CN100476377C - 机械振动检测工具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种机械振动检测工具及其使用方法，机械振动检测工具包括具有螺纹的长杆和环套，环套拧在长杆的螺纹段，其特征是：在长杆的一端有螺丝刀头或磁性基座，在长杆的螺纹段的下端有防止环套下脱的限位凸台，螺纹段4cm-6cm；在环套有一凹点标记，螺纹段的螺纹牙型呈三角形，牙型角为60°，牙型的高度不大于螺距的0.6倍，牙型顶为弧形。机械振动检测工具的使用方法是将机械振动检测工具的工作头部竖直向下轻压于被测点处，手持机械振动检测工具的手柄，或由磁性座吸在被测部位；机械振动检测工具固定后观察螺母每分钟的转动情况就可得知被测点的振动程度。本机械振动检测工具结构简单，其使用方便。

Description

机械振动检测工具及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种机械振动检测工具及其使用方法。

背景技术

运转设备的旋转部位，由于部件的磨损，产生裂纹和杂质的进入，轴的不对中，扭曲等以及转子部件的偏心等原因。就会产生一些除基本噪声振动外的脉冲特征振动。因而运转的机械设备都会产生机械振动，机械振动一般说来对设备都会产生有害影响。轻则损坏设备部件恶化设备性能，重则导致机毁人亡等严重的生产人身事故。机械振动也是工业有害噪声的主要来源。因此能够及时监测运转部位的振动情况，确定震源部位，区分振动类型对诊断和预防设备故障，及时发现处理设备隐患，以及降低环境噪声的一种必要方法。现在的机械振动监测技术日新月异，研究开发了各种监测工具，如公开号为CN96110979的《振动监测传感器》，专利号为CN200410043287.2的《轴承振动监测装置和轴承振动检测方法》，和申请号CN200510065905.8的《振动监测结构》等。大多是从测量振动的振幅和频率入手，再进行对比运算推出被测点可能故障类型的结果。这类设备，传感器一般结构复杂或是由电子元件构成，需要外接电源和运算单元，造价昂贵，容易损坏，受环境影响大，适于大型设备的精细诊断，难以在一般的工厂运转设备监测中普及。在一般设备的点检(集中到某点检测)，象电机、泵类、风机等的轴承，转子等部位，点检人员常拿一把螺丝刀或一根金属杆叫做听音棒，一端抵在设备上，另一端贴近耳朵。通过听设备内部的声音来判断设备内部情况。判断标准为是否有异音和振动大。这种方法受人的经验和判断力影响较大。缺少普及性和共享性，也不能进行量化分析。由于听的时候头部要靠近运转部位，并要侧过头去注意力集中到耳朵上，这样在操作过程中存在一定的危险性。专利号98247694.9《机械式振动螺纹连接件检测装置》虽然结构简单，但功能单一，只能检测螺纹联接件的转动方向，没有对设备故障的监测功能。

发明内容

为了克服现机械振动检测工具的上述不足，本发明提供一种结构简单便于普及并能检测设备故障的机械振动检测工具及其使用方法。

本发明的构思是利用机械振动时的特点，机械振动除基本噪声振动外的脉冲特征振动，这些振动的振幅和频率都有一定的特征性。当这样的特征信号传递到螺杆和螺母上时，由于螺杆和螺母之间螺纹连接的结构和螺母本身的质量惯性，可以过滤一部分基态的噪声振动，而只对振动强度较大的频率特征明显的振动信号有明显反应，可导致螺母发生转动。由于螺纹的导向作用，螺母会在螺杆上产生位移。因此如果配合计时工具观察螺母的转动情况，对比分析就可判定被测部位的故障情况。

本机械振动检测工具包括具有外螺纹的长杆和具有内螺纹的环套，环套拧在长杆的螺纹段，其特征是：所说的环套材料为奥氏体不锈钢，满足防磁化的要求，避免环套的磁力影响检测效果，同时耐腐蚀；在长杆的一端有一手柄在长杆的螺纹段的下端有防止环套下脱的限位凸台，在限位凸台有凹点标记，螺纹段4cm-6cm；在环套有一凹点标记，螺纹段的螺纹牙型呈三角形，牙型角为60°，牙型的高度不大于螺距的0.6倍，牙型顶为弧形。

