旋轉機械 轉子設備 發生振動異常?

藉由監測振動行為來判別機台裝置的優劣情況

任何繞著某中心旋轉之設備都可稱為轉動設備，工廠中常見的包括風扇、馬達、幫浦、及壓縮機等。任何轉動機械不可能是十全十美之狀況，因此在運轉時會產生一些往復式之作用力作用於機械上，而有其振動產生。再者，機器手臂或是機械般送裝置在移動過程中亦牽涉到馬達運轉及螺桿滑軌等機械裝置的運動，其中移動、旋轉、往復、停止等動作皆會有一定程度的振動行為產生，可藉由監測上述動作所產生的振動行為來判別機台裝置的優劣情況以及利用監控製程過程中的振動變化來評估製程結果的差異性。

• 振動的變化代表機械運轉之變化，當振動變大時，通常代表機械有問題產生
• 振動僅為機械之狀況表徵，降低振動實際上是減低引起振動之作用力
• 作用力之產生，可能根源於機械之某些原因，如不平衡、對心不良等
• 振動無法完全消除，只可能減低於某程度以內

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泵浦馬達轉子品質量測

量測目的:針對廠務系統中的真空泵浦做振動品質量測比較

比較A、B兩組真空泵浦組，可經由轉子規範功能明顯看出差異性，該兩組泵浦組從驅動端-馬達轉子所產生的振動量即有明顯的不同,其後經連動機構將振動接續傳至泵浦機械端。比較兩者結果可判讀出A組馬達振動品質明顯優於B組，在維修保養需求排程上則建議以B組馬達養護為優先。另外，對B組頻譜作簡易判別可觀察出結構鬆動的頻譜特徵，建議可對B組的連動機構組配緊密度加以檢查。
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鼓風機振動品質量測

量測目的：排風鼓風機振動傳至設備機台，導致製程中引入過大振動影響良率

機台製程端面振動為A機台較為嚴重，故此案件量測機台後方鼓風機振動品質，量測結果雖該兩轉子皆在安全運轉品質規範中。但充其量只能說明鼓風機品質，而在廠區製程端須避免為振動影響良率時，需對較大的振動源作適當的隔震處裡，由量測結果得知首要做隔震處裡的為A鼓風機組。
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旋轉塗佈機-製程週期振動品質

量測目的：找出AB兩組相同製程機台、相同參數配比，卻存在良率差異原因

由上述各流程細部振動資料比較可很明顯的看出，兩機台在移動送片及放片的流程差異性不大，可歸納為可接受的機台變異；但在旋轉塗佈的相關流程中，可明顯看出一號機在旋轉塗佈的流程中所產出的振動行為遠遠大於二號機，且明顯不為機台變異，故由此判定一號機的旋轉相關部件必須進行檢查維修，回復機台健康狀況。
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旋轉塗佈機-轉子動平衡

量測目的：評估比較兩台旋轉塗佈機的動平衡等級優劣

根據ISO1940規範，可針對轉子工作轉速定義振動大小的等級，等級代表動平衡校正的優劣。上述案例A組為G1等級，B組為G6.3等級，表示A組旋轉塗佈機在工作轉速時振動遠小於B組，建議可針對B旋轉塗佈機進行動平衡校正程序。
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馬達振動頻譜分析

量測目的：分析馬達振動頻譜，提早預防損壞發生可能並釐清造成振動原因

轉子規範量測分析除了可以界定振動量大小來評斷轉子品質外，還可藉由頻譜特徵來診斷轉子是何種類型的故障，上述案例由A馬達所量測出的頻譜即可判別A馬達的結構存在機械鬆動的情況；B馬達的頻譜則指出該轉子轉軸可能有偏心或對心不良的狀況，建議進行相關維修檢測。
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慢轉速轉子量測應用

量測目的：評估比較兩台旋轉塗佈機的動平衡等級優劣

轉速相當慢的機械運動較難取得明顯的特徵頻譜，可藉由專利設計的時幅分析功能來記錄各週期的振動特徵，藉此來建立該類轉子運動的數據紀錄，日後可反覆監看比對振動訊號的變化來確認設備的運轉狀況以達成數據化管理的目標。
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應用領域

• 精密設備

• 轉子設備品質檢測

• 避震設施系統

• 加工工具母機

• 廠區設備監控

• 環境振動量測

• 交通運輸

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結論

世界上沒有完美的機械，只要是機械必定會有振動產生。振動的行為也恰好提供管控機台品質的標準與手段。然而只要是機械就會因為人為操作或時間演進漸漸老化損壞。身為使用者絕對無法防止機台損壞的發生，但如何透過量測手段提前檢知故障的發生，來延長機台的壽命與維持機台運轉品質，並在適當的時間提出維修保養計畫都是身為製造端機台使用者必須嚴肅面對並且學習的課題。因為唯有對製程設備有十足的掌握度，才會更有餘力設計更精良的製造流程與參數，因而持續提供品質優良且穩定的產品。
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