一、 核心应用逻辑

IEPE传感器将冲床的机械冲击和振动转换为标准的电压信号，这个信号中编码了设备健康状态的几乎所有信息。应用的核心就是部署传感器、采集信号、并从中解读出“状态故事”。

二、 应用步骤详解

第一步：战略布点——传感器安装在哪里？

这是最关键的一步，位置错了，数据再好也无用。

• 核心目标位置：

  1. 滑块/连杆区域：最接近冲压动作的核心。监测连杆轴承、曲轴轴承的磨损、松动以及过载。通常安装在滑块侧面或顶部靠近连杆处。

  2. 机身顶部（喉口处）：监测机身的整体变形、倾斜、基础松动以及吨位负载变化。这里是感受机身整体应力的最佳位置。

  3. 主轴承座：监测主轴承的健康状况。

  4. 模具区域（特殊应用）：直接在模座上安装，用于监测模具本身的平衡、磨损或异常撞击（如送料故障导致的双击）。

• 安装要求：如前所述，必须刚性连接（螺柱最佳）。测量方向应对准主要的受力或振动方向（通常垂直方向是关键）。

第二步：信号同步——建立时间基准

这是冲床监测区别于其他旋转设备的核心。

• 为何需要同步？ 冲床工作具有极强的周期性。每一次冲压（从上死点到下死点再回到上死点）的振动波形理论上应该高度一致。

• 如何实现？ 利用IEPE数据采集系统的外部触发通道，接收来自冲床控制系统的上死点（TDC）信号或凸轮开关信号。

• 同步后的巨大优势：可以将成千上万次冲压的振动信号，以TDC为起点进行对齐和平均。这样：

  • 极大削弱随机噪声，让与冲压周期相关的特征信号凸显出来。

  • 实现周期与周期的精确对比，任何微小的变化都意味着异常。

第三步：数据采集与处理——采集什么？怎么读？

• 采集模式：

  • 连续监测：用于在线保护，监测总体振动值（如加速度峰值、有效值RMS），一旦超过阈值立即报警停机。

  • 瞬态捕获：最重要的模式。采集单个完整冲压周期的时域波形（通常从TDC前一点开始，覆盖整个周期）。采样率需要足够高（通常10kHz以上）以捕捉冲击细节。

• 核心分析视角：

  1. 时域分析：

     • 峰值（Peak）：直接反映单次冲击的力度。趋势性上升是过载或机械松动、磨损的强烈指示。

     • 波形形状：观察冲击脉冲的宽度、是否有“双峰”（可能暗示双击、模具松动或轴承间隙过大）。

     • 时域同步平均信号：经过数百次周期平均后得到的“干净”波形，是进行精密诊断的基线。

  2. 频域分析（对平均后的信号进行FFT）：

     • 将时域波形转换为频谱。故障会体现在特定的频率成分上：

     • 轴承故障频率：内圈、外圈、滚子的缺陷会在频谱上产生特征峰。

     • 齿轮啮合频率（对于齿轮驱动的冲床）。

     • 工频及其谐波：可能与电机或旋转部件的不平衡、不对中有关。

  3. 趋势分析：

     • 长期跟踪峰值、RMS、波形因子（峰值/RMS） 等关键指标。一个平缓上升的趋势比单次超标更有预警价值。

四、 典型故障诊断应用示例

1. 轴承磨损/松动：

   • 现象：时域波形中的冲击脉冲变宽，峰值缓慢上升。频谱中可能出现轴承的特征频率成分。

2. 机身松动或基础问题：

   • 现象：在冲击脉冲结束后，振动衰减很慢，出现“拖尾”现象。可能与结构刚度下降有关。

3. 过载或吨位异常：

   • 现象：峰值急剧升高，且整个时域波形的幅值整体抬升。是最直接、最危险的警报。

4. 模具问题或“双击”：

   • 现象：时域波形中出现两个紧挨着的冲击峰，或在非预期的时间点出现额外冲击。

5. 平衡系统故障（如平衡缸）：

   • 现象：振动特征在周期的不同阶段发生变化，可能需要进行更精细的周期分段分析。