一、PeakVue 技術(shù)原理

Peakvue 技術(shù)是艾默生的***技術(shù)(美******號(hào)：6889553)，PeakVue 是捕捉給定時(shí)間間隔里時(shí)域波形峰值的振動(dòng)信號(hào)分析方法。當(dāng)出現(xiàn)金屬之間發(fā)生摩擦或撞擊時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波。早期的疲勞剝落、齒輪和軸承缺陷、摩擦磨損和沖擊等等都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力波。******技術(shù) PeakVue 正是采集和監(jiān)測(cè)這些短暫的應(yīng)力波，獲得應(yīng)力波的峰值及其出現(xiàn)的頻率，并轉(zhuǎn)換為頻譜進(jìn)行分析。對(duì)于一般的采樣過(guò)程，采樣時(shí)間間隔通常由分析帶寬決定，遵循采樣定理。對(duì)絕大多數(shù)分析儀或數(shù)據(jù)采集器來(lái)說(shuō)該時(shí)間為(2.56×fmax)的倒數(shù)。然而，PeakVue 采用了***速采樣技術(shù)，對(duì)于***通濾波后的信號(hào)每秒鐘的采樣點(diǎn)數(shù)量固定為 10 萬(wàn)個(gè)。之后再對(duì)這些峰值(波形)進(jìn)行采樣和處理，得到 PeakVue 波形和頻譜。

二、PeakVue 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于其他診斷技術(shù)如調(diào)制解調(diào)等，PeakVue 技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、PeakVue 的時(shí)域波形真實(shí)反映了設(shè)備的沖擊，從時(shí)域波形的幅值就可以判斷出故障的嚴(yán)重程度;

2、跟蹤 Peakvue 趨勢(shì)就可以準(zhǔn)確判斷設(shè)備的故障是否嚴(yán)重，何時(shí)需要維修;

3、PeakVue 技術(shù)并不限于中頻范圍，它可以監(jiān)測(cè)***速和極低轉(zhuǎn)速(如每分鐘幾轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承)的沖擊故障，因此對(duì)于分析低速設(shè)備的軸承故障來(lái)說(shuō)極為準(zhǔn)確有效。

三、典型案例分析

案例 1 某企業(yè)攪拌器齒輪箱滾動(dòng)軸承故障

該攪拌器是生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，每天 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。它的故障將導(dǎo)致生產(chǎn)中斷一周以上，會(huì)給企業(yè)造成巨大損失。攪拌器由變頻電機(jī)通過(guò)齒輪箱傳動(dòng)，齒輪箱 3 級(jí)變速，供應(yīng)商提供了圖紙，但沒(méi)有標(biāo)明齒輪箱的齒數(shù)與軸承型號(hào)。見(jiàn)下圖 1：

圖1設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2004 年 7 月 6 日在日常巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)該齒輪箱和馬達(dá)的噪音上升很大，于是通過(guò) CSI2130 振動(dòng)分析儀采集振動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行分析。圖 2 為電機(jī)聯(lián)軸器端振動(dòng)頻譜與波形，在該軸承的時(shí)域波形上可以明顯的看到?jīng)_擊存在，幅值約 4.4g，頻譜上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承的故障頻率。圖 3 為齒輪箱輸入軸的振動(dòng)頻譜與波形，時(shí)域波形的沖擊略低，約 1.9g 左右，由于沒(méi)有齒輪與軸承的信息，我們?cè)陬l譜上很難發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的東西，除了在頻譜的 2500HZ 左右有底部隆起外，這來(lái)自于齒輪嚙合還是軸承缺陷?無(wú)從判斷。

圖 2，電機(jī)聯(lián)軸器端普通振動(dòng)頻譜與波形

圖 3，齒輪箱輸入端普通振動(dòng)頻譜與波形

為了更準(zhǔn)確地分析，我們?cè)俨杉?Peakvue 數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖 4 與圖 5。圖 4 為電機(jī)的 Peakvue 頻譜與波形，從 Peakvue 波形看電機(jī)的沖擊很低，約 0.9g，說(shuō)明電機(jī)沒(méi)有明顯的軸承故障。圖 5 為齒輪箱輸入軸的 Peakvue 頻譜與波形，從 Peakvue波形看，齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在著一定的沖擊，約 6g 左右，在 Peakvue 頻譜上發(fā)現(xiàn)102HZ 及其諧波，該 102HZ 是轉(zhuǎn)速的 4.12 倍，并且在這些頻率成分邊上有轉(zhuǎn)速的邊帶。那么這 102HZ 來(lái)自于哪里呢?基本可以排除齒輪嚙合引起的振動(dòng)，因?yàn)辇X輪嚙合頻率肯定是轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍，而不是現(xiàn)在的 4.12 倍。軸承故障嗎?由于幅值不是很***，所以我們決定繼續(xù)跟蹤。

