一般方法测量电机噪声都是将声音测量仪器在标准测试环境中按照一定位置排布之后进行测量,然后通过一定修正和计算得到电机噪声水平。这其中有一些关于测试环境、测试设备、测试方法以及计算修正的要求,工程师应该对此进行一些了解,而不是单纯的拿麦克风测量后进行直接的取值。
即便如此,工程师所测取的依然是电机噪声,而非轴承噪声。我们知道电机的噪声包含电磁噪声和机械噪声,而机械噪声中比较大的成分就是冷却风扇带来的噪声。这些噪声在很大程度上“掩盖”了轴承噪声,属于背景干扰。
在轴承标准中也有关于轴承噪声的测试方法。但一般电机厂使用的轴承检测设备是将轴承安装在测试头上,施加一个负荷,然后通过探头将信号转化成数值或者传递到喇叭声进行测试。事实上,这个设备是电机轴承“振动”测试仪,而非噪声测试。即便测试者听到的是喇叭里传出来的声音,但这个声音依然是振动信号的转化而非直接噪声。
然而,当轴承装入电机,电机旋转,轴承所承受的负荷情况和测试台上完全不同,这就导致了此时电机轴承的噪声表现和测试台上不同。很多厂家都遇到过“测试台”通过的轴承,装在电机上依然有噪声的情况。这就是厂家混淆了测试台工况与电机轴承实际工况的差别,同时混淆了“振动”和“噪声”测量的差别。
专门的轴承噪声测试和电机噪声测试方法一样,对环境,测试设备,测试方法和计算修正有自己的要求。一般电机厂很难这么做。
对于轴承而言,电机的各种其他噪声都是测试条件的干扰,或者是背景声音。如果说电机轴承噪声的背景声音可以通过计算的方法进行修正的话,那么电机自身结构对轴承噪声测量带来的困难也是不小的挑战。比如,电机轴承的端盖,就对噪声产生了一定的阻挡。
如此说来现场的电机轴承噪声就无法进行衡量评价了么?尤其对于设备维护角度,电机轴承的噪声应该怎么测?怎么听?
其实也不是没有方法的。
首先由于噪声测量的环境要求比较高,又比较容易受到干扰,因此在实际的失效分析或者设备运维中我们通常把关注目标由噪声转向了振动。在日常电机轴承的使用维护中,工程师们担心的如果是轴承的潜在故障,那么用探测振动的方法来代替所谓的噪声测量会更直接有效。
但是,如果用户更加关注的是电机的总体“听感”,那么还是需要专门的噪声测试更好。关于听感噪声的测量,里面有一个等响度曲线的问题。
关于潜在故障的“噪声”(其实是振动)的现场测量。
a)目前关于振动测试的最可靠方法就是使用振动传感器,以及相应的分析设备。这类设备的厂家很多。但总体而言可以使用时域,频域的方法进行细节分析寻找失效的可能原因。
b)但是现场还有很多要求并不那么精细的监测需求。比如工人巡检。此时如果没有振动监测装备,应该如何处理呢?
事实上最常用的检查方法是“听音棒”。同样是听音棒,如果工程师不了解使用的道理,往往听到的不是真实的结果。前面说过,即便是“听音棒”我们依然是“振动检查”而非“噪声”检查。因此需要在听的时候将听音棒一方面仅仅抵住监测部位,另一方方面仅仅抵住自己小耳朵外侧耳骨。这样,从检测部位到耳骨都有“刚性”连接,而不是空气连接。因此排除了其他元件带来的“噪声”干扰。这里面听的其实是“振动”而非“噪声”。 其中排除空气传导来的干扰噪声是这样做的关键原因。
虽然这个方法很常用,但是细节的手法仅仅在于是否“抵紧”一个动作的区别,通过这一个不同,往往现场就可以看出一个工程师是不是懂这种测量方法的道理。
有经验的工程师往往可以从听音棒传来的“振动”中分辨一些轴承内部的异常。
掌握了正确的现场“听噪声”的方法,后面所有的关于电机轴承噪声和振动的分析就会更加有针对性和时效性。现场上很多工程师交流了半天各种问题,最后发现大家谈的主体不是一回事。因此,为避免这种情况的发生,“听音”这一个小小的环节,其实十分有用。