PeakVue™ 技術(shù)一向是檢測滾動軸承缺陷的*技術(shù)。自1995年推出以來，PeakVue™技術(shù)不斷向機械健康狀態(tài)監(jiān)測與分析的新領(lǐng)域擴展。PeakVue™ Plus Analytics 是 PeakVue™ 技術(shù)的新進展，它能為機械健康狀態(tài)提供規(guī)范性分析程序。

PeakVue™（峰值分析）方法是艾默生開發(fā)的一項技術(shù)，通過分析機器沖擊數(shù)據(jù)識別軸承缺陷。長期以來，它一直都是該領(lǐng)域的*技術(shù)。

PeakVue™ 技術(shù)演變

專家之選

1995年，PeakVue™技術(shù)面世；一經(jīng)推出，PeakVue™便迅速成為滾動軸承缺陷診斷的專家之選。它能無比清晰地在頻譜中顯示軸承缺陷對機器的沖擊大小。在圖1的示例中，盡管PeakVue™ 頻譜顯示沖擊的水平振幅較低，但其峰值清晰可見。在傳統(tǒng)的解調(diào)頻譜中，未有效過濾的“噪聲”信號會掩蓋與“缺陷”相關(guān)的峰值信號，因此難以提供指示實際缺陷的信息。

圖1：PeakVue™ 頻譜提供了軸承故障頻率的明確指示信息

在軸承出現(xiàn)故障的早期階段，軸承缺陷僅表現(xiàn)為金屬材料的次表面劣化或弱化，但軸承本身沒有任何明顯的磨損跡象。在過去，由于檢測不到明顯的磨損，終端用戶不得不推遲對軸承的維護。PeakVue™ 技術(shù)能在軸承故障發(fā)生的早期階段識別軸承缺陷。

然而，作為“專家之選”，PeakVue™ 技術(shù)在故障檢測階段的應用難度頗高——只有經(jīng)過培訓、具備專業(yè)知識的人員才能正確地設(shè)置采集參數(shù)。

自動設(shè)置

為了降低 PeakVue™ 測量設(shè)置的復雜性，讓更多人能夠使用這項創(chuàng)新技術(shù)，我們在振動分析儀的嵌入式分析專家（Analysis Experts）部分內(nèi)置了自動配置模塊（見圖2）。“軸承和齒輪分析” 功能*應用于 CSI 2120 振動分析儀，如今它仍是 AMS 2140 機械健康分析儀的功能之一。借助這一功能，終端用戶無需接受高級振動技術(shù)培訓，即可使用 PeakVue™ 技術(shù)開展復雜的測量工作。只需按一下按鈕，設(shè)備就會自動配置采集參數(shù)，讓所有用戶都能得益于PeakVue™ 強大的信號處理技術(shù)。

?

圖2：PeakVue™ 分析專家

PeakVue™ 波形

盡管PeakVue™ 頻譜提供了優(yōu)異的檢測結(jié)果，PeakVue™ 技術(shù)的價值絕不僅限于振動頻譜。PeakVue™ 波形也能提供頗具價值的診斷信息，這些信息能揭示出某些無法通過頻譜檢測到的軸承缺陷（例如極低速滾動軸承故障、齒輪斷裂等）。因此，與其它技術(shù)相比，PeakVue™ 技術(shù)更加全面和強大。
 

圖3 顯示了軸承轉(zhuǎn)速低于1 RPM時內(nèi)圈缺陷產(chǎn)生的沖擊信號。由于收集時間長、轉(zhuǎn)速的波動幅度較大，人們很難從頻譜中識別這類缺陷。此外，在頻譜中，沖擊信號的振幅（小于0.1 g’s）會進一步衰減至信噪比閾值以下。然而，在PeakVue™ 波形中，我們能清楚地看到內(nèi)圈缺陷產(chǎn)生的實際沖擊信號。當缺陷經(jīng)過負載區(qū)時，沖擊信號的振幅顯著增加（10倍），然后降回到極低水平。

?

