如何使用振动分析来识别设备问题

当今的许多振动数据收集器都能够支持两个或多个传感器同时收集数据。借助此功能，可以选择跨通道相位作为分析工具。

除了用于正常振动路径的分析仪和带有传感器的电缆之外，执行跨通道相位所需的唯一附加工具是另一根电缆和传感器。跨通道相位分析可以发现结构松动的来源、一些结构完整性问题、错位条件甚至结构共振条件。

它是如何工作的？

正常路径数据采集捕获多个正弦波并根据频率将它们分开。然后将它们显示为单独的频率，并以频谱格式显示它们各自的幅度。

相位分析选择单个正弦波（单一频率）并检测该振动源如何相对于其他物体移动。 “其他东西”可能是轴上的一个点，例如反光带或键相位器，或者其他振动信号，如跨通道相位。

因此，有两个信号需要进行比较：振动信号和通过反光带触发的转速计脉冲，或者来自按键相位器的脉冲。转速计脉冲产生方波，而振动信号发出正弦波。

比较两个源的峰值以进行计时，两个峰值之间的时间差以度数显示，因为这两个源都与旋转运动有关。这对于平衡旋转设备非常有效，因为根据来自反光带前沿的脉冲，振动的峰值（或高点）发生在很多度之后，表明轴上可能是重点。 （本文不涉及可能导致重点与高点振动不同的条件。请注意可能是这种情况。）

在跨通道阶段使用两个传感器，比较的是每个信号的振动峰值。具有跨通道相位能力的分析仪还允许您指定要监控的特定频率。大多数情况下，轴转动速度被选为感兴趣的频率。

一个典型的起点是将传感器 A 放置在电机的外侧垂直端，将传感器 B 放置在电机脚上，以查看这些点如何相对于彼此移动。通常将一个传感器保持在同一位置，即位置 A 以与其他几个点进行比较。对于以下示例，我们假设传感器 A 的读数为零度。

如果传感器 B 的读数为 0 度（+- 30 度），则它们一起移动或一致移动，这是预期的正常情况。但是，如果传感器 B 为 180 度（始终为 +- 30 度），则它正在向相反方向移动或失步。这意味着电机外壳的一部分向上移动，而脚向下移动。这是由电机外壳某处的裂缝引起的，导致零件分离。大多数情况下，裂缝位于或靠近脚部。记录您的发现。

现在将传感器 B 移动到脚螺栓。如果传感器 B 读数为 0 度，则表明螺栓固定的板与电机顶部一致移动，解释为螺栓已拧紧。

但是，如果地脚为0度且螺栓为180度（或异相180度），则地脚与安装板之间存在松动。

可以为基础和地板确定相同的过程。如果所有这些读数都与传感器 A 相同，则这些位置中的任何两个位置之间都没有松动。

接下来，将传感器 A 移至电机内侧位置，并对电机的该端执行所有相同的检查。完成后，将传感器 A 穿过联轴器移至泵内侧端，然后移至泵外侧，在那里执行检查。请务必在每个位置记录您的发现，以供日后根据需要参考和分析。

下一步是比较沿机器列车从一端到另一端的读数。这应该在垂直传感器方向以及水平传感器方向上完成。出现了一些关于为什么是两个方向的问题。这可以用另一个问题来回答，“机器是否可能垂直对齐而不是水平对齐？”

让我们看一下传感器 B 在垂直方向上沿机器列车从一个轴承移动到另一个轴承的场景。

同样，假设传感器 A 是静止的，并且所有这些测量的读数都是零度，与传感器 B 一起漫游。第一个 B 位置是电机向内垂直。如果传感器 B 为 0 度，那么这个位置应该是没有问题的。但是，如果传感器 B 读数为 180 度，则电机的这一端向下移动，而 A 端向上移动。这不是一个好的条件。可能导致这种角度不对中的一种情况。

要验证角度不对中，请将传感器 B 移动到泵内侧位置。如果在那里读数为 180 度，则很可能是角度不对中的情况，因为在角度不对中时，轴会在联轴器上一致移动。假设对于这个例子，我们确实有角度未对准的迹象。泵的外侧轴承预期读数是多少？

将传感器 B 移动到泵外侧轴承位置，我们希望读数为零以确认角度不对中。在没有不对中情况的情况下，我们希望所有轴承同相或读数为零。

通过将参考传感器传感器 A 定位到电机外侧水平方向，可以在水平方向上进行相同的检查。进行比较，记录所有读数并在机器的同一侧沿水平方向从轴承到轴承移动传感器 B。将传感器放在机器的另一侧会发生什么？

轴向相位读数会提供哪些有用的信息？让我们考虑一下可能性。将传感器 A 沿轴向放置在电机内侧轴承处，将传感器 B 沿轴向放置在泵的外侧位置，并比较相位读数。如果它们同相，则符合预期。但是，如果它们的相位相差 180 度，则表示轴在旋转时相互推挤的角度未对准情况。正如在正常振动读数中一样，轴向相位测量可用于确认未对准情况。

可以用类似的相位读数比较方法来检查机座的结构情况，看它是如何运动的。通常，A传感器垂直安装在电机外侧轴承上，B传感器用于沿底座漫游。

从底座的电机端开始，传感器 B 靠近底座的前角。如果该位置的所有垂直读数同相，则相位读数可能与传感器 A 同相。现在以 2 或 3 英寸的增量沿靠近边缘的底座前部移动传感器 B，记录相位读数。如果它们都同相，则不存在弯曲问题。

接下来，将传感器 B 移动到机器的背面，并沿着那里的底座重复测量。同样，如果一切都同相，则基座弯曲没有问题。

但是，如果电机和泵之间的区域沿长度方向发生 90 度或 180 度相移，会发生什么情况？底座的一端和另一端之间可能存在 180 度相移或 360 度相移。这说明什么？

如果从沿正面的测量值到沿背面的相应位置存在 180 度相移，将表明什么？会不会有问题？为什么或为什么不？

振幅怎么样？

相位读数通常有两个可用的分量。一个是以度为单位的频率的实际相位读数，这里已经介绍过。另一个分量是振动幅度。在一些分析仪中，设置相位读数的选择称为峰值和相位、振动的峰值幅度和相位读数。相位读数表明它移动的方向，而幅度表明它移动的程度。

在下图中，底部有圆圈，圆圈外有一个 tic 标记。 tic 标记表示相位方向。圆圈内是速度振动值，即该频率的典型振动读数。请注意，从左侧开始，振动幅度为每秒 0.114 英寸。当它前进到基板的中心时，振幅上升到大约每秒 0.954 英寸。当它向右移动时，幅度再次减小。相位在整个距离内保持不变。有问题吗？

是的，这指向一个基础刚度问题，它允许它在中心移动更多。是否按照设计的方式灌浆？让工程师参与设计一种不会对任何其他区域产生不利影响的加固底座的方法。

有人会说，该区域的振动增加表明它处于共振状态。然而，只要涉及共振条件或自然频率，就会发生相位变化。基本为零的相位变化，排除了共振。

总结

跨通道相位是大多数双通道分析仪内置的宝贵工具，使技术人员/分析员能够发现或验证某些机械问题。了解机器应该如何移动对于诊断/确认条件非常有帮助。