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干貨 | 三軸振動傳感器的安裝說明

發(fā)布時間：

2023-10-07

國際標準

ISO（國際標準化組織）制定的國際標準ISO 10816-1 《在非旋轉(zhuǎn)部件上測量和評價機器的機械振動系列標準的第1部分：總則》中，3 測量3.2 測量位置，其中相關(guān)的描述摘錄如下：

應(yīng)該在軸承、軸承支座或者其他對動力有明顯響應(yīng)并能表示機器整體振動特性的結(jié)構(gòu)部件上進行測量。
為確定每一測量位置上的振動特性，有必要在三個相互垂直的方向上進行測量。

不同設(shè)備的傳感器安裝方式

參考振動狀態(tài)監(jiān)測的相關(guān)標準，并結(jié)合設(shè)備故障診斷的實際經(jīng)驗，我們總結(jié)出選取狀態(tài)監(jiān)測傳感器安裝部署位置和方向時，應(yīng)當遵循如下原則：

（1）安裝位置應(yīng)盡量選擇設(shè)備結(jié)構(gòu)剛度較高的部位，例如設(shè)備的軸承座、端蓋等，減少振動信息在傳遞路徑中的損失；

（2）安裝方向應(yīng)優(yōu)先選擇振動強度大的方向，例如與安裝管道垂直的方向、設(shè)備的受力方向、齒輪的嚙合方向等，提高振動信號的幅值。

下面我們針對現(xiàn)場常見的幾類工業(yè)設(shè)備，具體說明進行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測時，振動傳感器推薦的安裝位置及安裝方向。

1. 電機

（1）臥式電機

可靠安裝在剛性支撐上的臥式電機，其驅(qū)動端帶動負載設(shè)備，振動強度大于非驅(qū)動端，設(shè)備約束方向為垂直方向，因此大多數(shù)情況下水平方向的振動大于垂直方向。

進一步考慮到傳輸距離越長，振動信號衰減越大的情況，臥式電機若選取單軸振動傳感器，安裝位置和方向的優(yōu)先級由高到低依次為：驅(qū)動端水平→驅(qū)動端垂直→驅(qū)動端軸向→非驅(qū)動端水平→非驅(qū)動端垂直。

若使用三軸傳感器，則應(yīng)優(yōu)先測量水平方向的振動，安裝位置和方向優(yōu)先級由高到低為：驅(qū)動端水平→非驅(qū)動端水平。

（2）立式電機

通常情況下，立式電機的驅(qū)動端與安裝面距離近、約束較好，非驅(qū)動端距離安裝面較遠，振動強度大。

因此，立式電機部署單軸或3軸傳感器時，均應(yīng)優(yōu)先安裝在遠離安裝平面的非驅(qū)動端，條件不允許時可安裝在驅(qū)動端。

2. 傳動部件

（1）直齒減速機

齒輪箱按傳動級數(shù)可分為單級齒輪箱和多級齒輪箱。監(jiān)測齒輪箱的運行狀態(tài)需至少在輸入軸和輸出軸上各安裝一臺振動傳感器。對于內(nèi)部為直齒輪的直齒減速機，其受力方向主要沿徑向。

