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使用 Balanset-1A 对工业旋转设备进行便携式振动测量
预测性维护

多久检查一次振动?何时应该进行动平衡检查?

检查频率过低会错过最佳时机,检查频率过高则会浪费大量时间在运转良好的机器上。以下是如何设置合适的检查周期、追踪关键数据以及准确了解转子何时需要重新平衡的方法。

更新 阅读时间:12分钟

设置合适的监测间隔

没有统一的时间表。"每月一次"并不总是合适的。"每季度一次"也并非总是错误的。正确的间隔取决于一件事: 从出现第一个可检测症状到功能失效,故障发展需要多长时间? ISO 17359 calls this the "lead time to failure."

规则很简单:测量间隔应短于故障发生前一半的时间。例如,如果轴承从首次剥落到完全卡死通常需要两个月,那么至少每月测量一次。如果风扇叶轮在三周内积聚的灰尘足以改变振动模式,那么每十天检查一次。半周期规则至少能保证在故障发展过程中获得两个数据点——足以观察趋势并在故障发生前制定应对措施。

核心原则

监测间隔 = 故障发生提前期的 ½ 倍. 如果您不知道提前期,可以先按月进行,然后根据趋势数据缩短间隔,以了解您的特定设备故障发展的速度。

基于风险的区间选择

ISO 17359 requires a criticality and risk audit before choosing intervals, but it does not prescribe numbers. The intervals below are our field defaults, built on that framework — start there and adjust as your own trending data shows how fast faults actually develop.

关键性说明起始间隔实例
严重安全风险、工厂停产、环境影响连续或每周主压缩机、锅炉风机、汽轮机
必要生产瓶颈,备用交货期过长每月工艺泵、冷却塔、关键暖通空调设备
通用冗余单元,可控的维修影响季刊备用泵,仓库通风
运行至失败低成本、非关键性、快速更换仅视觉/听觉小型排气扇,小功率电机

这些只是起点。一旦检测到变化——例如振动水平逐渐升高、频谱中出现新的频率——就应立即提高测量频率。一台原本"每季度"测量一次的机器,一旦出现故障迹象,就应该改为"每周"测量一次。

连续型与周期型:两种方法,同一个目标

持续在线监测

永久安装的传感器 · 近实时分析

当故障后果严重(安全、环境、工厂全面停产)、故障发展迅速(数小时至数天内)或设备物理位置难以接近(危险区域、偏远地区、海上)时,应使用此功能。需要有线或无线传感器基础设施、数据采集和分析软件。虽然前期投入成本较高,但可以检测到常规巡检路径无法发现的快速发展故障。

定期路线监测

便携式仪器 · 定期巡检 · 巡检路线

技术人员在定期巡检期间使用便携式仪器采集数据。该仪器适用于大多数辅助设备:风机、泵、电机、压缩机等,尤其适用于存在冗余设计且故障会在数周或数月内逐渐出现的设备。 Balanset-1A 适用于两种情况——监测期间的振动测量,以及当数据表明需要进行现场平衡时进行的平衡。

大多数工厂都会同时采用这两种方法。关键设备使用在线系统进行监控,其他设备则使用便携式仪器进行定期巡检。关键在于根据设备的重要性和故障发展速度选择合适的监控方法,而不是对整个工厂都采用同一种方法。

For periodic routes, the Balanset-1A has a built-in Route Inspection mode (F9 in the software): define your measurement points once, walk the round, and the software stores every reading and plots the overall RMS trend by date with ISO 10816 zone bands, plus separate trends for the 1× and 2× harmonics. Comparing each reading to the baseline and to previous rounds happens in the chart, not on paper.

收集数据而不跟踪其随时间的变化是毫无意义的。振动趋势分析意味着将每次读数与基线值和之前的读数进行比较,以确定机器的性能是在改善、恶化还是保持不变。

确定基线

每台机器都需要一个参考点。在稳定且有据可查的条件下记录基线振动:匀速运转、正常负载、稳定温度。对于新机器,在调试完成后进行测量。大修后,在确定基线之前,应留出一段较短的磨合期(24-72 小时)——在磨合期间,随着轴承的磨合和部件的稳定,振动可能会发生变化。

记录振动数据的运行工况。如果没有转速、负载和温度等信息,振动读数几乎毫无意义——你无法将60%负载下的读数与100%负载下的读数进行比较。

需要追踪的内容:三层

第 1 层 — 整体 RMS 速度(毫米/秒)。 The simplest and fastest check. Compare to ISO 10816 zone boundaries (see table below; the ISO 10816 series has been superseded by the ISO 20816 series — the zone values are unchanged). A single number that tells you "good, acceptable, investigate, or act now." Use this for route efficiency — it takes 30 seconds per measurement point.

第 2 层 — 关键频率成分。 当整体水平上升时,你需要知道 为什么. Track the 1× RPM component (unbalance, looseness, buildup) and the 2× RPM component (misalignment, coupling). The Balanset-1A measures vibration velocity in the 5–1000 Hz band (its sensor response rolls off above roughly 550 Hz), so its FFT spectrum resolves the 1× component, its harmonics, and bearing tones that fall below 1000 Hz. Early-stage rolling-element bearing defects develop in a much higher frequency band and normally require envelope (demodulation) analysis, which the Balanset-1A does not provide — use it to catch unbalance, misalignment, and looseness, and a dedicated bearing analyzer for early bearing diagnostics.

