机械振动与振动测量的基础知识

燃气轮机的振动测量 / 振动测量

及早检测振动以防止损坏至关重要。振动带来的后果不容小觑。例如,涡轮机中的振动可能会对人员、环境和工厂造成灾难性影响。及早检测振动及其原因有助于防止不必要的事故和高昂成本。通常情况下,只需进行轻微的维护或维修即可。

机械振动的成因

机械振动的原因有很多。以下将介绍最常见的原因。

重复力

重复力源于一种循环往复的力学模式。通常,机械中的这些力是由以下原因引起的:

机器存在不平衡:
旋转机械部件的重心并不位于中心位置。这会导致机器受到反复作用的力。

机器对中不良:
机器部件在旋转过程中发生弯曲,导致机器承受重复性载荷。

机器的磨损:
机器部件在使用过程中会发生磨损。例如,轴承和齿轮。这可能会导致重复性载荷。

设备操作不当:
不稳定的电源供应可能会导致重复性力的产生。

Resonance

每台机器都具有一定的自然振动。每台机器都有一个(或多个)共振频率。当该共振频率与转速重合时,就会发生共振。如果涉及的力相对较小,则不会造成太大问题。然而,较大的力可能会导致灾难性的后果。

松散部件

诸如轴承间隙过大、螺栓松动和腐蚀等原因都可能导致机器振动。由于机器内部作用着巨大的力,松动的部件可能会迅速导致设备损坏。

振动类型

振动形式分为三类:

  • 非周期性振动
    这些振动不会随时间重复出现,因此其行为难以预测。
  • 过渡性振动
    这些振动仅能在特定时间段内被观测到。
  • 周期性振动
    这些是周期性出现的振动。它们是机械中最常见的振动(见图1)。

振动测量能预防什么?

进行振动测量自然需要投入资金。因此,重要的是要了解通过振动测量可以预防什么问题,或者更确切地说,可以节省哪些成本。

严重的机械损坏

如果未能及早检测到振动,机器往往会遭受严重损坏。在最极端的情况下,甚至必须更换整台机器。及早查明振动原因不仅能节省大量成本,也有利于保障安全。

高能耗

振动机械会消耗更多能量。为了抵消振动,需要额外的能量。通过测量机械的状态,可以将这种能耗降至最低。

计划外 downtime

如果未对机器状态进行监测,机器可能会突然发生故障。这将导致计划外停机( downtime )。由于过程工业中的许多工厂需要持续运行,这将造成极高的(不必要的)成本。在许多情况下,通过简单的干预措施可以预防此类故障,但前提是必须对机器状态进行监测。

交付问题

许多公司必须遵守特定的交付协议。如果机器因零件缺陷或严重损坏而意外停机,该公司极有可能无法履行这些协议。这将导致客户不满。

半成品

当机器意外停机时,半成品会被滞留在生产过程中。在许多情况下,这些半成品因变质而必须报废。这至少会造成不必要的成本。

不必要的维护

通常,为了确保设备随时可用,会预防性地更换机器部件。这可能会导致不必要的部件更换。通过测量设备(部件)的状态,维修和更换仅在真正必要时进行。

质量问题

在许多情况下,肉眼看来机器似乎运转良好,但实际情况有时并非如此。需要通过测量来确定这一点。如果不进行测量,产品的质量可能会受到影响。

状态监测

状态监测是指检查机器的运行状态。虽然有多种方法可以实现这一点,但振动测量是最可靠的方法。了解更多关于状态监测的信息 »