上述的械振动检测工具，其特征是：其外形呈螺丝刀状，在长杆的一端为手柄，另一端为螺丝刀头，在螺纹段拧着一个或两个具有内螺纹的环套(采用两个环套可以平均转数，互为备用和保护螺纹的作用)。

本机械振动检测工具还可由磁性基座吸在被测部位，它包括具有外螺纹的长杆和具有内螺纹的环套，环套拧在长杆的螺纹段，其特征是：所说的环套材料为奥氏体不锈钢；在长杆的一端固定着磁性基座，在长杆的螺纹段的下端有防止环套下脱的限位凸台，在限位凸台有凹点标记，螺纹段4cm-6cm；在环套有一凹点标记，螺纹段的螺纹牙型呈三角形，牙型角为60°，牙型的高度不大于螺距的0.6倍，牙型顶为弧形。

上述的械振动检测工具，其特征是：在长杆的一端固定着磁性基座，磁性基座的底部有三个支脚。

上述的机械振动检测工具，其特征是：在磁性基座有调节磁力大小的旋转手柄。

本发明的使用方法为：使用时使工具的工作头部竖直向下轻压于被测点处，手持工具的手柄，或由磁性基座吸在被测部位。当被测点振动时，就可观察环套的旋转情况。机械振动检测工具固定后观察螺母每分钟的转动情况就可得知被测点的振动程度。配合计时工具的使用，记录同一点不同时刻，不同工作状态下的螺母转动情况作为对比，则更容易做出准确的判断结果。在购进的新的设备时或更换了新的转动零部件时，用机械振动检测工具检测设备转动部位如电动机的轴承部位的振动，观察振动一定时间如一分钟内环套转动的角度，作为正常工作状态下的记录，设备工作一段时间后，用机械振动检测工具检测设备的转动部位的振动，根据环套在一分钟内的转动角度超过正常情况下转动的角度的值，判断转动件的磨损程度。也可用本机械振动检测工具与HY-102机械故障检测器/高频(上海华阳检测仪器有限公司，以下简称机械故障检测器)检测同一设备的同一部位，把本机械振动检测工具的套环的转动角度与机械故障检测器检测的振动幅度相对比，做出记录，用本机械振动检测工具检测时根据套环的转动角度即可得知该部位的振动幅度的值的范围，为判断设备转动部件的磨损情况提供依据。

本机械振动检测工具结构简单，使用方便，便于普及。本检测工具的作用优点是可以将振动量的微小位移(振幅)微米级、高速运动(高频往复)等不易被人直接观察区分的物理量，转化为较大位移(螺母)的自转角厘米级的和在螺杆上的轴向位移和低速运动(螺母的转动)易被人直接观察区分的物理量。它是振动量中(振幅频率加速度)各种指标量的综合反应。本机械振动检测工具与CN98247694.9比较具有结构上更简单，容易制造，原专利结构采用了一些刻度指示设置，在实际操作中并不实用，它只是预测固定螺栓是否会松动，预防设备故障.并不直接反应设备的故障情况，而本机械振动检测工具由套环的转动角度便于判断被测设备故障情况，与螺丝刀功能的直接融合时，使本发明更具有方便携带，实用性。材料选用奥氏体不锈钢，使用寿命和工作稳定性明显提高，可抗磁干扰，不耗电能。

附图说明

图1是本机械振动检测工具实施例一的结构图。

图2是沿图1中A-A线的剖视图，相对图1放大。

图3是本机械振动检测工具实施例二的结构图。

图4是本机械振动检测工具实施例三的结构图。

上述图中：

1、螺丝刀头   2、长杆         3、光杆段      4、限位凸台

5、螺纹段     6、六角螺母     7、六角螺母    8、手柄

9、凹点标记   10、凹点标记    11、凹点标记   12、牙型

13、牙型顶    14、螺母的牙型之间的缝         15、限位头

16、永磁体    17、支脚  18、磁力座  19、支脚 20、旋转手柄

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细说明本机械振动检测工具及其使用方法的具体实施方式，但本机械振动检测工具及其使用方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