圖3：PeakVue™ 波形顯示了轉(zhuǎn)速為1/2 RPM的軸承的內(nèi)圈缺陷

PeakVue™ 趨勢

2010年，PeakVue™ 讀數(shù)*傳送到控制室，自此，PeakVue™ 值成為機器健康狀態(tài)監(jiān)測中高價值的趨勢參數(shù)之一。PeakVue™ 波形中的峰值變化趨勢與軸承的健康狀況直接相關(guān)。圖4顯示了機器的振動總量（藍線）隨軸承故障發(fā)展的變化趨勢。藍線似乎隨機波動，并未顯示出任何故障跡象。相比之下，PeakVue™ 趨勢（紅線）于11月28日離開基線位置，表明軸承在該日出現(xiàn)故障；隨后，趨勢值逐日穩(wěn)步攀升，到12月11日軸承失效時，讀數(shù)約為40g's。

?

圖4：PeakVue趨勢（紅線）明確揭示了軸承故障的發(fā)展趨勢，而振動總量趨勢（藍線）未提供任何指示信息。

為便于操作員解讀 PeakVue™趨勢，我們可以設(shè)定一個初始前提：機器狀況良好（正確安裝和潤滑）時，其 PeakVue™ 值應為零或接近零。這一前提被稱為“零定律”，據(jù)此，操作員就能輕松驗證機器的軸承和潤滑狀況是否正常。

對大多工藝設(shè)備（例如轉(zhuǎn)速在900到4000 RPM之間的機器）而言，一旦 PeakVue™ 值達到10 g’s，就表明軸承出現(xiàn)了異常狀況。隨著軸承狀況的惡化，PeakVue™ 值會穩(wěn)定增加。為了監(jiān)測大多數(shù)工藝設(shè)備的故障級別，人們總結(jié)出了“10法則（Rule of 10’s）”，其主要內(nèi)容如圖5所示。它指出，當 PeakVue™ 的測量值達到10g’s時，軸承出現(xiàn)了異常狀況。

圖5：10 法則

如果該值增加到20，故障將升級為“嚴重異常”。如果該值增加到40，故障將升級為“異常”。如今，借助“零定律”和“10法則”，沒有接受過振動分析培訓的操作員也能對機器狀態(tài)做出以下判斷：

• 判斷機器是否處于健康狀態(tài)

• 檢測機器是否存在缺陷

• 監(jiān)測缺陷的嚴重程度

PeakVue™ Plus Analytics

PeakVue™ Plus Analytics 是 PeakVue™ 這項突破性技術(shù)的新進展。這種創(chuàng)新型技術(shù)模擬了分析師在根據(jù) PeakVue™ 值確定機器異常后，對異常性質(zhì)的判斷過程。當 PeakVue™ 值較高時，機器故障可分為機械故障或非機械故障。機械故障是由滾動軸承或齒輪缺陷引起的，它們產(chǎn)生的信號具有明顯的周期性。與此相對地，非機械故障的原因往往是軸承潤滑不足（或泵出現(xiàn)了氣蝕現(xiàn)象）。潤滑不足會產(chǎn)生非周期性或隨機信號。訓練有素的分析師會采用一種名為“自相關(guān)”的檢測技術(shù)，以區(qū)分上述兩種機器缺陷。類似地，PeakVue™ Plus Analytics 運用自相關(guān)技術(shù)以及一系列復雜算法來確定某項機器故障的根本原因。

自相關(guān)

自相關(guān)統(tǒng)計技術(shù)用于測量給定信號的周期性。自相關(guān)函數(shù)值對分析傳統(tǒng)振動無甚裨益，但在分析基于 PeakVue™ 技術(shù)的機器沖擊數(shù)據(jù)時非常有用。自相關(guān)函數(shù)通常會返回0到1之間的值。函數(shù)值接近零，表明信號具有高度隨機性；函數(shù)值大于0.25，表明沖擊信號的周期性明顯，或沖擊由機械故障引發(fā)。

圖6顯示了兩類信號的相關(guān)圖。這兩類信號都指向嚴重的機器沖擊，需要及時采取必要行動。

?圖6：潤滑缺陷（左）和軸承故障（右）的自相關(guān)圖。

左側(cè)信號的自相關(guān)性接近于0，振動圖形無明顯周期性。這類圖形往往指向潤滑不足引起的非機械故障。相反，右側(cè)信號的自相關(guān)圖呈現(xiàn)出明顯的周期性，振幅在0.5以上。這類具有明顯周期性的圖形往往指向滾動軸承缺陷引發(fā)的機械故障。

