轴承实时监测系统.PDF

上海市浦东新区张东路1387 号10 幢02 号2~3 楼 邮编201203 电话: 021-6879 5660 传真: 021-6879 5670 Info@VI-C www.VI-C 轴承实时监测系统 作者：徐驰（rich ） 上海聚星仪器有限公司销售工程师 行业：机械设备 应用需求： 机器状态监测 （Machine Condition Monitoring ）是现代机械设备维护的重要手段，在设备运行过程中， 对于每一个状态进行持续的监控，它一般通过振动、压力、温度、应变等信号的采集和数据分析，了 解长时间运行的机械设备的状态，一方面可以预防灾难式故障，另一方面可以有针对性制定维护计划， 进而还可为提高机器运行效率提供参考。由此可见，机器状态监控可帮助企业消除计划外的储运损耗、 优化机器性能、缩短返修时间并降低维护成本。因此，各种机器状态监控的系统已经广泛应用于电力、 船舶、冶金、制造等领域。 面临的挑战： 构建机器状态监控系统有特定的要求：适应现场恶劣环境、丰富灵活的传感器/ 数采接口、信号处理的 专业软件以及实时性可靠性等要求。 完整案例分析 具体实现方法 本系统由旋转机械平台、传感器、CompactRIO和PDA 四大部分组成。CompactRIO主要负责信号 采集和处理工作，并附加一个GSM Modem，可以发送短信。手持PDA运行人机界面，提供数据查看和 控制指令。整个系统的构成如图1所示 1. 监控对象和传感器 监控对象我们选用Spectraquest 公司的轴承平衡故障仿真器。这个仿真器用于演示和研究运行中轴 承故障和非平衡状态。仿真器有一个交流电机驱动旋转设备，交流电机的变频器提供一个面板，用户 可以通过面板上的按钮和旋钮改变电机的转速。旋转设备内置一个光电传感器，可提供电机的转速信 号。转轴上安装了两个铝制飞轮，在每个飞轮上有大小两圈等间隔的孔，用于安装配重。通过在不同 位置安装配重来实现不平衡的旋转效果。整个旋转机构外套有一个玻璃罩子，用以保护使用者。 上海市浦东新区张东路1387 号10 幢02 号2~3 楼 邮编201203 电话: 021-6879 5660 传真: 021-6879 5670 Info@VI-C www.VI-C 图1 系统硬件连接实物图 本系统主要监控旋转机械设备的动态特性，因此需要测量轴承振动、轴心偏移以及转速信号。振 动信号采用4个IEPE振动传感器，分别测量轴前后段水平和垂直两个方向的振动，安装在轴承座上， 如图2左所示。IEPE 是振动传感器的一个工业标准，核心由两部分组成：感受力的压电材料和放大信 号的集成电路。这种传感器具有灵敏、动态范围大、信噪比高、信号调理方便等特点。这里选用的振 动传感器是上海北智技术有限公司的14115 型工业测振传感器，测量范围是250 g ，灵敏度是100 mv/g。 我们使用电涡流式位移传感器测量转轴偏移，这种传感器通过电磁感应效应测量被测金属导体距探头 的距离。转轴恰好是金属体，同时位移传感器是非接触式的，测量时不会影响转轴本身的运动。在垂 直于轴线的平面放置一个支架，如图2右所示，与垂直方向夹角分别是45度和-45度安放两个位移传感 器，这样可以测量轴心偏移。这里选用的位移传感器是北京京仪北方仪器仪表有限公司的ϕ8 mm 探头 的电涡流传感器。量程是2 mm，灵敏度8mv/um。传感器的输出电压很小，产品中包括了配套的前置 放大器，前置放大器需要提供-12和+12V 的直流供电。