第 3 层——变化率。 增长率与绝对值同样重要。一台运行稳定12个月、速度为4.5毫米/秒的机器,与一台三周前速度为2.0毫米/秒、现在速度为4.5毫米/秒的机器截然不同。快速增长意味着故障快速发展——应缩短维护周期并立即采取措施。缓慢的线性增长则有利于在下一个合适的时机进行计划性维护。

使用 Balanset-1A 对工业风机进行便携式振动测量和现场动平衡
在巡检过程中进行周期性振动测量。当数据确认存在不平衡时,同一台仪器会自动切换到平衡模式——无需第二台设备。
最常见的流行错误

比较不同工况下的读数。风扇在风门开度为 50% 时的读数与在 100% 时的读数不同。泵在排气阀关闭时测量的读数与在负载下测量的读数不同。 务必记录并核对运行条件。 如果情况发生变化,请标记该数据点——不要像什么都没发生一样对其进行趋势分析。

沿途测量,现场平衡。

Balanset-1A:振动计 + FFT频谱分析 + 双平面动平衡。一台设备即可完成监测和校正,无需再次前往取动动平衡机。

何时重新平衡:4 个基于条件的触发因素

平衡并非日程安排任务。不要在没有数据支持的情况下,将平衡工作"每 6 个月"或"每年"安排一次。只有当数据表明需要平衡时才进行平衡——并且只有在确认不平衡是主要原因时才进行平衡。

1
1 倍转速超出您的限制

FFT频谱显示一个主要的1倍峰值,该峰值已超过(或接近)植物的响应阈值。整体振动进入ISO C区或D区。这是主要触发因素。

2
维护后质量发生变化

叶轮更换、叶片维修、转子加工、联轴器更换、电机重绕——任何改变质量分布或转子几何形状的工作。重新组装后进行平衡。

3
过程积累或侵蚀

处理粉尘、潮湿物料或腐蚀性气体的风机,会随着时间的推移而积聚或脱落物料。当趋势显示上升幅度达到 1 倍时,应进行清洁和重新平衡。某些环境需要每 3-6 个月进行一次此类清洁;而有些环境则可多年无需清洁。

4
部件丢失或损坏

平衡块脱落、叶片磨损、联轴器断裂。在已知机械故障的情况下,转速降低 1 倍时振动突然增大。修复根本原因后重新进行平衡。

这在实践中意味着什么

在清洁环境下,维护良好的风机可能需要运行 2-5 年才需要重新平衡一次。而处理高温粉尘气体的水泥厂风机可能需要每 3-4 个月进行一次清洁和重新平衡。这个间隔并非固定不变,而是取决于数据。 你的 特定机器 你的 具体流程。

为什么平衡后振动很快又会恢复

如果在平衡作业后几天或几周内振动再次出现,请不要再次进行平衡作业——而应进行调查。反复出现的振动意味着平衡作业只是在缓解症状,而不是解决根本原因。

转子脏了。 沉积物会移动或脱落,破坏平衡。如果平衡一个脏污的叶轮,校正配重块可以补偿污垢。但当污垢移动后,这些配重块就会成为新的不平衡源。解决方法:在平衡之前,先将叶轮清洁至裸金属状态。

热变形。 转子在高温下会发生弯曲或不均匀膨胀,导致质量分布发生变化。在20°C绕组温度下进行冷态平衡的电机,在80°C时可能会出现剧烈振动。解决方法:在工作温度下进行平衡。

宽松版型。 转子在轴上发生位移、轮毂打滑或键在启动和停止过程中松动。每次启动都会使位置略微改变,因此平衡也会发生变化。解决方法:在进行平衡之前,先修复机械配合问题。

谐振。 接近结构固有频率的运行速度会放大微小的残余不平衡。由于微小的质量变化(热膨胀、沉积物移动)会被放大,机器似乎需要不断地"重新平衡"。解决方案:改变速度或修改结构以改变固有频率——请参阅我们的 隔振指南.

Field Report: 14 Months Without a Rebalance

A food processing plant in Central Europe had four identical 30 kW centrifugal fans on a drying line, each running at 2,920 RPM. The maintenance team was rebalancing all four every 3 months — a technician came in for a full day, balanced each fan, and left. Four campaigns a year, four fans each time: 16 scheduled balance jobs per year.

We set up a monthly monitoring route using the Balanset-1A in vibrometer mode. The first three months of data showed: Fan 1 and Fan 3 were stable at 1.8–2.2 mm/s overall (Zone B — acceptable for long-term operation, no action needed). Fan 2 was climbing slowly — 2.4 → 3.1 → 3.8 mm/s — with a rising 1× component indicating unbalance from product buildup on the impeller blades. Fan 4 had a strong 2× component suggesting coupling misalignment, not unbalance at all.

