【振动监测】机械振动的那些事4——加速度计的安装
2017-04-10 21:50阅读：
很多机器都是旋转式运作的，像电机、风机、压缩机、传送带、齿轮箱。。。凡是涉及动力学的机器，好像很难找到一个不旋转的，你想想看是不是这样？
为了旋转，这些机器就需要轴承，轴承支撑了轴的重量，也承担了轴在旋转时的作用力。实际上，轴和轴承之间会产生很多种力，日积月累之后，轴承就容易损坏。
轴承和轴之间的力引发了机器的振动。可以想象，对于一台新机器，振动应该是很小的，工作久了，又缺乏保养，轴承和轴就会磨损、变形，两者之间就会产生更大的力，从而振动也变剧烈了。
图1 –听诊器和加速度计
加速度计可以衡量机器的振动情况，用法和听诊器差不多，医生拿着听诊器在你身上听来听去，专家们也会用加速度计量来量去。
至于怎么安装加速度计，以下是一些指导性建议。
建议1: 越靠近轴承越好
由于振动源自于轴承，所以加速度计的安装位置越靠近轴承越好。如果离轴承很远，那么振动的信号会衰减得厉害。
这就好比医生拿着听诊器不听你的胸部，反倒对着你的脚丫子听来听去，然后告诉你，你的心脏没问题或者有问题，我想你肯定会对这个诊断结果产生怀疑的吧。
图2 –听诊脚丫子
所谓“越近越好”，就是指加速度计要安装在轴承水平和垂直的中心线上，下面是一些示范：
图3 –越近越好
一台机器上可能有多个轴承，每个轴承有水平、垂直等不同方向，所以检测的时候，需要对采集点分别进行标号：
图4 –安装位置标号
这种用加速度计测量的振动，称为“绝对振动”（Absolute
Vibration），因为你看虽然有那么多安装位置，但是这些位置都是静止不动的（定子），真正运动的是轴、轴承内圈、滚珠等（转子）。
如果定子比转子的质量重非常多，那么，就算转子给定子很大的冲击力，定子的振动也很小。比如，很多高压机就是这样的情况，由于机体本身很重，振动幅度不大，再用加速度计来检测轴承状态，效果就不是很好了。
建议2: 确保安装牢靠
为了精准采集振动，加速度计必须在机器上安装牢靠，最好做到你中有我我中有你，这样你动了我也动了，要是两者之间还有松动，那采集还会准么。
磁吸，是一种比较实用的安装方式，一方面吸的牢，另一方面拆解也方便。不过仍有一些事项值得注意：
安装表面需要平坦；
安装表面不能有杂质，如碎屑、生锈、尘土等；
安装表面一定要是磁性物质；
图5 –安装表面
除了磁吸，其他的安装方式还有探针式、粘贴式、螺栓式，一般来说，螺栓式具有最宽的频响范围，而探针式的频响范围最小：
图6 –不同的安装方式
建议3: 安装方向正确
不同情况下加速度计的安装方向也不一样，比如，在检测“平行不对中”的时候，加速度计要安装在轴承的半径方向；而在检测“角度不对中”的时候，加速度计要安装在轴承的轴向方向。
图7 –左：水平不对中，右：角度不对中
这是因为故障导致的振动方向不同。如果用轴向安装的加速度计去采集水平不对中的振动，检测效果就不怎么可靠了。
所以。。有没有很想要一个三轴的加速度计，甭管怎么安装，三个方向的加速度都能采集到！
建议4: 永远只用一种方式
通过对比振动的历史数据，可以判断机器是否有异样，因此，每次测量的时候，需确保加速度计安装在相同位置。
图8 –位置需一致
最好呢。。。检测所用加速度计是同一个，工作人员也是同一个，毕竟整个诊断过程牵涉了很多主观的人为因素。
现在有些厂家推行在线的（装了就不用拿下来的加速度计）、并采用客观分析标准（非人工分析）的振动监测系统，它们的检测一致性就很好。
建议5: 小心那根线
很多加速度计用线缆传输信号，需要注意线缆不能扭曲过度，也不能晃来晃去，前者容易损坏加速度计，后者容易对信号产生干扰，最好在安装的时候用装置对线缆进行锚定：
图9 –安装线缆
有时候线缆很长，此时尤为要注意人身安全，千万不要被卷进机器了。
图10 –人身安全
不过你说现在移动通信这么发达，连公交车里都有WiFi了，为啥不用无线通信呢？这是因为用了无线，就只能用电池供电了，但无线收发功耗高啊，续航时间就不理想了。
当然，有些厂家在这方面进行了率先尝试，创造性的改进了整个振动检测机制，并做到了1年以上的续航时间。
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