一、舰艇传动链状态监测的行业背景
随着社会经济的不断发展,促进了船舶行业的发展,船舶运输作为海上运输的重要方式,发挥着积极的作用。对于船舶来说,其动力设备是整个船舶运行的核心与关键。动力设备出现故障,将会直接影响整个船舶航运的安全。对船舶的动力设备做出必要的状态监测和故障分析,是保证船舶安全运行的关键。
二、舰艇状态监测目的
在船舶航行过程中,船舶动力设备为船舶安全航行提供可靠支持,状态监测与故障诊断的实现,能够全面把握船舶动力设备运行情况,及时发现故障隐患,并采取有效措施排除故障,降低船舶运行过程中安全事故的发生几率。在此种情况下,探究船舶动力设备状态监测与故障诊断技术,具有一定现实意义。
三、基于振动的船舶动力设备监测诊断技术
1、基于行业标准的船舶动力设备振动法监测技术
对于船舶动力设备来说,振动法监测技术是一种有效的方式,实际监测过程中,以设备状态评价标准为依据,在振动诊断的支持下,以总振动速度的均方根值、振动烈度、振动量级作为主要评价参数,结合船舶动力设备的具体类型选择评价标准并加以规范应用,并且要科学分析设备运动机理,以提高诊断的科学性和有效性。
2、基于动力设备故障机理的振动监测诊断方法
在柴油机状态监测方面,振动诊断技术时一种有效的方式,在振动法的作用下,活塞与缸套之间间隙会发生变化,通过缸套振动特征表现出来,在传递作用下可预测缸套与活塞间隙状态变化,综合反映出激励力冲击,进而通过气缸表面振动信号来判断气阀状态。在齿轮箱振动诊断方面,以温度、振动来体现齿轮箱运行状态,对振动信号时频成分进行分析,进一步对故障加以诊断。设备故障频率的计算,以齿轮、滚动轴承、转子为对象,通过对动力设备振动机理的把握,了解设备故障特征,从而对振动进行科学化处理。
三、振动分析法
该方法利用船舶柴油机在工作时产生的振动信号,经测试、数据分析及处理来掌握内部零部件的状态并进行故障趋势分析和诊断。其方法具有诊断速度快、准确率高和能够实现在线诊断的特点,在船舶动力机械中被广泛应用。该方法目前主要应用在船舶动力机械以下设备的监测诊断。(1) 活塞—缸套磨损的振动监测。根据活塞—缸套在不同磨损状态下机身振动响应,可以用功率谱峰值和总能量作为判别活塞—缸套磨损状态的特征参数。
(2) 气阀漏气故障的振动监测。根据汽缸盖振动响应的时域波形图和气阀定时规律和上止点信号,可以从汽缸盖表面的振动响应中,识别主要激励源的振动响应。可以从汽缸盖表面振动响应的功率谱判别气阀漏气状态。
(3) 柴油机主轴承磨损故障的振动监测。可以对振动信号经过功率谱分析后再进行倒频谱分析,从而判别柴油机主轴承磨损状态。