一、 核心应用目的 在船厂中，为发动机安装振动监测系统，主要服务于以下几个关键目标： 状态监测与故障预警： 早期发现故障： 发动机内部的微小失衡、部件磨损、对中不良等问题，在发展成严重故障（如轴系断裂、轴承烧毁）之前，都会产生特征性的振动信号。系统能提前报警，避免灾难性事故。 识别故障类型： 通过分析振动信号的频率、幅值、相位等，可以初步判断故障源，例如： 不平衡： 转速的1倍频振动增大。 不对中： 转速的2倍频振动增大。 轴承故障： 出现轴承特征频率（如内圈、外圈、滚动体故障频率）。 活塞/曲轴系统故障： 出现与发火频率相关的振动。 预测性维护： 这是振动监测的最高价值所在。它改变了传统“定时维修”或“坏了再修”的模式。 系统根据振动数据的趋势，可以精准预测部件的剩余寿命，从而在最合适的时机安排维修，最大化利用部件寿命，同时避免非计划停航。 性能优化与验收测试： 台架试验： 在船厂进行发动机台架测试时，振动数据是评估发动机设计、制造和装配质量的重要指标。是否满足规范（如ISO 10816等）是验收的关键依据。 安装质量验证： 验证发动机与齿轮箱、轴系的安装对中质量是否达标。 负载分配检查： 对于多缸发动机，通过分析各缸的振动差异，可以辅助判断各缸的负载是否均衡。 二、 传感器类型与典型安装位置 船用发动机振动监测通常采用多种传感器组合，以覆盖不同频率范围和测量参数。 加速度传感器： 类型： 压电式加速度计是最常见的选择，因其频率范围宽、体积小、耐用。 安装位置： 发动机主体： 安装在气缸盖、机体、主轴承座等关键部位，用于监测高频振动（如轴承、齿轮、气阀机构故障）。 辅助设备： 安装在增压器、燃油泵、海水泵等附属设备上。 速度传感器： 特点： 对中低频振动更敏感。 安装位置： 常用于监测发动机整体的振动水平，以及机座、基座的振动，在一些传统系统中应用较多。 位移传感器（涡流式探头）： 特点： 非接触式测量，直接测量轴相对于轴承座的相对位移。 安装位置： 轴振动监测： 成90度安装在主发动机的飞轮端和非飞轮端的主轴承附近，用于监测轴的径向振动。这对于发现轴的不平衡、不对中、油膜振荡等问题至关重要。 轴向位移监测： 安装在轴端，监测轴的轴向窜动，防止推力轴承故障导致整个轴系移动。 复合传感器系统： 现代先进的在线监测系统会集成上述所有传感器，形成一个完整的监测网络。 三、 工作流程与数据分析 数据采集： 传感器将机械振动转换为电信号，通过数据采集器或直接连接到在线监测系统。 信号处理： 系统对原始振动信号进行放大、滤波和数字化。 分析与诊断： 时域分析： 观察振动波形、计算总体振动值（如速度有效值、加速度峰值）。 频域分析（FFT频谱分析）： 这是最核心的分析手段。将复杂的时域信号分解成不同频率成分的谱图，从而精确定位故障源。 趋势分析： 长期跟踪特定频率的幅值变化，预测部件劣化进程。 报警与报告： 系统设有报警阈值（警戒值和危险值）。当数据超标时，会触发声光报警，并在中央控制室显示。 自动生成诊断报告和维护建议，发送给轮机长和岸基支持团队。 四、 为船舶运营带来的核心价值 提高安全性： 极大降低因突发性机械故障导致的海上停车、失控等严重事故风险。 降低运营成本： 减少维修费用： 避免小故障演变成大修。 延长设备寿命： 在最佳时机进行维护，避免过度维修或维修不足。 减少停航损失： 计划性维修可以安排在航次间隙或进港时进行，最大化船舶运营时间。 优化备件管理： 精准的预测使船东可以提前订购所需备件，减少库存积压。 满足规范要求： 越来越多的船级社（如DNV GL, ABS, LR等）对大型船舶的发动机状态监测提出了推荐或强制要求。