标准
4 评定标准
4.1机器振动国际标准
ISO10816-3机器振动国际标准,是对在机器轴承、轴承座或支撑上测量振动烈度提供的专门标准，该振动标准适用于功率大于15kW运行转速在120-15000rpm的机组。
ISO10816-3振动报警限适用于功率大于15kW额定转速为120-15000RPM的工业机器
4.2轴承状态评价
轴承状态BG值和BV值是轴承所有高频振动的有效值RMS。振动本身是包含多种频率的，可以选择一些频率范围测量轴承状态。
轴承状态BG值是经滤波的1k-12kHz高频振动加速度有效值。加速度对高频率更灵敏反应变化。
图2 轴承状态BG值评价准则
轴承状态BV值是独特的检测轴承故障的方法，可靠性达到80-90%。BV值是经滤波的 1k-12kHz高频振动速度有效值。
轴承状态BV值评价准则如下：
BV≤1，正常状态并且润滑良好的轴承
BV=1～2 范围内，润滑不良或早期轴承问题
BV>2 故障已经较为严重
4.3 低频，中频，高频和包络频谱
VIB07提供四种频谱：
低频：Vel-200Hz(VIB07)振动速度频谱
中频：Vel-1.6kHz振动速度频谱
高频：Acc-8kHz振动加速度频谱
包络：Env-1kHz(滤波频带1k-20kHz)加速度包络频谱
低频频谱（200Hz/400Hz）主要用于监测和诊断与转速有关的故障，如不平衡、不对中、轴弯曲、偏心、松动。这些故障表现为转速频率或转速频率的倍频成分。
中频频谱（1600Hz）用于综合评价设备状态和故障，除了与转速有关的故障，还可以监测和诊断轴承故障的发展，冲击，流体问题和共振等现象，还可以包含风机和泵的叶片通过频率，低速齿轮箱的齿啮合频率等等。
高频频谱(加速度8kHz)用于检测机器或部件内部是否存在冲击现象，例如由于轴承故障、 齿轮问题、流体气蚀等导致的冲击，它们通常激起部件或结构的固有频率，导致高频振动。
包络解调谱用于早期发现，监测轴承和齿轮部件的故障，分析振动的原因和部位，是一个非常有用的参数。
5 案例分析
磷酸厂4#制酸，P2201A过滤真空泵高压电动机，YKK3554-4 250kW 6000V，频繁出现电机损坏故障，主要是轴承故障引起，通过用VIB07振动分析仪对该电机进行一段时间的数据采集。分析结果如下：
首先用CM-Trend状态监测趋势软件对采集的数据形成报警报告，如图3：
可以看出，M02测点（电机后轴承）的轴向高频速度BV为1.1mm/s和包络ENV的值为0.38g，处于报警状态。
用低频谱图分析，在转速的1倍、2倍、3倍、4倍都有明显波峰。对照VIB07操作手册里的机器故障频谱分析，判断存在旋转松动，指在机器旋转和固定部件间存在太大的空间，在轴向测量方向产生过大的1x RPM谐频振动，但此图中是2x RPM高次谐频主导，则怀疑有冲击。如图4：
图3 报警报告
图4 低频：Vel-200Hz振动速度频谱图
再用包络频谱图分析，在1x RPM和8.5xRPM有较高的冲击波，可能是在轴承故障发展过程中滚珠或滚道缺陷产生的周期性冲击波。如图5：
图5 包络解调谱图
综上所述，P2201A过滤真空泵高压电动机后轴承测量有报警信息，未达到危险等级。振动的原因可能是旋转松动或是轴承早期故障发展过程中滚珠或滚道缺陷产生的周期性冲击波。建议是观察运行并继续采集数据，及时进行趋势监测，故障分析。依据分析结果，可以在该设备以后的检修方案中，有针对性的对电机进行检修。
参考文献
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[3]刘岩.朱显军，郑传波.SPM技术在电机故障诊断中的应用[J]装备维修技术，2011（4）：6-14.
作者简介
王锐，出生年月：1976年2月，性别：男，籍贯：昆明，学历：大学本科，职称：化工电气工程师，研究方向：研究电力系统的应用和发配电设备。
论文作者:王锐
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/27
标签：频谱论文; 轴承论文; 测量论文; 状态论文; 故障论文; 包络论文; 机器论文; 《基层建设》2019年第24期论文;