结果:我们对风扇 2(清洁后)进行了平衡调整,并校准了风扇 4 的联轴器。风扇 1 和 3 未做任何调整。十四个月后,风扇 1 和 3 仍然无需进行平衡调整——它们的转速分别为 2.0 毫米/秒和 2.3 毫米/秒。

现场数据——基于状态的监测

4台30千瓦干燥风机,转速2920转/分——食品加工厂

Previous approach: calendar-based quarterly rebalancing of all 4 fans — 4 campaigns × 4 fans = 16 balance jobs per year. New approach: a monthly 30-minute monitoring route (12 rounds/year), corrective work only when the data confirms a fault — 2 targeted jobs in the first year.

16→2
rotor jobs/year (−88%)
14个月
风扇 1 和 3 仍然稳定
3.8→1.2
风扇速度 2 毫米/秒(平衡后)
30分钟
per monthly monitoring round

The savings came from stopping unnecessary work. Two fans didn't need balancing at all. One needed alignment, not balancing. Only one actually had an unbalance problem. Monthly monitoring with a portable instrument cost 30 minutes per round — the data told the team exactly which machine needed what, and when.

ISO 10816 严重性参考

ISO 10816-3 applies to industrial machines with a rated power above 15 kW and nominal operating speeds between 120 and 15,000 RPM (the often-quoted "up to 50 MW" is the cap of its Group 1 category, not the scope of the standard). The table below shows the zone boundaries for Group 2 machines (15–300 kW) on rigid foundations. Use these as reference thresholds for your trending program. Your plant may set tighter limits based on experience.

Note: the ISO 10816 series has been superseded by the ISO 20816 series; the numerical zone boundaries below are unchanged in ISO 20816-3.

公差带振动(毫米/秒 RMS)状况建议采取的措施
A0 – 1.4新的或近期翻新的无需采取任何措施——继续按正常间隔进行监测。
B> 1.4 – 2.8适合长期运行监测——正常趋势监测间隔适用
C> 2.8 – 4.5受限、有限运营调查并制定纠正措施——缩短监测周期
D> 4.5迫在眉睫的损害立即采取行动——若继续下去,机器可能受损。

These limits apply to broadband RMS velocity measured on the bearing housings or machine structure in the 10–1000 Hz band (2–1000 Hz for machines running at or below 600 RPM). Do not compare a single narrow-band component — for example the 1× peak — with these zone boundaries; they are overall values.

这些数值适用于刚性基础上的第二组(15–300 kW)机组。对于第一组(>300 kW)机组和柔性基础,阈值有所不同——请参阅完整标准。要点:A/B 区 = 正常监测。C 区 = 调查并制定计划。D 区 = 立即采取行动。

Note that the Route Inspection trend chart on the Balanset-1A draws its zone bands from the ISO 10816-1 machine classes (I–IV), not from the ISO 10816-3 group scheme in the table above — so the zone shown on the screen and the zone from this table can differ for the same reading. Pick one scheme for your plant standard and stay with it.

1.4
毫米/秒 — A/B 区边界
2.8
毫米/秒 — B/C 区边界
4.5
毫米/秒 — C/D 区边界
½
× 提前期 = 监测间隔

常见问题

这取决于故障的严重程度。关键设备:持续或每周一次。重要设备:每月一次。通用设备:每季度一次。检查间隔应短于从首次检测到故障到故障发生所需时间的一半。当趋势分析显示问题正在发展时,应立即增加检查频率。
当转速为 1 倍的振动超过您的操作阈值,且诊断结果确认存在不平衡时,也应进行平衡。此外,任何改变质量分布的维护(例如更换叶轮、维修叶片、电机重绕)后也应进行平衡。不要根据日历安排平衡时间——让数据来决定。
对于第 2 组机器(15–300 kW,刚性支撑),ISO 10816-3 规定:A 区最高 1.4 mm/s(良好),B 区 1.4–2.8(可接受),C 区 2.8–4.5(需调查),D 区高于 4.5(立即处理)。许多工厂会设定更严格的内部限值,尤其是针对精密设备或敏感装置。
常见原因:转子脏污(沉积物移位/脱落)、热变形(转子高温时弯曲)、配合松动(转子在轴上移位)或接近共振运行(微小的残余不平衡被放大)。应找出根本原因,而不是反复进行动平衡。
是的——适用于大多数设备。Balanset-1A 便携式路线监测涵盖振动测量、频谱分析和现场动平衡。只有对于故障发展迅速或检修受限的关键设备,才需要进行永久监测。
车间动平衡是在制造或大修过程中使用动平衡机进行的。现场动平衡则是在组装好的机器上使用便携式仪器(例如 Balanset-1A)进行的。现场动平衡能够反映真实的轴承状况、装配公差和实际支撑刚度——这些都是车间动平衡机无法模拟的因素。

一台仪器,即可监测、诊断、平衡。

Balanset-1A:振动计 + FFT频谱仪 + 双平面动平衡仪,4公斤重。可沿途测量,必要时可现场动平衡。DHL全球配送。两年质保。无需订阅。


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Balanset-1A - 1975 欧元询问工程师