如何在沒有精密振動分析儀的情況下評估軸承運行狀態
要想在沒有精密儀器的情況下做到對滾動軸承的診斷,除了我們對設備的了解,以及對軸承的聽診經驗外,更重要的是用數據說話,這就需要我們充分了解振動加速度這個振動參數。
3、振動加速度
力等于質量乘以加速度。振動加速度與力成正比,振動加速度的增加與振動頻率的平方成正比。加速度的增大,往往表明振動頻率的升***,產生了相對的***頻振動,其可以產生很大的激振力。
沖擊一般不會產生大的位移或速度,但造成的破壞可能相當大。而對于一般轉動設備而言,軸承或齒輪是產生***頻振動的主要部件。加速度值的升***,對于滾動軸承來說,一般預示著疲勞的產生。早期的軸承疲勞,可能在速度或位移上并沒有特別明顯的表現,隨疲勞的發展,軸承的振動速度峰值將會有明顯的增大(而振動位移可能一直不會有較明顯的增大),且當其加速度超過某量值的時候,則到了***佳的檢修更換軸承的時機;對于摩擦問題,特別是不穩定的摩擦問題,由于不穩定的沖擊信號,一般也可能造成加速度的升***和波動,對于簡單結構的轉動設備而言,這類問題通常出現在軸承潤滑上,后面會介紹區分方法。
由于振動加速度是連續變化的,因此采用******值,即峰值來度量加速度。
加速度是指速度變化率,是表示物體速度變化快慢的物理量。但加速度與速度并無必然聯系,加速度很大時,速度可以很小;速度很大時,加速度也可以很小。例如:炮彈在發射的瞬間,速度為0,加速度卻非常大;以***速直線勻速行駛的賽車,速度很大,但是由于是勻速行駛,速度的變化量是零,因此它的加速度為零。
我們日常生活中使用的車輛,加速度也是其重要的性能指標,例如兩輛汽車開始靜止,均勻地加速后,達到10m/s的速度,A車花了10s,而B車只用了5s。它們的速度都從0變為10m/s,速度改變了10m/s。所以它們的速度變化量是一樣的。但是很明顯,B車變化得更快一些。我們用加速度來描述這個現象:B車的加速度(a=Δv/Δt,其中的Δv是速度變化量)>A車的加速度。顯然,當速度變化量一樣的時候,花時間較少的B車,加速度更大。也就是說B車的啟動性能相對A車好一些。
了解完振動加速度的概念與特點,再來了解一下其在診斷中的應用。關于滾動軸承的振動方法很多,可以說是五花八門,但其有個共同特點,都是檢測***頻信號,早期捕捉軸承缺陷。
對于振動來說,萬變不離其宗,其本質還是加速度值,很多人問過我,那么它的標準是什么,哈!自己總結吧,無可奉告。***先每臺設備具有差異性,即使同型號的兩臺設備,由于其運行環境等其它因素,同一軸承故障,同樣的損傷程度,其加速度值卻會有很大的不同。但至少我們可以早期發現問題,跟蹤問題,掌握缺陷的發展狀況。
具體的來說,就是用我們簡易的振動表測量振動速度、位移、加速度三個量值進行比較,若速度、位移較小,而加速度較大,同時與其它軸承的加速度值相比較,該軸承的加速度值明顯突出,說明該軸承存在***頻沖擊信號(***頻信號的一個主要特點就是衰減較快,不易傳遞到其它軸承),特別是對于變速箱的多個軸承而言效果尤為明顯。
值得注意的是軸承加速度值***并不意味著軸承的損壞,對于有些軸承由于從安裝開始就存在此種現象,特別是新安裝的軸承,主要還是看發展趨勢;另外軸承潤滑問題引起的加速度值升***現象普遍存在,其區分方法是注入新的潤滑油,觀察振動變化情況,前期文章已多次介紹,不再贅述。
以個人的經驗,單純的加速度值***,即使確定是軸承問題,也不必緊張,可以跟蹤監視,不同的故障發展趨勢不同,其發展過程可能非常緩慢。只有當該頻率的振動速度值也逐步升***時,說明該軸承應準備更換了。
對于軸承故障來說,對設備的了解,及簡易的聽診經驗是非常必要的,結合數據分析會事半功倍!