一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置的制作方法

本技术属于通风机行业风机故障在线诊断领域，具体涉及一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置。

背景技术：

1、简而言之，风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。轴流风机是风机的一种，其特点是低风压大流量，主要用途是给煤矿或隧道或其它工业内部通风。轴流风机由风筒、电机、电机轴承和轮毂风叶组成；轴流风机原理：电机在风筒轴线安装，轮毂风叶安装在电机轴上，电机轴线与风筒轴线重合，电机轴就是风机转轴；电机转动带动轮毂风叶转动，轮毂风叶推动气流沿风筒轴线流动，实现通风。电机轴承承受轮毂风叶的重力和转动摩擦力，电机转轴平时安静旋转无振动现象，风机工作正常；当风机轴承磨损或风叶受热变形，风机转轴的动平衡被破坏，风机转轴出现轴振动；轴振动严重时风机烧毁还可能引发事故。因而对煤矿井下风机轴轴振动的监测研究变得尤为紧迫和重要。有人采用振动传感器监测风机轴振动，其中中国专利202310017089.4试图用小波滤波法发现轴振动主信号，用了一大堆数学公式推导，并没有清晰地给出“什么振动信号是风机故障前兆”的问题，因此其专利可操作性不足。本实用新型发明人系统分析了多例风机故障报告，研究了近几年的风机振动记录，发现风机正常运行时，风机转轴安静运转无明显振动现象，振动传感器测量的轴振动电压（mv）几乎为零；当风机轴或轴承磨损或风叶受热变形时，轴承与轴摩擦加大，风机轴出现明显振动并发出异响，轴振动传感器输出电压大于零；用数字示波器测量振动传感器输出电压的频率，是电机转速的整数倍；例如风机转速是2890转/分钟，对应频率是48.3赫兹/96.6赫兹，近似50赫兹/100赫兹；风机转速是1450转/分钟，对应频率是24.1赫兹/48.2赫兹，近似25赫兹/50赫兹；共同的规律近示，振动频率是工频的1/2、1和2倍即25赫兹、50赫兹和100赫兹。因此选用低频振动传感器，就能获得风机轴振动直流信号；风机正常运转时轴振动信号是零毫伏；风机异常运转时，轴振动信号逐渐加强。本实用新型在风机电机的前后轴承处设置振动传感器，并选用mcu微处理器记录轴振动数据，用显示屏显示风机轴振动电压曲线。一旦轴振动电压上升，立刻停机报警。具体操作方法是在风机风叶的前后轴承处设置振动传感器；二级轴流风机是前后两个风机串联、有四个轴承，则需要安装四个振动传感器。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置，记录绘制风机轴振动电压与时间的曲线，发现风机故障前兆停机保护。

2、本实用新型的技术方案：一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置，如图1所示，该风机故障诊断装置包括一级风机前轴振动传感器、一级风机后轴振动传感器、二级风机前轴振动传感器、二级风机后轴振动传感器、mcu微处理器模块和液晶显示屏，一级风机前轴振动传感器、一级风机后轴振动传感器、二级风机前轴振动传感器和二级风机后轴振动传感器电连接mcu微处理器模块，mcu微处理器模块电连接液晶显示屏；如图2所示，所述一级风机前轴振动传感器设置在一级风机前轴轴承上，一级风机后轴振动传感器设置在一级风机后轴轴承上，二级风机前轴振动传感器设置在二级风机前轴轴承上，二级风机后轴振动传感器设置在二级风机后轴轴承上；mcu微处理器模块内部设置日历芯片，mcu微处理器模块电路连接液晶显示屏；mcu微处理器模块按时间顺序获得并存储各个目标轴承的轴振动电压；液晶显示屏显示轴振动电压与时间的零电压直线；如图3所示，当零电压直线突变，即轴振动电压超过6毫伏，mcu微处理器模块判断故障先兆发出故障报警信号停机待修并显示故障位置。