圖 4，電機(jī)的 Peakvue 頻譜與波形

圖 5，齒輪箱輸入軸的 Peakvue 頻譜與波形

2004 年 9 月 13，齒輪箱與電機(jī)的振動(dòng)和噪音繼續(xù)上升。我們繼續(xù)采集了普通振動(dòng)分析與 Peakvue 的頻譜與波形，見(jiàn)圖 6 與圖 7。圖 6 為普通振動(dòng)頻譜與波形，從加速度時(shí)域波形看齒輪箱的沖擊很大，達(dá) 11g 以上，但頻譜上沒(méi)有明顯的信息提示我們哪個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題。圖 7 為齒輪箱的 Peakvue 頻譜與波形，在Peakvue 波形上可以很明顯地看出幅值調(diào)制現(xiàn)象，通常這種幅值調(diào)制現(xiàn)象是由于軸承內(nèi)圈有缺陷引起的。

圖 6，齒輪箱輸入軸的普通振動(dòng)頻譜與波形

圖 7，齒輪箱輸入軸的 Peakvue 頻譜與波形

2004 年 9 月 23 利用停機(jī)時(shí)間我們對(duì)齒輪箱輸入軸進(jìn)行檢查，齒輪箱輸入軸上的齒輪側(cè)軸承已經(jīng)明顯損壞，轉(zhuǎn)不太動(dòng)。見(jiàn)圖 8。

圖 8，齒輪箱輸入軸軸承照片

案例 2 應(yīng)用 PeakVue 技術(shù)診斷齒輪缺陷

PeakVue 也是診斷齒輪箱故障的極好工具。使用 PeakVue 技術(shù)可以監(jiān)測(cè)齒從正常到破裂的過(guò)程。齒的彎曲、變形會(huì)伴生應(yīng)力波，PeakVue 可以采集到應(yīng)力波。例如，PeakVue 曾防止了某罐頭板生產(chǎn)線幾天的生產(chǎn)停頓。事實(shí)上，PeakVue數(shù)據(jù)顯示了齒輪箱的振動(dòng)特征與常規(guī)方法采集的振動(dòng)特征巨大不同。圖 9 為齒輪箱的常規(guī)振動(dòng)波譜。由于測(cè)試位置的限制，只能在輸入軸的軸承處采集振動(dòng)數(shù)據(jù)。圖上顯示了輸入嚙合頻率及其諧波。因此建議檢查輸入齒輪嚙合情況，如有沒(méi)有磨損，但由于振動(dòng)值很小，沒(méi)有進(jìn)行檢查。但是 PeakVue 測(cè)量顯示問(wèn)題比較嚴(yán)重。圖 10 為輸入軸軸承處的 PeakVue 波譜。波形和頻譜都顯示齒輪箱輸出軸振動(dòng)占主導(dǎo)特征。波形振幅很令人震驚，特別是采集點(diǎn)位置距離輸出軸有 3英尺!分析人員建議輸出齒輪組應(yīng)該立即檢查。周末該齒輪組被更換，檢查發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)齒的齒根部位有裂紋，見(jiàn)圖 11，輸入軸齒輪存在磨損和不對(duì)中現(xiàn)象。根據(jù)圖 9 很難認(rèn)為輸出齒輪存在故障，更談不上問(wèn)題嚴(yán)重不嚴(yán)重。

圖 9，齒輪箱輸入軸的普通振動(dòng)頻譜與波形

圖 10，齒輪箱輸入軸的 Peakvue 頻譜與波形

圖 11，齒輪箱輸出軸齒輪照片

四、結(jié)論

限于篇幅，其它案例就不再一一介紹了。總的來(lái)說(shuō)，PeakVue 技術(shù)存在以下優(yōu)點(diǎn)：

1、它能發(fā)現(xiàn)常規(guī)頻譜不能發(fā)現(xiàn)的滾動(dòng)軸承和齒輪故障;

2、能夠發(fā)現(xiàn)早期滾動(dòng)軸承和齒輪故障，并且對(duì)于故障的嚴(yán)重程度可以準(zhǔn)確跟蹤;

3、對(duì)監(jiān)測(cè)和診斷的設(shè)備轉(zhuǎn)速?zèng)]有限制，可以準(zhǔn)確診斷 10rpm 以下的極低速設(shè)備的滾動(dòng)軸承故障。