振动量测与预测维护之研究.PDF

中國機械工程學會第二十六屆全國學術研討會論文集 國立成功大學 台南市 中華民國九十八年十一月二十日 、二十一日 Paper number: B21-001 振動量測 與預測維護之研究 蔡有藤 曾一中 蔡中瑋 德霖技術學院 機械系 國科會計畫編號 ：NSC 97-2221-E-237-007 致突然停機或甚至設備無法修護之地步， 。舉例而言： 摘要 當旋轉機械之聯軸器 ”不對心”過於嚴重時 ，如不修正 機械在運轉情況下 ，元件磨損或缺陷將產生異常 對心 ，將導致軸承之過早損壞 ，進而造成整台旋轉機 振動 ，若未及時處理 ，將造成系統故障 ，甚至發生危 械提早報銷。而實際上，此病因確可由早期之振動預 險 ；為發展故障早期偵測系統 ，本文探討旋轉機械故 知保養中發現 ，並加以排除。 障模式 ，建立性能衰退預警監控系統 ，利用傅立葉轉 任何機械設備的運轉 ，都會產生振動 ，振動診斷 換 ，對量測訊號進行特徵擷取 ，找出不同倍頻振動特 法就是擷取設備運轉中的振動訊號 ，經過處理與分析 徵 ，分析正常信號與故障信號之差異 ，建立故障信號 後 ，判斷設備運轉狀態的方法[ 5] 。他的優點是訊號容 特徵及故障類型診斷方法。本文以散熱風扇為對象， 易量測 訊號處理方便， ，理論基礎的發展 ，也較完備 ； 整合加速規 、振動量測模組 、轉速 控制電路 ，利用 其限制是對於靜態的設備 ，振動診斷就無用武之地 LabView發展量測診斷系統 ；實驗結果顯示 ，風扇之 了。另一方面 ，振動診斷所量測的訊號 ，都是異常現 不平衡 、鬆動問題已能有效檢出 ，透過本文發展之軟 象已經發生的訊號 ，於一般設備有極大的助益 ，因為 硬體技術 ，將可提供系統發展預測維護之基礎 。 設備的劣化是逐漸形成的 。但是對於另一類型的異常 關鍵字 ：預測維護 、故障診斷 、振動 －快速發展的異常 ，也就是從異常的初始發生到設備 故障停機的緩衝時間很短的異常 ，振動診斷法就顯得 一、緒論 較不足了 ，因 為振動診斷法擷取到異常訊號之後 ，需 傳統的維修方法是被動式維修 (Passive 有足夠的反應時間 ，以採取必要的措施，因此必須以 maintenance) ，當機台發生異常 ，維修工程師才由機台 更早期偵測異常的診斷手法 ，來補足振動診斷法的不 狀態進行故障診斷 ，依據設備製造商提供之故障維修 足之處 ；此外，振動診斷法也無法偵測設備材質與強 手冊進行簡易故障排除。然而，相關的診斷與維修知 度的變化 ，和材料疲勞所產生的故障 ，因此對於處理 識仍屬工程師的經驗累積 ，由於工程師或專家的異 腐蝕性的媒介物或是媒介物會與設備材質相互反應的 動 ，常使得維修經驗與知識無法傳承下來 ，造成維修 設備 ，僅採用一種振動診斷法不足以完全且正確的診 工作曠廢待時、缺乏效率[ 1] 。透過機台狀況監控 ，工 斷設備的異常現象。 程師可隨時記錄機台運轉狀況 ，進行性能衰退預測 ， 旋轉機械故障診斷已被廣泛研究[6] ，如文獻[ 7] 當設備發生異常 （尚在輕微退化期間 ），即能採取必要 研究以軸不對中 、齒輪單齒磨損、軸承外環滾道損傷 的維修 ，避免因問題累積而導致嚴重故障的發生 ，發