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。
四、船舶状态监测森瑟科技传感器产品
372P系列产品是一款耐高温的压电加速度传感器,其特点是采 用压缩模式的陶瓷晶体为敏感元件,具有高分辨率输出信号的特 性。此加速度传感器基于压电陶瓷的特性通过低噪声线缆输出电 荷信号,信号地与外壳隔离。外壳采用高温合金,通过激光焊接 工艺实现产品的密封性;输出连接头采用微型玻璃绝缘连接器以 满足不同环境下使用时输出的稳定性。372P产品底部有提供测试 用10-32的螺纹孔,另外还提供三角方位的安装通孔脚用于螺栓 安装,可以用M4螺钉将加速度传感器固定于被测对象上。372P 系列加速度传感器具有宽频带响应和耐高温的特性,所以适用于 在高温环境下测量动态加速度及振动的场合。
T221是一款可在宽温度范围内获得精确输出的、双轴倾 角传感器。内部采用高速微处理芯片对信号进行线性调制 和温度补偿。此产品采取全流程校准,可定制数字输出或 模拟输出,主要面向平台校准、机器人控制、翻转保护、 倾斜报警等领域的应用。快速响应特性和高精度使得该传 感器成为移动平台设备监测的最佳选择。内置集成的高阶 滤波器保证信号品质,并允许传感器在有噪声的环境中使 用(如振动环境)。该系列产品可以根据应用环境来调整 传感器出厂设定,以提供最优的使用性能。也可以根据现 场安装要求进行量程,线缆和连接器的定制。坚固的氧化 铝合金外壳耐受油、油脂和燃料侵蚀。
五、船舶安全航行的实现离不开船舶动力设备的支持,船舶以柴油机为主动力设备,以齿轮箱、空压机等作为辅动力设备,为促进船舶动力设备价值的最大化发挥,必须要做好状态监测与故障诊断,把握船舶动力设备运行状况,以便在第一时间发现故障隐患,并采取有效措施解决问题,确保船舶动力设备安全运行。