机械振动分析与预知维修1(62851KB)课件.ppt

1、1 预知维修技术：第预知维修技术：第1部分部分预知维修基础预知维修基础 1.1 维修体制维修体制（Maintenance philosophies）故障即事后维修；故障即事后维修；预防即定期（基于时间的）维修；预防即定期（基于时间的）维修；预知即视情（基于状态的）维修；预知即视情（基于状态的）维修；主动即防护维修。主动即防护维修。1.1.1 故障即事后（故障即事后（breakdown or run to failure）维修）维修 允许机器出现故障允许机器出现故障，在设备正好完全停车或，在设备正好完全停车或停车之后，仅仅修理或更换损坏的零件。停车之后，仅仅修理或更换损坏的零件。当当设备的停车设

2、备的停车不影响生产并且不计人工和材不影响生产并且不计人工和材料的成本时，这种方法是行之有效的。料的成本时，这种方法是行之有效的。不断地在无计划的不断地在无计划的“危机处理危机处理”模式模式下工作。下工作。维修活动维修活动要求库存大量的备件要求库存大量的备件。每天面对一长串未完成的任务和一大堆新的每天面对一长串未完成的任务和一大堆新的夜间突然发生的紧急事情，所以夜间突然发生的紧急事情，所以员工常常过员工常常过度疲劳度疲劳。1.1.2 预防即定期预防即定期（preventive or time-based）维修维修 按照预先确定的以日历天数和机器运行时数按照预先确定的以日历天数和机器运行时数表示的

3、时间间隔，表示的时间间隔，定期进行维修定期进行维修。在在严重问题发生之前严重问题发生之前修理和更换损坏的设备。修理和更换损坏的设备。对于非连续运转的设备，是一种好方法。对于非连续运转的设备，是一种好方法。有有足够的技能、知识和时间足够的技能、知识和时间来完成预防维修来完成预防维修的任务。的任务。主要缺点是可能导致维修任务完成得太早或主要缺点是可能导致维修任务完成得太早或太迟，太迟，不是维修不足，就是维修过剩不是维修不足，就是维修过剩。1.1.3 预知即视情（预知即视情（predictive or condition-based）维修）维修 监测机器运行的状态监测机器运行的状态，如果检测到不良趋

4、势，如果检测到不良趋势，则识别机器中容易发生故障的零件并确定维则识别机器中容易发生故障的零件并确定维修的时间。修的时间。优点之一是可以优点之一是可以以系统安排的方式确定维修以系统安排的方式确定维修时间时间。因为维修工作仅在需要时才进行，所。因为维修工作仅在需要时才进行，所以以提高了生产能力提高了生产能力。可能的缺点是，由于对机器劣化的不正确的可能的缺点是，由于对机器劣化的不正确的评价，可能实际上增加维修工作量。为了跟评价，可能实际上增加维修工作量。为了跟踪振动、温度或润滑的不良趋势，要求监测踪振动、温度或润滑的不良趋势，要求监测这些参数的这些参数的专业设备专业设备，并且对员工进行，并且对员工进

5、行培训培训（或者雇用有技能的员工）。（或者雇用有技能的员工）。1.1.4 主动即防护（主动即防护（proactive or prevention）维修）维修 强调强调对故障根原因的跟踪对故障根原因的跟踪。分析每一个故障。分析每一个故障并采取主动测量，以保证这些故障不再发生。并采取主动测量，以保证这些故障不再发生。它利用以上介绍的和与根原因故障分析它利用以上介绍的和与根原因故障分析（RCFA）相结合的全部预防）相结合的全部预防/预知维修技术。预知维修技术。RCFA检测和查明引起缺陷的问题。它保证采检测和查明引起缺陷的问题。它保证采用和执行适当的安装和修理技术，也可以突用和执行适当的安装和修理技术

6、，也可以突出出设备再设计和修改设备再设计和修改的需要，以避免这些问的需要，以避免这些问题再次出现。题再次出现。以系统安排的方式制定设备修理的时间表，以系统安排的方式制定设备修理的时间表，为了减少和消除重复发生的潜在问题，需要为了减少和消除重复发生的潜在问题，需要提出提出改进措施改进措施。1.2 维修体制的进步（维修体制的进步（evolution of Maintenance philosophies）事后维修在早期是实用的，是被动的事后维修在早期是实用的，是被动的。直。直到发生功能性故障才停止运转。随着原始到发生功能性故障才停止运转。随着原始故障，经常出现继发损坏。故障，经常出现继发损坏。定期

7、维修定期维修，又称为预防维修。在设备完成，又称为预防维修。在设备完成一定的运转时数之后，即使没有功能失效一定的运转时数之后，即使没有功能失效的证据，也要停止生产，进行大修。可能的证据，也要停止生产，进行大修。可能有有维修的不足和过剩维修的不足和过剩。预知维修和主动维修是普遍的。预知维修和主动维修是普遍的。流程工业迫切要求预知维修流程工业迫切要求预知维修 在连续的在连续的流程工业流程工业中，例如石油和燃气、中，例如石油和燃气、发电、钢铁、造纸、水泥、石化、纺织、发电、钢铁、造纸、水泥、石化、纺织、铝及其他，即使是很少的停机检修时间铝及其他，即使是很少的停机检修时间也会造成巨大的损失。正是在这些情