3、本实用新型的技术说明：一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置，如图3所示，在风机前后轴承位置设置轴振动传感器；轴振动传感器按时间顺序获得各个目标轴承的轴振动电压；mcu微处理模块收到轴振动信号，在液晶显示屏上以纵轴表征轴振动电压参数、横轴表征时间参数,显示轴振动电压与时间二维曲线即轴振动零电压直线；风机运行中，看风机轴振动零电压直线，可以直观诊断风机工作状态；mcu微处理模块判断：如果当前的风机轴振动电压曲线遵从先前的零电压直线规律，则说明风机工作正常，可以继续运行；如果发现轴振动电压突然脱离零电压直线、电压出现突变，只要轴振动电压超过阈值6毫伏，就是发现故障先兆如风机轴或轴承损坏，发出故障报警信号并停机待修。工作过程说明：mcu微处理器模块内部设置日历芯片，日历芯片自带蓄电池，风机故障诊断装置出厂前已经设置好日期,风机通电即可在液晶显示屏上显示北京时间；启动风机故障诊断装置通电后，液晶显示屏最上一排显示日期时间并显示风机倒计时注油天数；液晶显示屏第二排、第三排、第四排和第五排左侧分别显示一级风机前轴振动电压、一级风机后轴振动电压、二级风机前轴振动电压和二级风机后轴振动电压，每分钟刷新一次；液晶显示屏第二排、第三排、第四排和第五排右侧分别显示一级风机前轴振动电压与时间的直线二维图、一级风机后轴振动电压与时间的直线二维图、二级风机前轴振动电压与时间的直线二维图和二级风机后轴振动电压与时间的直线二维图，每分钟刷新一次；如果某轴的振动电压与时间的直线二维图发生突变，就是故障前兆；mcu微处理器模块内部储存轴振动电压与时间的直线二维图全部数据，液晶显示的轴振动电压曲线可以持续到365天、全年的完整曲线。细节方面，一级风机后轴振动传感器设置在一级风机后轴轴承上，由于一级风机后轴连接风机风叶，风机风叶动平衡破坏后，一级风机后轴轴承额外受力，要特别关注一级风机后轴振动电压变化；同样，二级风机前轴振动传感器设置在二级风机前轴轴承上，同样二级风叶安装在二级风机前轴上，也要特别关注二级风机前轴振动电压变化。

4、本实用新型一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置的有益效果是：正常状态下轴振动电压与时间的二维图是一条零电压直线；如果轴振动电压与时间的二维图突变，轴振动电压突破设定的阈值，装置保留故障位置自动报警停机等待检修防止故障扩大，不需要人工持续盯机观察轴振动电压。

技术特征：

1.一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置，其特征是，该风机故障诊断装置包括一级风机前轴振动传感器(91)、一级风机后轴振动传感器(92)、二级风机前轴振动传感器(93)、二级风机后轴振动传感器(94)、mcu微处理器模块(9)和液晶显示屏(10)；一级风机前轴振动传感器(91)设置在一级风机前轴轴承上，一级风机后轴振动传感器(92)设置在一级风机后轴轴承上，二级风机前轴振动传感器(93)设置在二级风机前轴轴承上，二级风机后轴振动传感器(94)设置在二级风机后轴轴承上；一级风机前轴振动传感器(91)、一级风机后轴振动传感器(92)、二级风机前轴振动传感器(93)和二级风机后轴振动传感器(94)电路连接mcu微处理器模块(9)；mcu微处理器模块(9)内部设置日历芯片，mcu微处理器模块(9)电路连接液晶显示屏(10)；mcu微处理器模块(9)按时间顺序获得并存储各个目标轴承的轴振动电压；液晶显示屏(10)显示轴振动电压和轴振动电压与时间的零电压直线；当零电压直线突变，即轴振动电压超过阈值6毫伏，mcu微处理器模块判断故障先兆发出故障报警信号停机待修并显示故障位置。

技术总结本技术属于通风机行业风机故障在线诊断领域。一种基于轴振动监测的风机故障诊断装置，该风机故障诊断装置的一级风机后轴振动传感器设置在一级风机后轴轴承上，二级风机前轴振动传感器设置在二级风机前轴轴承上；一级风机前轴振动传感器、一级风机后轴振动传感器、二级风机前轴振动传感器和二级风机后轴振动传感器电连接MCU微处理器模块，MCU微处理器模块电连接液晶显示屏；本技术的有益效果是：正常状态下轴振动电压与时间的二维图是一条零电压直线；如果轴振动电压与时间的二维图突变，且轴振动电压突破设定的阈值，装置保留故障位置自动报警停机等待检修防止故障扩大，不需要人工持续盯机观察轴振动电压。技术研发人员：邵桂荣,杨德,仝海潮,李聪,郑梁,孙慧霞受保护的技术使用者：运城宏信通风设备有限公司技术研发日：20230903技术公布日：2024/6/23