工具实施例一

图1与图2描述的机械振动检测工具包括具有外螺纹的长杆2和六角螺母6，六角螺母6拧在长杆2的螺纹段5，其特征是：所说的六角螺母6的材料为奥氏体不锈钢；在长杆2的一端有一手柄8，另一端为一字形螺丝刀头1，在长杆2的螺纹段5的下端有防环套下脱的限位凸台4，螺纹段5长5cm；在六角螺母6有凹点标记10，螺纹段5的螺纹牙型12呈三角形，牙型角为60°，牙型的高度为螺距的0.6倍，牙型顶13为弧形。本实施例在螺纹段5还拧着六角螺母7，在六角螺母7有凹点标记9。本实施例还可作为改锥使用。本实施例的长杆2的直径为6mm，光杆段3长15cm，螺纹段5长60mm，螺距为1mm，牙型12高0.5cm。(螺距符合GB/T196-1981)

工具实施例二

本机械振动检测工具的实施例二见图3，本实施例在长杆2的上端为限位头15，长杆2的下端固定着永磁体16，永磁体16的底部有三个支脚17。本实施例的长杆2的直径为8mm，光杆段3长15mm，螺纹段5长70mm，螺距为1.25cm，牙型12高0.6cm。

工具实施例三

本机械振动检测工具的实施例三见图4，本实施例在长杆2的上端为限位头15，长杆2的下端固定在磁力座18，磁力座18的底部有三个支脚19，在磁力座18有调节磁力大小的旋转手柄20。本实施例的长杆2的直径为8cm，光杆段3长15cm，螺纹段5长70cm，螺距为1.5cm，牙型12高0.7cm。

方法实施例一

以工具实施例一为例说明本机械振动检测工具的使用方法。

本实施例检测的是需要维修的水泵，水泵的输入功率110KW，检测的部位是水泵的两个轴承座部位及110KW的电动机机壳顶部，电动机转速1470r/min，为了便于理解，其中一个轴承座设定为轴承座A另一个设定为轴承座B。

先用机械振动检测工具检测电动机的轴承座部位的振动。用手拿住机械振动检测工具实施例一的手柄8，使机械振动检测工具实施例一竖直，把螺丝刀头1即工作头部轻压在检测部位，六角螺母6到限位凸台4的距离为3cm，六角螺母6的凹点标记10与限位凸台4的凹点标记11对在一条线，观察六角螺母6的旋转，检测轴承座A在1分钟内六角螺母6转动了4圈，检测轴承座B在1分钟内六角螺母6转动了10圈，检测电动机在1分钟内六角螺母6转动了1圈半，说明电机机工作正常，轴承座A工作正常，轴承座B工作不正常。并配合机械故障检测器检测三个部位的振幅，轴承座A的振幅为0.7mm，轴承座B的振幅为0.72mm，电动机的振幅为0.09mm。把轴承座B的轴承更换后，再进行检测，检测轴承座A在1分钟内六角螺母6转动了6圈，检测轴承座B在1分钟内六角螺母6转动了6圈，水泵的两个轴承正常，轴承座A的振幅为0.31mm，轴承座B的振幅为0.4mm。检测三个部位时内六角螺母6在1分钟内的转动情况与机械故障检测器检测三个部位的振幅见表1。

方法实施例二

本实施例先检测的是新购买的水泵，水泵的输入功率180KW，检测的部位是水泵的两个轴承座部位及180KW的电动机机壳顶部，电动机转速1475r/min。检测三个部位时内六角螺母6在1分钟内的转动情况与机械故障检测器检测三个部位的振幅见表1。该水泵在安装投入运行一月后测的电机振动情况为螺母转速小于1转/分钟，轴承A振动情况为螺母转速为小于1转/分钟，轴承B振动情况为螺母转速为小于1转/分钟。用机械故障检测器检测电机振幅为0.03mm，轴承A，B振幅为0.21mm，0.30mm.该水泵在投入运行六个月后测的电机振动情况为螺母转速小于1.5转/分钟，轴承A振动情况为螺母转速为6转/分钟，轴承B振动情况为螺母转速为10转/分钟。用机械故障检测器检测电机振幅为0.07mm，轴承A，B振幅为0.98mm，1.09mm.轴承B振动大经检修解体发现轴承B磨损严重更换新轴承后轴承B振动情况降为螺母转速为4转/分钟。