因此，若選取單軸振動傳感器，安裝位置和方向的優(yōu)先級由高到低依次為：輸入/輸出端垂直→輸入/輸出端水平→輸入/輸出端軸向。

若選取三軸傳感器，則應(yīng)優(yōu)先測量垂直方向的振動，在輸入和輸出軸的垂直方向安裝傳感器即可。

（2）斜齒、傘齒減速機

對于斜齒或傘齒減速機，其受力方向主要沿軸向，應(yīng)重點監(jiān)測主軸方向的振動信號。

若采用單軸振動傳感器，安裝位置和方向的優(yōu)先級由高到低依次為：輸入/輸出端軸向→輸入/輸出端水平→輸入/輸出端垂直。

若采用三軸傳感器進行狀態(tài)監(jiān)測，應(yīng)優(yōu)先測量軸向的振動，選擇在輸入和輸出軸的軸向安裝傳感器即可。

3. 泵/風(fēng)機

（1）懸臂式離心機/風(fēng)機

懸臂式離心機/風(fēng)機的軸承在葉輪一側(cè)，測點通常選取在靠近驅(qū)動端軸承的位置。需要注意的是，泵機/風(fēng)機的進口和出口管道同樣對設(shè)備起到約束作用，一定程度上抑制了設(shè)備在管道方向上的振動，在條件允許的情況下，振動測量方向應(yīng)當與進口管道和出口管道垂直。但是相比泵機底部螺栓的固定，管道的約束效果有限，當管道方向為水平方向時，仍優(yōu)先在水平方向安裝振動傳感器。

使用單軸傳感器進行懸臂式離心機/風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)測時，安裝位置和方向的優(yōu)先級由高到低依次為：驅(qū)動端水平→驅(qū)動端垂直→驅(qū)動端軸向。

使用三軸傳感器進行狀態(tài)監(jiān)測，則優(yōu)先選擇測量水平方向振動。

（2）雙支撐式離心機/風(fēng)機

相比單支撐離心機/風(fēng)機，雙支撐離心機/風(fēng)機在葉輪兩側(cè)均有軸承，因此在監(jiān)測時需要在驅(qū)動端和非驅(qū)動端均布置測點。

采用單軸傳感器時，安裝的優(yōu)先級由高到低依次為：驅(qū)動端水平→驅(qū)動端垂直→驅(qū)動端軸向→非驅(qū)動端水平→非驅(qū)動端垂直→非驅(qū)動端軸向。

若采用三軸傳感器，則應(yīng)優(yōu)先測量水平方向的振動，驅(qū)動端的安裝優(yōu)先級高于非驅(qū)動端。

（3）羅茨風(fēng)機/雙螺桿壓縮機

羅茨風(fēng)機/雙螺桿壓縮機中扇葉的嚙合方向為垂直方向，因此垂直方向的振動相對較大。對于主動軸和從動軸軸心距離小于800mm的羅茨風(fēng)機或雙螺桿壓縮機，每端（驅(qū)動端/非驅(qū)動端）可以使用一臺傳感器，在兩軸中間進行垂直方向的振動測量。如果主動軸和從動軸軸心距離超過800mm，主動軸和從動軸垂直方向的振動需要分別安裝2臺傳感器進行采集。

若采用單軸傳感器，由于主動軸和從動軸轉(zhuǎn)速一致、軸承型號一致，考慮到傳感器的成本，出現(xiàn)問題可不定位故障軸承，狀態(tài)監(jiān)測可針對一根軸來進行。

（1）若選擇主動軸監(jiān)測，傳感器安裝位置的優(yōu)先級由高到低依次為：驅(qū)動端主動軸垂直→驅(qū)動端主動軸軸向→非驅(qū)動端主動軸垂直→非驅(qū)動端主動軸水平→驅(qū)動端主動軸水平→非驅(qū)動端主動軸軸向。

（2）若選擇從動軸，安裝位置的優(yōu)先級變?yōu)椋候?qū)動端從動軸垂直→驅(qū)動端從動軸軸向→非驅(qū)動端從動軸垂直→非驅(qū)動端從動軸水平→驅(qū)動端從動軸水平→非驅(qū)動端從動軸軸向。

若采用三軸傳感器，則需優(yōu)先測量垂直方向的振動，傳感器安裝位置和方向的優(yōu)先級由高到低依次為：驅(qū)動端主動軸垂直→非驅(qū)動端主動軸垂直→驅(qū)動端從動軸垂直→非驅(qū)動端從動軸垂直。

在實際現(xiàn)場中，設(shè)備種類多、運行情況復(fù)雜，選擇振動傳感器的安裝位置和測量方向時需要綜合考慮設(shè)備的安裝方式及運行工況。合理的安裝位置是保障設(shè)備運行監(jiān)測精準度的基礎(chǔ)，可以有效提高故障診斷的準確性，為設(shè)備的精準維護創(chuàng)造條件，降低運營成本，提升企業(yè)競爭力。

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