如果你正在寻找一种方法来让你的机器更好地运行更长时间，振动分析可以提供巨大的帮助。振动分析是任何工业可靠性程序的重要组成部分。它帮助团队监控机器运行状况，预测维护需求，并快速诊断缺陷。
本文解释了什么是振动分析，以及它可以为您的组织做些什么。我们还将仔细检查用于振动分析的工具、软件和方法。
振动分析是以可靠性为中心的维修（RCM）和预测性维修（PdM）计划的核心。它通常与其他无损检测维护技术相结合，如油液分析、热成像、超声波检测和电机电流分析。
1、什么是振动分析？
振动分析是测量和分析设备振动模式的过程。这是一种行之有效的延长资产寿命和减少计划外停机时间的方法。
现代振动传感器和分析工具可以在问题仍然易于修复的早期阶段识别故障。这避免了代价高昂的级联故障，并为设备的维护计划、采购和安全关闭留出了时间。
作为任何状态监测或预测性维护计划的关键组成部分，振动分析提供了维护领导者所需的见解。这样，决策者就可以领先于机器故障，并推动更高效的维护计划。
2、振动分析是如何工作的？
旋转机械的每个部件在使用时都会以离散和可量化的速度振动。一定程度的振动是正常的。但是，当设备开始过度振动或以异常频率振动时，可能表明您的设备出现故障或恶化。
通过振动分析，您可以精确定位振动源，进行诊断，然后采取适当的措施进行纠正。维护团队使用各种工具收集关键设备和组件的振动数据。然后，他们可以分析这些数据，以深入了解设备健康状况。
诊断软件收集和处理设备的振动数据，识别异常情况，并在设备需要维修时通知维护团队。必要时，振动分析专家会进行更深入的诊断，并为您的工作人员提供下一步的建议。
3、振动分析如何与状态监测配合使用？
状态监测和以可靠性为中心的维护是积极主动的维护方法，通过监测振动、润滑质量、温度和能耗等参数来跟踪资产健康状况。一些状态监测程序连续收集数据，并将其传输到基于云的软件中进行实时振动分析。
由于振动分析有助于及早发现故障，因此它是许多成功的状态监测程序的核心。它通过利用振动传感器、振动分析软件和专家人工分析，提醒维护团队注意设备退化的早期迹象。也许这是显而易见的，但这就是为什么它被认为是预测性维护。
然而，振动分析不仅仅用于预测性维护。您还可以使用振动数据来诊断现有的机器故障或确定持续问题的根源。这个过程被称为根本原因故障分析（RCFA）。例如，校正旋转不平衡的工具依靠振动分析来定位和纠正不平衡的来源。
4、振动分析的好处是什么？
振动分析可以在机器故障变得足够严重而被视为故障模式之前的几个月内识别出正在发展的机器故障。早期测试为维护团队提供了充足的时间进行维修，而不是中断生产计划或产生意外停机的成本。振动分析可以：
①诊断现有的机器故障；
②确定故障严重程度；
③指导维护优先事项；
④创建设备运行状况的总体情况；
⑤大大减少机器故障；
⑥协助预测、预算和盘点；
⑦提高工厂安全性；
⑧减少突然、意外的停工；
⑨延长设备使用寿命。
5、振动分析能检测到什么？
虽然有1200多种可识别的故障情况，但许多常见的机械故障是由以下四个因素之一引起的：
①不平衡
②松动
③错位
④轴承退化
一个强大的振动分析程序可以在这些故障变得严重之前对其进行诊断。越早发现问题，维修设备就越容易，成本效益也就越高。以下是振动分析在特定情况下的工作原理：
6、用振动分析校正不平衡
旋转不平衡是造成旋转设备损坏的主要原因，如泵、发动机、涡轮机和压缩机。即使是相对较小的不平衡也会导致轴承磨损。机器通常会增加能耗和过热，从而导致故障。旋转不平衡可能是制造缺陷造成的。但它也可能随着时间的推移而发展，原因是：
①错误的安装；
②热变形；
③腐蚀或退化；
④轴弯曲或断裂；
⑤缺少平衡配重。
7、用振动分析识别轴不对中
轴不对中是电机驱动设备故障的另一个主要原因。在短期内，错位可能会导致泄漏、零件过度磨损和生产力下降。随着时间的推移，不对中的轴和联轴器可能会损坏零部件并导致意外停机。
实现精确对准并不容易，但这是至关重要的。即使是看似微小的错位也会影响您的生产进度，并增加运营和维护成本。振动分析是识别不对中的最佳方法之一。高质量的激光轴对中工具可以帮助解决高精度的问题。
8、用振动分析识别轴承故障
随着时间的推移，工业机械将不可避免地需要维修或更换。尽早测试部件，在它们出现故障之前进行测试，可以延长设备的运行时间，并使维修更容易管理。
振动分析是监测设备轴承和其他部件健康状况的好方法。了解您正在经历的轴承磨损类型对于根本原因故障分析（RCFA）至关重要，这有助于诊断和处理问题的实际原因。诊断软件可以在这里起到很大的作用，加快分析振动数据的过程。
使用振动分析意味着您将主动更换部件。一般来说，这种方法明显比基于间隔的维护方法更具成本效益。您将根据需要对其进行更改，而不是按照固定的时间表更换可能无故障的组件，这样可以节省时间、劳动力和不必要的成本。
9、用振动分析诊断松动
疏松有几种不同的类型：