8、况也会造成巨大的损失。正是在这些情况下，采用预知维修要求是最强烈的下，采用预知维修要求是最强烈的。预知维修的效益（预知维修的效益（benefits）提高机器的生产率提高机器的生产率。消除由于设备意外故。消除由于设备意外故障引起的工厂停机。障引起的工厂停机。延长大修的时间间隔延长大修的时间间隔。以。以“当需要时当需要时”为为基础，制定维修活动时间表。基础，制定维修活动时间表。在大修程序中，减少在大修程序中，减少“当需要时打开、检当需要时打开、检查和修理的查和修理的”的数量的数量。预知维修指出特殊。预知维修指出特殊的缺陷并且由此可以使维修工作更集中，的缺陷并且由此可以使维修工作更集中，而不是调查全

9、部可能检测的问题。而不是调查全部可能检测的问题。减少修理时间减少修理时间。在机器发生故障之前停机，。在机器发生故障之前停机，实际上没有继发损坏，所以修理时间减少实际上没有继发损坏，所以修理时间减少了。了。增加机器寿命增加机器寿命。维护良好的机器一般能持。维护良好的机器一般能持续运行更长的时间续运行更长的时间预知维修的效益（预知维修的效益（benefits）续）续合理计划修理的资源合理计划修理的资源。对设备缺陷的预知。对设备缺陷的预知减少了检测故障的时间，从而也减少了故障减少了检测故障的时间，从而也减少了故障报告时间，涉及调配员工，获取正确的文件，报告时间，涉及调配员工，获取正确的文件，落实必要

10、的备件，加工和其他修理所需要的落实必要的备件，加工和其他修理所需要的项目。项目。提高产品质量提高产品质量。改进维修的综合作用是提。改进维修的综合作用是提高产品质量。例如，造纸机的振动直接影响高产品质量。例如，造纸机的振动直接影响纸的质量。纸的质量。节省维修成本节省维修成本。执行合理的维修计划可以。执行合理的维修计划可以平均节省平均节省20-25%的直接维修成本，同时在的直接维修成本，同时在增加产量上又得到其两倍的值。增加产量上又得到其两倍的值。1.3 工厂机器的分类和介绍工厂机器的分类和介绍1.3.1 维修策略（维修策略（maintenance strategy）上述维修体制具有其各自的优缺点

11、，并且上述维修体制具有其各自的优缺点，并且根据对工厂设备的危险程度分析来实施。根据对工厂设备的危险程度分析来实施。通常根据通常根据危险程度危险程度把设备分为以下类型：把设备分为以下类型：关键；关键；基本；基本；一般一般。选定关键设备的依据选定关键设备的依据 如果出故障，则会如果出故障，则会影响工厂的安全影响工厂的安全；如果停机就会如果停机就会削减生产过程削减生产过程。无备份无备份的机组和大功率机组。的机组和大功率机组。资本成本很高资本成本很高，它们的修理要花费大量的资，它们的修理要花费大量的资金（例如，高速涡轮机械）或者要花费很长金（例如，高速涡轮机械）或者要花费很长时间。时间。多年的多年的“

12、烈马烈马”，即一次非正常操作的最轻，即一次非正常操作的最轻微刺激就能损坏的机器。微刺激就能损坏的机器。若运转良好，就会若运转良好，就会节约能量或提高生产率节约能量或提高生产率的的机组。机组。选定基本设备的依据选定基本设备的依据 故障会故障会影响工厂的安全影响工厂的安全；是工厂运行的基本机器，如果停机就会是工厂运行的基本机器，如果停机就会削减削减一个基层单位的生产或部分流程一个基层单位的生产或部分流程；不一定不一定具有可采购安装的具有可采购安装的备件备件；能够启动，但是可能能够启动，但是可能影响生产过程影响生产过程；某些某些要求定时维修要求定时维修的机器，例如往复压气机；的机器，例如往复压气机；

13、这些机器要求这些机器要求中等程度中等程度的支出、专业知识和的支出、专业知识和维修时间；维修时间；多年的多年的“烈马烈马”，即达到以往，即达到以往规定的时间而规定的时间而损坏损坏的机器，例如，在腐蚀性介质中工作的的机器，例如，在腐蚀性介质中工作的离心鼓风机。离心鼓风机。选定一般设备的依据选定一般设备的依据 故障故障不影响工厂的安全不影响工厂的安全；对工厂的产品对工厂的产品不是关键的不是关键的；有已安装的备用品有已安装的备用品，可以在要求时运转；，可以在要求时运转；继发损坏不发生或者是极轻微的继发损坏不发生或者是极轻微的。一般可以对一般设备采用一般可以对一般设备采用故障维修体制故障维修体制。这些机

