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风机振动监测系统 口使用维护风机技术2o02年第6期 风机振动监测系统 VibrationMonitorSystemforFan 【摘要】介绍了风机振动监测系统的设计原理和总 体结构.对故障频谱分析,系统硬件和软件分别 作了介绍. 关键词:通风机故障诊断软件系统 Abstract:Thevibrationmonitorsystemforfanand itsdesignprincipleandthewholestructurearein— troduced.Analyzingfrequencyspectrumoffaults, softwareandhardwareofthissystemareseparately discribed. Keywords:Fan1i~ublediagnosisSoftwaresystem 一 ,引言 随着科技的不断进步对设备的诊断技术也在 不断更新,以前靠耳听,眼看,手摸的时代已经过 去.特别有些设备受环境的限制一般仪器也不能 直接测量,很难准确地判断故障原因,故障位置和 损坏程度.东风汽车车身有限公司油漆线上的风 机是在建厂初期购进的设备,热交换风机整体为 密封环境,如图1所示.设备上未装任何检测设 施.对于电机,风机的异常很难及时发现,等到发 现时设备部件已完全损坏,设备已不能运转,这样 就严重影响生产.因此要对设备现场监控,及早 发现设备损坏隐患. 二,振动频谱分析 设备诊断系统本着既诊断准确又经济实用原 则.为此要对诊断设备可能出现的故障进行分 析,同时要考虑对同类设备具有通用性,推广性. 首先根据以前设备出现的问题,将故障归纳为3 类:①不平衡故障:当风机产生不平衡时,最大振动 2002年10月9日收到十堰市4420o1 — 56一 李智辉文元雄 东风汽车公司工艺研究所 出现在轴转动频率上,此外气流脉动随风机作周 期性转动,气流受到不断周期激励作用,当风机的 激励频率与气流脉动某一固有频率相等时,可使 振动加大;若设备的固有频率与其中的某一频率 相等时就会产生机械共振,当3个频率全相等时 机械共振会更大;当皮带松动或打滑时,会在某一 固定的频率振动(如图2a);②轴承故障:当有轴承 损坏时,就有几百赫兹故障振动及其高次谐波振 动(如图2b);③其它振动:当设备某些联接松动, 某些部件损坏或磨损时,都会产生不同程度剧烈 振动(包括撞击),这些故障表现为以下特征谱图 (如图2c). 图l风机结构及测量部位简图 三,监测系统硬件结构 振动监测系统的传感器是选用高分辨率ICP 加速度传感器,并将其垂直安装在电机,风机轴承 座上.它所采集的信号放大后输出的是加速度信 风机振动监测系统 fcHz a)设备报警线及不平衡频潜图 flI1Z bJ轴承损坏频潜图 ffHz 其它部件损坏部分振动谐波频I爵 图2 号,为方便其他信号检测设备对振动信号的测试, 经过两次积分前后输出的加速度,速度和位移信 号都有相应的检测输出端子.同时加速度信号以 及速度,位移信号通过A/D转换成为数据信息, 微处理器所得到的数据除用于报警判断还用于显 示,根据要求分别显示各传感器的3种状态数据: 加速度,速度和位移数据.系统硬件结构如图3. 检测系统面板有相应的速度,加速度,位移选 择及打印选择等按键,用户可方便地进行操作. 在单片机自动控制带通滤波器时,带通滤波器选 择不同分段频率滤波,这些分段频率里找出最大 值,将各分段频率振动的最大值进行记录.分析 这些信号的大小是在报警低线以下,还是报警低 线与第二报警线之间,或是第二报警线以上.根 据不同的位置决定报警与否(如图2).打印的数 据包括当前每个传感器半小时以内的速度信号的 抽样数据,以及历史速度信号最大值,超过各报警 线信号大小时间,各种信号都有大小和相应时间 记录.这样工作和记录系统就相当于飞机上的黑 匣子,他不仅记录最后半小时的数据而且记录出 现故障的时间和大小.这有利于故障分析,以及 确定所要检修的程度和迫切性. 图3系统硬件结构 四,软件系统 软件由信号采样,数据处理,报警显示输出, 打印处理,键盘处理,看门狗程序几部分构成.信 号采样:信号采样不仅要把数据准确地采集到,还 要控制外围电路选择通路,要控制选择滤波频率 并记录对应的数据;数据处理:采集到的数据由于 受很多外界的干扰,如车间其它设备运行,其它人 为干扰产生振动,都能影响数据的准确性,因此就 要进行数字滤波;采集的数据要选取最大值及对 应的时间一起进行存储,还要根据要求分类处理 以及数据更新;报警显示输出:本控制系统主要目 一 57— 口使用维护风机技术2002年第6期 的是故障报警,因此要将采集到的加速度,速度和 位移数据要求现时输出显示;当采集的数据根据 报警条件判断达到报警时要输出对应的报警信