①脚部、底板或基础处的A类松动。
②紧固件松动或由于框架结构出现裂缝。
③松动是由于部件配合不当和磨损造成的。
振动分析可以帮助您确定松动的确切来源，以便在问题导致系统故障之前进行纠正。
10、用振动分析诊断其他机器故障
如今的一些人工智能软件，如Azima DLI Watchman 360系统，可以使用振动数据诊断各种系统中的数百个故障。举几个例子，想想泵叶轮、电机定子和电机绕组。经验丰富的技术人员可以使用振动分析设备执行RCFA并诊断常见和不常见的缺陷。机器的状况数据越多，就越能有效地使用它来了解严重故障的核心，并保持运行。
总的来说，振动分析设备可以提高安全性，减少计划外劳动时间，降低预算，提高生产力。
11、如何测量振动？
根据您的需要，简化的监视器或专业的手持式振动分析仪可以帮助您进行基于路线的振动数据收集。
多功能无线传感器和集成的有线工具，如Prüftechnik VibGuard，可以自动收集振动数据。您测量的设备类型，以及您想要设置的任何参数，都可以指导您选择工具。以下是测量振动水平的一些最有用的工具：
1).加速度计
加速度计是大多数振动分析应用的核心。它们测量资产或组件发出的冲击和振动。
2).振动计
振动计是一种简化的手持设备，内置加速度计和显示屏。它提供设备整体振动水平的即时读数。
仪表提供振动速度、加速度和位移的即时读数。大多数仪表还可以存储振动测量值，以便您可以轻松跟踪设备随时间的运行状况。
3).振动测试仪
振动测试仪将振动计的功能与诊断功能相结合。该工具可以测量整体振动水平，并使用它们来现场诊断机器故障。
4).振动分析仪
振动分析仪和振动测试仪有很多相似之处。这两种工具都提供即时振动读数，诊断和评估常见故障，在某些情况下，还可以提出维护建议。
5).无线振动传感器
无线振动系统可以在几乎不需要人工干预的情况下监测许多机器。这种连接传感器技术将振动监测集成到工厂的区域中，这些区域将被排除在传统的基于路线的程序之外。无线振动系统使用简单：只需将每个传感器安装在设备或组件上，它就会全天候收集振动数据。每个传感器都将数据流传输到云端，通过强大的人工智能软件进行处理。
6).有线在线状态监测
有线在线状态监测系统正是它们听起来的样子：一个由有线加速度计组成的网络，通过互联网连接，向分析程序报告。专业人员通常使用这些系统来监控高度关键、复杂的机器。有线和无线振动传感器系统都是监控资产的有效工具。但最适合您企业的系统取决于您的运营规模、设备的关键性和预算。
12、振动分析工具如何评估振动？
借助振动分析工具，您可以通过评估两个重要指标来研究振动数据：时间波形和频谱。
时间波形将振动数据呈现为一系列波峰和波谷，并根据时间进行映射。当在加速度观察时，时间波形本质上是原始数据。波形图将准确地指示机器的峰值振动水平何时出现。它还表明了峰值振动的严重程度。
虽然时间波形是有用的，但它是复杂和难以分析的。它并不总是提供诊断机器状况的确切性质所需的简明信息。这就是频谱分析和FFT的用武之地。
快速傅立叶变换（FFT）将现有波形数据转换为频率数据。它使用转换后的波形创建所有分量频率的图形表示。
为什么这很有用？每个组件都以自己的频率振动，频率分析会显示哪些组件的振动强度最大。这样，您可以查看单个组件的频率，以确定潜在故障的根本原因。你越早发现问题，就越快解决问题并恢复正常工作。
13、振动分析的三个关键参数
振动专家使用三个主要参数来评估机器的健康状况：振动位移、速度和加速度。
•位移是振动物体从其中心或起点移动的距离。这是识别较低频率范围内故障的最强指标。位移用于诊断不平衡和轴颈轴承健康状况。
•速度是一个振动物体在定义的时间或速度上移动的距离。它测量中级频率，可以帮助诊断大多数机器故障的严重程度。速度读数通常是状态监测的首选测量显示，因为它在宽频率范围内具有平坦的振幅响应。
•加速度是力的度量，是指速度随时间变化的速率。当测量非常高的频率时，这是最有帮助的。加速可以帮助诊断早期轴承故障，并发现泵系统中的气穴和湍流等问题。这三个参数对于建立对设备健康状况的深刻理解非常重要。
14、人工智能工具如何增强振动分析
如果你想从振动测量工具中获得更多，下一代人工智能设备提供了非凡的分析能力。最好的人工智能驱动软件可以以令人印象深刻的准确度快速诊断机器故障。长期使用人工智能工具也有好处。人工智能程序分析机器数据的时间越长，它们在诊断问题方面就越有效。就像人类员工一样，人工智能软件从经验中学习。只要确保你选择的人工智能软件是在足够大的数据集上正确训练的，这样你就可以从高水平的专业知识开始。
15、与振动分析专家合作
软件工具可以在很大程度上诊断机器故障，但它们并不是单独工作的。人工智能工具和其他软件在与人类专家协同工作时处于最佳状态。
如果您的业务面临劳动力短缺或需要提高专业知识，我们的振动和状态监测专家团队随时准备并愿意在振动分析的任何方面提供帮助。