14、器用不着永久安装的仪器即连续监测系这些机器用不着永久安装的仪器即连续监测系统，统，通常用便携式仪器监测通常用便携式仪器监测。1.4 预知维修的原理预知维修的原理（Principle of predictive maintenance）预知维修预知维修监测监测机器的状态、设备效率和其他机器的状态、设备效率和其他参数，试图推出功能失效的大致时间。参数，试图推出功能失效的大致时间。利用利用最高性价比工具最高性价比工具的组合获取设备和工厂的组合获取设备和工厂系统的运转条件，根据所采集的数据，做出系统的运转条件，根据所采集的数据，做出维修的时间安排。维修的时间安排。预知维修预知维修使用各种技术使用各种技

15、术，例如振动分析，油，例如振动分析，油样和磨损残渣分析，超声，温度记录法，性样和磨损残渣分析，超声，温度记录法，性能评估和其他技术评定设备的状态。能评估和其他技术评定设备的状态。实际上与实际上与医学诊断技术医学诊断技术非常相像。非常相像。图图1.2 预知维修预知维修 1.5 预知维修技术（预知维修技术（Predictive maintenance techniques）振动监测，振动监测，对于检测旋转机械的机械缺陷，对于检测旋转机械的机械缺陷，无疑是最有效的技术。无疑是最有效的技术。声发射声发射，检测结构和管路的裂纹。，检测结构和管路的裂纹。油样分析油样分析，检测轴承和齿轮的状态。，检测轴承和

16、齿轮的状态。微粒分析微粒分析，残渣提供零件劣化的信息。，残渣提供零件劣化的信息。腐蚀监测腐蚀监测，超声厚度测量，跟踪腐蚀磨损。，超声厚度测量，跟踪腐蚀磨损。温度记录法温度记录法，能检测发电机、架空线路、锅，能检测发电机、架空线路、锅炉、不对中的联轴器中的热度和缺陷及许多炉、不对中的联轴器中的热度和缺陷及许多其它的缺陷。其它的缺陷。性能监测性能监测。1.6 振动分析振动分析（vibration analysis）关键关键的预知维修技术的预知维修技术1.6.1 振动分析（检测模式（振动分析（检测模式（detection mode）通过常规的，无论是按连续的原则还是以事通过常规的，无论是按连续的原则

17、还是以事先安排的时间间隔，对机器振动的监测，在先安排的时间间隔，对机器振动的监测，在非常严重和引起计划外停机的故障之前非常严重和引起计划外停机的故障之前识别识别发展中的问题发展中的问题。常规的振动监测可以检测劣化或有缺陷的常规的振动监测可以检测劣化或有缺陷的轴轴承承、机械松动机械松动、磨损或断裂的、磨损或断裂的齿轮齿轮。振动监。振动监测也可以在导致轴承或轴劣化之前，检测测也可以在导致轴承或轴劣化之前，检测不不对中和失衡对中和失衡的状态。的状态。振动分析系统的组成振动分析系统的组成 传感器传感器，也称为信号拾取计；，也称为信号拾取计；信号分析仪信号分析仪；分析分析软件软件；数据分析和存储数据分析

18、和存储计算机计算机。1.6.2 振动分析（诊断模式（振动分析（诊断模式（diagnosis mode）按常规按常规检测异常的噪声和振动检测异常的噪声和振动，进行振动，进行振动分析。为了准确地判定问题并且估计运转分析。为了准确地判定问题并且估计运转时间，可以另外做时间，可以另外做频谱分析频谱分析。分析（诊断）模式的振动测量取决于设备分析（诊断）模式的振动测量取决于设备的的关键程度关键程度。节省成本。节省成本。振动分析的另一个应用是作为振动分析的另一个应用是作为验收测试验收测试来来证实正确地做了机器的修理工作。这种分证实正确地做了机器的修理工作。这种分析可以证实在轴承或齿轮的安装上是否进析可以证实

19、在轴承或齿轮的安装上是否进行了正确的维修，或者对中或平衡是否达行了正确的维修，或者对中或平衡是否达到了所要求的公差。到了所要求的公差。1.6.3 振动分析振动分析效益（效益（benefits）识别不正确的维修识别不正确的维修，包括轴承的不正确的安，包括轴承的不正确的安装和复位，轴的不准确的对中或转子的不精装和复位，轴的不准确的对中或转子的不精密的平衡。因为几乎密的平衡。因为几乎80%的常见旋转设备的的常见旋转设备的问题与不对中和失衡有关，所以振动分析是问题与不对中和失衡有关，所以振动分析是用于减少和消除重复出现的机器问题的一个用于减少和消除重复出现的机器问题的一个重要的工具。重要的工具。识别不正确的生产行为识别不正确的生产行为，例如超过设计指标，例如超过设计指标地使用设备（过高的温度、速度或负荷）。地使用设备（过高的温度、速度或负荷）。明显地明显地提高设备的可靠性提高设备的可靠性，包括精确的对中，包括精确的对中和平衡，质量更好的安装和修理，不断降低和平衡，质量更好的安装和修理，不断降低的工厂设备的平均振动级。的工厂设备的平均振动级。