管理监测设备健康,就靠振动量测。

振动数据-判定机台设备健康的重要依据

机械必定会产生振动,但您知道这个振动是正常还是异常?运用量测服务了解机台的健康数据

您的设备振动异常吗?您知道环境下的共振现象也会影响机台设备操作品质吗?要了解设备的健康状态监控便是需要设备具有感知能力。现在只要搭配感测技术藉由纪录与差异分析所产生的讯号数据,便可以判定机台是否维持正常运作。利用这些振动讯号能够提早发现或预知可能发生机械故障、老化、偏移、等各种复杂的动态行为。是帮助业者在提升生产良率及研发效率的重要依据。

什么是振动? 振动的来源?

振动,指一个物体相对于静止参照物或处于平衡状态的一种来回往复运动,可以是单一频率、少数个频率、许多个频率所组合而成,可以是周期性或是非周期性(随机性)的。旋转体之静态与动态不平衡、往复运动体之惯性力、冲击负荷变动。



振动的来源?

振动讯号组成

振动讯号是由多个部件产生,讯号借Fast Fourier transform(FFT) 快速傅立叶转换,得到频域讯号各频率组成



振动讯号组成
振动讯号是由多个部件产生

转动设备振动的产生

任何绕着某中心旋转之设备都可称为转动设备,工厂中常见的包括 风扇、马达、帮浦、及压缩机等。其他常见的厂区设备结构还有:移动螺杆、卷带、机械手臂、转动、切割、接合等。然而任何转动机械不可能是十全十美之状况,因此在运转时会产生一些往复式之作用力作用于机械上,而有其振动产生,因此机械上之振动有下列之实质意义。


感测器(加速规)的侦测原理

F=m.A

转动设备振动的产生

离心力与振动:对于具有不平衡质量的转动机械,在回转时会产生离心力(外力-INPUT),此离心外力造成结构的反覆变形(结构的反应),即为振动(OUTPUT)

振动的单位

振幅代表振动的大小或强度,可用位移、速度及加速度三种物理量来表示。
振幅几种较常用的表示方式,如Peak to Peak值(P-P值)、Peak值(P值)、RMS值。

若以正弦波来表示的话,其换算的关系式如下:
P-P值 = 2 × P值
P值 = 1.414 × RMS值

振动的单位

振幅物理量符号单位 unit振幅表示方式应用范围
频率
Frequency
Frpm, cps, Hz, rad/s
位移
Displacement
Dμm,m, mm, mil峰对峰(P-P)值或峰(P)值用于低转速设备及
低频振动量测
速度
Velocity
Vm/s, mm/s, kine均方根(RMS)值或峰(P)值ISO标准,最常用之单位
加速度
Acceleration
am/s2, g, gal均方根(RMS)值用于轴承及
高频振动量测

振动三要素

振动三要素:振幅、频率、相位

项目单位unit意义
振幅Amplitude位移Displacementm、mm、 µm振动幅度的大小
速度Velocitym/s、mm/s振动的快慢
加速度Accelerationm/s^2、g振动的快慢变化
频率FrequencyHz或RPM(CPM)单位时间之振动次数,
可借此判断振动来源
相位(相角) Phase degree两振动体相对位置之Phase(degree)
比较可研判振动模式

振动量测技术已成为生活中不可或缺的量测技术

轻微的振动会产生噪音,使在环境中的人感到不舒适或是工作中的机台及精密仪器产生误差;当振动更严重的时候更会造成环境中的人体上危害或机台仪器损害;大部分的机械、设备及结构都会有振动问题产生:如汽车引擎、飞机涡轮、机器马达、工具机主轴、建筑物的楼板等。以过去的经验而言,在机台品质保养管理上均是出现问题才进行维护工作;但通常产生不正常振动时,一般而言极难察觉但却容易造成其他部件的耗损,因而导致更严重的损失。

透过固德开发的特殊运算法及结合标准资料库,经过量测机台设备累积数据后,分析数据便可以定义出标准门槛值,有助于巡检量测由此得知设备是否正常。振动量测技术也不再只是基本的量测振动,更可以积极地藉由振动量测数据,提供机台仪器预知保养的参考,利用量测数据来监控机台仪器运转状况因而提早维修,避免在生产时有停机维修的问题产生,可有效的降低相关企业的营运成本。

振动量测技术已成为生活中不可或缺的量测技术

转动设备(转子机械)- 运转而产生的作用力振动

振动的变化代表机械运转之变化,当振动变大时,通常代表机械有问题产生,振动仅为机械之状况表征,降低振动实际上是减低引起振动之作用力。作用力之产生,可能根源于机械之某些原因,如不平衡、对心不良等。振动无法完全消除,只可能减低于某程度以内


转动设备(转子机械)- 运转而产生的作用力振动
利用量测转子机械非转动部位的振动来评鉴转子健康状况

任何绕着某中心旋转之设备都可称为转动设备(转子机械),工厂中常见的包括风扇、马达、帮浦、及压缩机等。
任何转子机械不可能是十全十美之状况,因此在运转时会产生一些往复式之作用力作用于机械上,而有其振动产生。 再者,机器手臂或是机械搬送装置在移动过程中亦牵涉到马达运转及螺杆滑轨等机械装置的运动,其中移动、旋转、往复、停止等动作皆会有一定程度的振动行为产生,可藉由监测上述动作所产生的振动行为来判别机台装置的优劣情况以及利用监控制程过程中的振动变化来评估制程结果的差异性。