將上述原理與 PeakVue™ 技術(shù)的故障檢測能力相結(jié)合，就產(chǎn)生了全新的 PeakVue™ Plus技術(shù)。操作時，只需按下按鈕，即可運行 PeakVue™ Plus，輕松測定機器缺陷的根本原因。該技術(shù)已應用于 AMS 2140 機械健康分析儀，成為“分析專家”的全新功能項，如圖7所示。

圖7：全新 PeakVue™ Plus分析專家

為了測定缺陷的嚴重程度，須首先確定軸的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速是確定 PeakVue™ 振幅的正常范圍的關(guān)鍵。通常，轉(zhuǎn)速越高，振幅的警戒值也越高。

從AMS 2140中的路徑點啟動 PeakVue™ Plus Analytics 時，分析儀會根據(jù)路徑點轉(zhuǎn)速計算出振幅的警戒值。從Analyze應用啟動 PeakVue™ Plus Analytics時，必須先輸入或測量機器的轉(zhuǎn)速，分析才能繼續(xù)。

該算法根據(jù)軸承轉(zhuǎn)速計算出 PeakVue™ 技術(shù)所采集的機器沖擊信號的警戒值，然后運用自相關(guān)技術(shù)和復雜算法自動識別該機器沖擊的根本原因。綜合這些結(jié)果，該算法會得出機器存在機械或潤滑缺陷的可能性。圖8顯示了 PeakVue™ Plus Analytics 對某臺機器的軸承故障檢測結(jié)果。

?

圖8：AMS 2140中的 PeakVue™ Plus Analytics 計算結(jié)果

圖9簡要顯示了 PeakVue™ Plus Analytics對該機器缺陷的性質(zhì)和嚴重性的測定原理。一般而言，隨著PeakVue™ 沖擊信號的振幅增加，如果信號的周期性保持在較低水平，則該機器很可能存在潤滑缺陷。然而，如果 PeakVue™ 沖擊信號的振幅和周期性都很高，則該機器很可能存在軸承或齒輪磨損等機械缺陷。

?

圖9：PeakVue™ Plus Analytics 的簡化模型

如果 PeakVue™ 沖擊信號的周期性顯著增加，但振幅并未增加，這可能是機械磨損的早期跡象。 

對于*、狀況良好的機器，PeakVue™ 沖擊信號的振幅和周期性都應該非常低。

根據(jù)所測定的缺陷性質(zhì)和嚴重性，PeakVue™ Plus Analytics還提供了適當?shù)娜毕萁鉀Q方案。借助PeakVue™ Plus Analytics技術(shù)，AMS 2140機械健康分析儀不僅能實現(xiàn)預測性維護和主動維護，還能進一步實現(xiàn)規(guī)范性維護。

其它考慮事項

對自動診斷系統(tǒng)而言，將其它因素納入考量，以驗證檢測結(jié)果至關(guān)重要。AMS 2140中的PeakVue™ Plus Analytics提供了如下隨機幫助：

1. 機械缺陷：除了滾動軸承缺陷外，其它可能被標記為機械缺陷的情況包括：

• 如果機組包含齒輪，請檢查是否存在齒輪磨損。

• 對于可變速設(shè)備，請確保RPM值正確。輸入錯誤的RPM可能會導致測量結(jié)果出錯。

• 如果相鄰的設(shè)備存在明顯的振動，該振動可能會通過機器底座傳至目標設(shè)備的實際測量部位。在一些情境中，這可能會被識別為機械缺陷。在安排維護工作前，請在相鄰設(shè)備上重復上述分析，以避免識別出錯。還可以：（出于維護工作的需要）關(guān)閉目標設(shè)備，然后在關(guān)閉后的設(shè)備上重復上述分析。如果仍識別出機械缺陷，則表明該缺陷來自相鄰設(shè)備。

2. 潤滑缺陷：泵出現(xiàn)氣蝕時，也會產(chǎn)生隨機的沖擊信號。如果目標設(shè)備是泵，請考慮該缺陷是否由泵的氣蝕造成。如果缺陷的確來自潤滑不當，則無論工藝配置如何，分析結(jié)果都將保持不變。然而，如果缺陷來自泵的氣蝕，PeakVue™ Plus Analytics 的分析結(jié)果可能會隨著工藝配置的變化而發(fā)生較大改變。

合理使用這一技術(shù)，PeakVue™ Plus Analytics一定會成為規(guī)范性維護計劃的有效組成部分。