方法实施例三

本实施例检测的是需要维修的水泵，水泵的输入功率220KW，检测的部位是水泵的两个轴承座部位及220KW的电动机机壳顶部，电动机转速1485r/min。检测三个部位时内六角螺母6在1分钟内的转动情况与机械故障检测器检测三个部位的振幅见表1。

方法实施例四

本实施例检测的是需要维修的水泵，水泵的输入功率180KW，检测的部位是水泵的两个轴承座部位及180KW的电动机机壳顶部，电动机转速1475r/min。检测三个部位时内六角螺母6在1分钟内的转动情况与机械故障检测器检测三个部位的振幅见表1。

方法实施例五

本实施例检测的是需要维修的水泵，水泵的输入功率60KW，检测的部位是水泵的两个轴承座部位及60KW的电动机机壳顶部，电动机转速1480r/min。检测三个部位时内六角螺母6在1分钟内的转动情况与机械故障检测器检测三个部位的振幅见表1。

表一

试验所选的设备也是有多种不同的工作状态。有使用时间数月的新设备，也有运行十几年的老设备，有处于故障状态的设备，也有刚维修过的。通过对不同设备状态的测试结果，进行对比分析，发现新设备较老设备振动要小的多。从使用实施例的中六角螺母6转动的数值来看，测电动机转动的一般小于2圈/分钟，有的甚至观察不出螺母的转动。本机械振动检测工具在使用过程中对于故障点和正常点的振动效果，具有明显的不同，可以很直观的看现，并且显示稳定，可以在短时间内做出判断。电子笔式测振仪由于数值不断变化，较难稳定，很难做出准确判断。对陈旧设备来说，测试值普遍较大。表一中列出了所有测试数据及水泵类设备轴承测点发生故障和维修后测试值的对比。

Claims (7)

1、一种机械振动检测工具，它包括具有外螺纹的长杆和具有内螺纹的环套，环套拧在长杆的螺纹段，其特征是：所说的环套材料为奥氏体不锈钢；在长杆的一端有一手柄，在长杆的螺纹段的下端有防止环套下脱的限位凸台，在限位凸台有凹点标记，螺纹段4cm-6cm；在环套有一凹点标记，螺纹段的螺纹牙型呈三角形，牙型角为60°，牙型的高度不大于螺距的0.6倍，牙型顶为弧形。

2、根据权利要求1所述的机械振动检测工具，其特征是：其外形呈螺丝刀状，长杆的另一端为螺丝刀头，在螺纹段拧着一个或两个具有内螺纹的环套。

3、一种机械振动检测工具，它包括具有外螺纹的长杆和具有内螺纹的环套，环套拧在长杆的螺纹段，其特征是：所说的环套材料为奥氏体不锈钢；在长杆的一端固定着磁性基座，磁性基座的底部有三个支脚，在长杆的螺纹段的下端有防止环套下脱的限位凸台，在限位凸台有凹点标记，螺纹段4cm-6cm；在环套有一凹点标记，螺纹段的螺纹牙型呈三角形，牙型角为60°，牙型的高度不大于螺距的0.6倍，牙型顶为弧形。

4、根据权利要求3所述的机械振动检测工具，其特征是：在磁性基座有调节磁力大小的旋转手柄。

5、权利要求1或3所述的机械振动检测工具的使用方法，将机械振动检测工具的工作头部竖直向下轻压于被测点处，手持机械振动检测工具的手柄，或由磁性基座吸在被测部位；机械振动检测工具固定后观察环套每分钟的转动情况就可得知被测点的振动程度。

6、根据权利要求5所述的机械振动检测工具的使用方法，其特征是：在购进的新的设备时或更换了新的转动零部件时，用机械振动检测工具检测设备转动部位的振动，观察振动一分钟内环套转动的角度，作为正常工作状态下的记录，设备工作一段时间后，用机械振动检测工具检测设备的转动部位的振动，根据环套在一分钟内的转动角度超过正常情况下转动的角度值，就可得知被测点的振动程度。

7、根据权利要求5所述的机械振动检测工具的使用方法，其特征是：用本机械振动检测工具与机械故障检测器检测同一设备的同一部位，把机械振动检测工具的套环的转动角度与机械故障检测器检测的振动幅度相对比，做出记录，用本机械振动检测工具检测时根据套环的转动角度即可得知该部位的振动幅度的值的范围。

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