在造纸机上，机械状态与运行性能、纸张质量和整体生产稳定性直接相关。 当压榨辊开始振动或干燥机风扇激振机器结构时，最初的影响通常表现为纸幅断纸、牵引不稳定、含水率分布变化，或毛毡和辊面压痕增加。这些症状通常在机械故障发生很久之前就会出现，但到那时，它们已经影响了设备运行时间和产品质量。
造纸机持续运行，具有高储能和较长的重启时间。因此，旋转设备可靠性即使出现相对较小的下降，也会迅速导致产量损失和交货期延误。从资产可靠性的角度来看，这使得振动状态监测成为维持整机稳定运行的实用且有价值的工具。
现代造纸机由成形部、压榨部、干燥部、压光部和卷筒部等多个部分组成，所有部分均通过紧密耦合的驱动系统和辅助设备连接。典型的设备包括分段驱动装置、主驱动系统、电动机、减速机、辊筒和毛毡回路、真空泵、鼓风机以及大型 通风扇和罩式风扇。 其中许多造纸机在广泛的纸种和速度范围内运行，频繁出现启动、入网和负载变化等情况。正是这种运行变异性，使得连续振动监测与诊断能够创造附加值：它们使维护团队能够区分正常的工艺相关行为与机械性能的早期劣化。
挑战：耦合设备、可变运行工况及振动传递
造纸机将大量旋转设备整合在一个长而机械连接的机架上。这使得它们容易受到常见劣化机制的影响，例如辊子不平衡、风扇不平衡、更换辊子后的对中不良、轴承座松动、轴承润滑问题、联轴器磨损以及分段传动中的齿轮箱齿面损伤。
一个实际的复杂问题在于，振动并非局限于局部。来自一个源头的激励信号会通过机壳、机架、基础和连接的管道传播，从而影响相邻部分的测量结果。如果没有持续的趋势分析和诊断背景，维护团队很容易最终只是对症状做出反应，而非解决真正的根本原因。
运行条件也在不断变化。启动时的 Speed 爬升、与坡度相关的负载、滤芯调校、蒸汽和罩体调节以及真空度变化，都会影响振动水平和频谱成分。 因此，对可靠性团队而言，关键问题不在于振动是否发生变化，而在于这种变化是反映正常的运行波动，还是预示着早期故障的发生。要回答这个问题，仅凭单一的总体数值是不够的；还需要稳定的指标和充足的数据来支持诊断。
辅助系统往往决定了机器能否稳定运行。鼓风机、修边和 通风风机、真空泵、冷凝水泵、进料泵以及配套电机，虽然单独来看可能被归类为中等关键性设备，但这些系统的故障可能会引发纸幅断裂、湿度不稳定、干燥能力下降或被迫减速。 鉴于资产数量庞大且测量点众多，造纸厂需要一种可扩展的状态监测方案，既能覆盖主驱动系统，又能涵盖周边辅助设备，同时避免传统企业级振动监测系统的复杂性。
为何振动监测对造纸机至关重要
Vibration 监测在造纸机上特别有效，因为许多相关的故障机制在质量数据或工艺报警中显现出来之前，早已在机械层面发展起来。轴承磨损、对中不良、不平衡、松动和齿轮缺陷都会导致振动行为产生特征性变化，这些变化可以在实际运行条件下及早检测到。
对于涂布机驱动、干燥段驱动、压榨机驱动、收卷机驱动以及主驱动系统等传动系统，振动监测有助于在轴承和减速机性能劣化影响转速稳定性或负载分配之前，实现早期检测。 在包括电机和减速机在内的传动系统中，振动趋势可帮助了解对中状况、联轴器磨损以及正在发展的齿轮损坏情况。对于包括 风机、鼓风机和真空泵在内的空气和真空系统，振动分析可检测影响气流、真空稳定性和能源效率的不平衡、轴承磨损、污垢积聚以及结构问题。
通过持续监测这些资产组的振动情况，工厂能够获得客观的设备状态洞察，这些洞察既能补充工艺测量数据，又能为基于状态的维护和预测性维护提供支持。
基于VibSys®的状态监测方法
VibSys®是一款用于旋转设备连续振动状态监测和诊断的紧凑型系统。 在造纸机上，它通常应用于分段和主传动装置、齿轮箱、辊相关轴承座以及风扇、鼓风机、真空泵和工艺泵等关键辅助设备。其目标是提供稳定、可比的机器状态指标和诊断数据，供可靠性团队用于趋势分析、早期故障检测和维护计划。
VibSys® 可采集高质量的振动数据，并在设备本地处理关键指标。这一点在造纸机上尤为重要，因为造纸机的转速和负载并非恒定，且在纸种变更和启动条件下需要可靠的趋势分析。 通过在源头附近提取相关特征，VibSys® 能够持续监测轴承状态、松动、对中不良以及齿轮缺陷的发展情况，同时在出现异常趋势时仍可进行更深入的诊断。
对于测量点众多的大型设备，可扩展性至关重要。VibSys® 专为机侧安装设计，确保在压机和干燥机区域周围的布线和基础设施切实可行。开放的数据接口允许将振动指示器以及（在需要时）完整的时序信号数据与现有的维护系统、历史数据系统或分析平台集成。 VibSys® 仅用于状态监测和诊断以支持维护决策，不适用于保护或停机功能。
- 针对辊体、轴承和传动系统的连续振动状态监测
- 轴承磨损、对中不良、不平衡和松动的早期故障检测
- 在不断变化的生产和运行条件下保持稳定状态的指标
- 分布式机侧安装，布线要求极低
- 适用于苛刻的造纸环境和高温应用
- 与PLC、MES、历史数据系统及预测性维护平台的开放式集成
- 适用于长而复杂的造纸机生产线的可扩展监测架构
对运行时间、质量及维护规划的影响
在造纸机上应用VibSys®振动状态监测技术，有助于实现从反应性维护向基于状态的维护和预测性维护的转变。可靠性团队无需等到设备故障或收到质量投诉后才发现问题，而是能够及早发现性能退化趋势，并根据生产限制条件规划干预措施。
对设备状态的持续洞察有助于优先采取相应措施，例如在轴承座受损前更换轴承、在振动反复出现前纠正换辊后的对中误差，或在过载传递至设备结构前解决风机和泵的不平衡问题。这可减少计划外停机，避免次生损坏，并有助于制定更可预测的停机范围和备件计划。
通过分析关键传动系统及更广泛的辅助系统中的振动行为趋势，造纸厂能够增强旋转设备的可靠性，并实现对机器状态的长期控制。其结果是：由机械不稳定性导致的断纸次数减少，运行窗口更加稳定，造纸机整体的质量一致性得到提升，且运行更加节能。
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