利用美国RDI视觉增强影像系统观测高温风机轴承座轴向共振

2019-08-29

美国RDI公司研发并推出了全球首款允许用户通过肉眼直接观察设备振动形态的可视化 Motion Amplification? 视觉增强影像系统,为专利技术产品。基于视觉的高效能“ODS”测试结果是其功能之一。擅长通过可视化方式解决设备基础松动、基础/结构刚性不足、结构裂纹、拍振、管线振动等问题。借助视觉增强影像系统,将彻底改变你解决工厂中有关设备振动和运动模态问题的能力。

本案例内容为爱游戏平台在线-爱游戏平台官网技术团队原创内容

一、案例背景

检测地点:广东省某水泥生产基地;

检测设备:水泥生产线高温风机,变频电机,额定转速990rpm,风机两端滚动轴承支撑;

反映问题:风机轴承座轴向振动大,长期困扰生产工艺。

MHCC设备健康体检中心(爱游戏平台在线-爱游戏平台官网),应水泥厂商的要求,对该台高温风机设备进行设备健康体检和分析诊断服务。

二、解决方案

为解决本次高温风机异常振动问题,现场采用传统振动监测与视觉增强影像采集两种方式开展综合诊断。美国RDI Motion Amplification? 视觉增强影像系统为专利技术产品,设备型号:RDI IRIS MTM

(1)传统振动监测

通过变频调节电机转速从742rpm逐渐缓慢升至810rpm(步进间隔约为5rpm),可见风机驱动端轴承座测点轴向工频1×振动幅值不断攀升,当转速接近800rpm时,振幅激增至10mm/s rms;当转速超过800rpm后,该振幅又迅速回落。但风机轴承座水平、垂直方向工频1×振动幅值基本维持较小值不变。遗憾的是,受现场条件限制,未能按计划采集相应的工频1×振动相位变化数值。风机驱动端轴向工频1×振动幅值随转速变化趋势如下图所示。

下图展示的当转速为800rpm时风机驱动端轴承座测点水平、垂直、轴向三个方向的振动速度频谱图,可见轴向振动明显高于水平、垂直方向,且主要频率成分为风机旋转频率,即工频1×。



(2)视觉增强影像采集

RDI视觉增强影像系统每次只需拍摄3秒钟的设备运转影像,然后对数据进行就地处理,10秒钟后就可得到让工程师凭借肉眼通过视频图形的方式看到设备在物理世界中的真实振动形态。高温风机视觉增强影像现场测试照片如下:

视觉增强影像测试表明该高温风机轴承座主要振动频率、幅值与传统振动检测结果一致。通过对不同转速下风机原始振动影像的增强处理,证实风机轴承座仅在800rpm转速附近表现出强烈的轴向摇摆振动特性,增强处理前后对比影像如下(观看提示:视频中左侧为未增强的原始影像,右侧为经过增强的影像):


测试结论:风机两端轴承座轴向振动幅值在800rpm转速附近存在突变,疑似风机轴承座在800rpm转速附近沿轴向共振(振动相位信息不全)。


维护建议

1)尽可能避开785rpm-805rpm转速运行范围,避免风机轴承座轴向共振;

2)如有必要可咨询设备厂家风机轴承座固有频率出厂测试结果及当前结构改进方案。

三、心得体会

收到故障分析报告后,该用户肯定地认可了我们的诊断结论,生产与维护主管均同意暂时避开固有频率所在转速范围运行的维护建议。

在视觉增强影像技术出现以前,设备“共振”始终示人一种抽象、模糊的概念。振动爱游戏平台官网所展示的诊断依据一直是随转速变化的振动幅值、相位曲线,即所谓的“波特图”(由贝尔实验室科学家Bode于1940年提出)。若设备的固有频率不幸落入工况振动频率范围内,当调节转速通过该固有频率时,振动幅值将达到最大,振动相位发生180°变化。因此可以理解,对于未接触振动理论背景的大多数用户来讲,共振分析如同“纸上谈兵”,确实难以接受和认可。RDI视觉增强影像系统的到来,可以帮助我们观测裸眼无法识别的微小振动,针对振动界的“王者”——共振,观察起来更不在话下。

当然,振动领域经典的理论、试验模态分析方法也能提供比较直观的模态振型,也能让我们观察共振现象,但它们给出的只是一种有限元重构的三维动画模型,而非实物实景,且实现起来技术难度大。相比较而言,RDI视觉增强影像系统提供的则是完全真实的物理场景,“所见即所得”,画面感酣畅淋漓,实用性不言而喻。


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观为监测|MHCC与美国RDI公司签署视觉增强影像系统的独家合作协议,成为RDI公司在中国区的唯一独家代理机构。