HYDAC傳感器性能如何支持狀態(tài)監(jiān)控解決方案

HYDAC傳感器性能如何支持狀態(tài)監(jiān)控解決方案

什么是不平衡，什么原因?qū)е虏黄胶猓?/span>

不平衡是指質(zhì)量分布不均勻，會導(dǎo)致載荷使質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)中心。系統(tǒng)不平衡可歸因于安裝不當(dāng)（例如聯(lián)軸器偏心）、系統(tǒng)設(shè)計(jì)錯誤、部件故障，甚至碎屑或其他污染物的累積。舉例來說，大多數(shù)感應(yīng)電機(jī)內(nèi)置的散熱風(fēng)扇可能由于灰塵和油脂的不均勻積聚或扇葉損壞而變得不平衡。

為什么不平衡系統(tǒng)是一個問題？

不平衡系統(tǒng)會產(chǎn)生過大振動，這些振動會機(jī)械耦合到系統(tǒng)內(nèi)的其他部件，如軸承、聯(lián)軸器和負(fù)載，進(jìn)而可能導(dǎo)致處于良好運(yùn)行狀態(tài)的部件加速劣化。

如何檢測和診斷不平衡

整體系統(tǒng)振動增加可能表明存在由不平衡系統(tǒng)引起的潛在故障，但振動增加的根本原因需要通過頻域分析來診斷。不平衡系統(tǒng)以系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速率（通常稱為1×）產(chǎn)生一個信號，其幅度與旋轉(zhuǎn)速率的平方成比例，F(xiàn) = m × w2 。1×分量在頻域中通常總是存在，因此，通過測量1x和諧波的幅度可以識別不平衡系統(tǒng)。如果1×的幅度高于基線測量且諧波遠(yuǎn)小于1×，則很可能存在不平 衡系統(tǒng)。水平和垂直相移振動分量也可能出現(xiàn)在不平衡系統(tǒng)中。

診斷不平衡系統(tǒng)時須考慮哪些系統(tǒng)規(guī)格？

噪聲必須很低，以便降低傳感器的影響并支持檢測由不平衡系統(tǒng)產(chǎn)生的小信號。這對于傳感器、信號調(diào)理和采集平臺非常重要。

為了檢測微小的不平衡，采集系統(tǒng)需要有足夠高的分辨率來提取信號（尤其是基線信號）。

另外還需要足夠的帶寬來捕獲充分的信息（不光是旋轉(zhuǎn)速率），以提高診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。1×諧波可能受其他系統(tǒng)故障的影響，例如未對準(zhǔn)或機(jī)械松動，因此分析旋轉(zhuǎn)速率（或1×頻率）的諧波可以幫助區(qū)分系統(tǒng)噪聲和其他潛在故障。用于慢速旋轉(zhuǎn)機(jī)器，基本旋轉(zhuǎn)速率可能遠(yuǎn)低于10 rpm，這意味著傳感器的低頻響應(yīng)對于捕獲基本旋轉(zhuǎn)速率至關(guān)重要。ADI公司的MEMS傳感器技術(shù)可以檢測低至直流的信號，并能夠測量較慢的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，同時還能測量寬帶寬，以獲得通常與軸承和齒輪箱缺陷相關(guān)的更高頻率內(nèi)容。

未對準(zhǔn)

什么是未對準(zhǔn)，什么原因?qū)е挛磳?zhǔn)？

S顧名思義，當(dāng)兩根旋轉(zhuǎn)軸未對準(zhǔn)時，就會發(fā)生系統(tǒng)未對準(zhǔn)現(xiàn)象。圖2顯示了一個理想的系統(tǒng)，其中從電機(jī)開始對準(zhǔn)，然后是軸、聯(lián)軸器，一直到負(fù)載（本例中是泵）。

未對準(zhǔn)可以在平行方向和角度方向上發(fā)生，也可以是兩者的組合（參見圖3）。當(dāng)兩根軸在水平或垂直方向上錯位時，稱為平行未對準(zhǔn)。當(dāng)其中一根軸與另一根軸成一個角度時，稱為角度未對準(zhǔn)。

為什么未對準(zhǔn)是一個問題？

未對準(zhǔn)誤差可能會迫使部件在高于最初設(shè)計(jì)能力的應(yīng)力或負(fù)載下工作，從而影響更大的系統(tǒng)，最終可能導(dǎo)致過早失效。

如何檢測和診斷未對準(zhǔn)

未對準(zhǔn)誤差通常表現(xiàn)為系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速率的二次諧波，稱為2×。2×分量在頻率響應(yīng)中不一定存在，但當(dāng)它存在時，其與1×的幅度關(guān)系可用來確定是否存在未對準(zhǔn)。增加的對準(zhǔn)誤差可以將諧波激勵到10×，具體取決于未對準(zhǔn)的類型、測量位置和方向信息。圖4突出顯示與潛在未對準(zhǔn)故障相關(guān)的特征。

診斷未對準(zhǔn)系統(tǒng)時須考慮哪些系統(tǒng)規(guī)格？

為了檢測細(xì)小的未對準(zhǔn)，需要低噪聲和足夠高的分辨率。機(jī)器類型、系統(tǒng)和工藝要求、旋轉(zhuǎn)速率決定了允許的未對準(zhǔn)容差。

另外還需要足夠的帶寬來捕獲充分的頻率范圍，以提高診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。1×諧波可能受其他系統(tǒng)故障的影響，例如未對準(zhǔn)，因此分析1×頻率的諧波有助于區(qū)分其他系統(tǒng)故障。這尤其適合于較高轉(zhuǎn)速的機(jī)器。例如，為了準(zhǔn)確可靠地檢測不平衡，轉(zhuǎn)速超過10,000 rpm的機(jī)器（機(jī)床等）通常需要2 kHz以上的高質(zhì)量信息。

多方向信息也能提高診斷的準(zhǔn)確性，并有助于深入了解未對準(zhǔn)誤差類型和未對準(zhǔn)的方向。

系統(tǒng)相位與方向性振動信息相結(jié)合，可進(jìn)一步改善對未對準(zhǔn)誤差的診斷。測量機(jī)器上不同點(diǎn)的振動并確定相位測量值之間或整個系統(tǒng)內(nèi)的差異，有助于深入了解未對準(zhǔn)是角度、平行還是兩種未對準(zhǔn)類型的組合。

滾動元件軸承缺陷

什么是滾動元件軸承缺陷，什么原因?qū)е逻@些缺陷？

滾動元件軸承缺陷通常是機(jī)械引起的應(yīng)力或潤滑問題的假象，這些問題在軸承的機(jī)械部件內(nèi)產(chǎn)生小裂紋或缺陷，導(dǎo)致振動增加。圖5提供了滾動元件軸承的一些示例，并顯示了若干可能發(fā)生的缺陷。

為什么滾動元件軸承故障是一個問題？

滾動元件軸承幾乎在所有類型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械上都會使用，從大型渦輪機(jī)到慢速旋轉(zhuǎn)電機(jī)，從相對簡單的泵和風(fēng)扇到高速CNC主軸。軸承缺陷可能是潤滑污染（圖5）、安裝不當(dāng)、高頻放電電流（圖5）或系統(tǒng)負(fù)載增加的跡象。故障可能導(dǎo)致災(zāi)難性的系統(tǒng)損壞，并對其他系統(tǒng)部件產(chǎn)生重大影響。