起重機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及其升級(jí)路徑

在涉及專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的振動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，由于相關(guān)主管部門(mén)從未組織相關(guān)部門(mén)針對(duì)振動(dòng)技術(shù)在起重機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用開(kāi)展系統(tǒng)的研究，導(dǎo)致其在該行業(yè)的應(yīng)用一直缺乏統(tǒng)一的判定依據(jù)和方法，更沒(méi)有形成行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1.振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀

目前，國(guó)家已經(jīng)對(duì)電力、冶金、石油化工等行業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，如水輪機(jī)、汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、離心機(jī)、大電機(jī)等均制定了與振動(dòng)相關(guān)的運(yùn)行安全標(biāo)準(zhǔn)。如GB/T11348-89《旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸徑向振動(dòng)的測(cè)定和評(píng)定》、GB11347-89《大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)烈度現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與評(píng)定、GB4832-1984《大電機(jī)振動(dòng)測(cè)量方法》、GB/T 10895-2004《離心機(jī)分離機(jī)機(jī)械振動(dòng)測(cè)試方法》、GB 10068.2-1988《旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動(dòng)測(cè)定方法及限值振動(dòng)限值》。其他行業(yè)也針對(duì)自身情況，制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如GB10070-1988《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 10399-1989《小型汽油機(jī)振動(dòng)評(píng)級(jí)》。上述行業(yè)振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)較為完善，判定依據(jù)和方法一般在其標(biāo)準(zhǔn)中都有明確，應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生異議或分歧的概率較小。

起重機(jī)械行業(yè)屬于特種設(shè)備范疇，其制造和檢測(cè)多年受?chē)?guó)家相關(guān)受法律法規(guī)約束，相關(guān)法律法規(guī)的制定和發(fā)布中政府相關(guān)主管部門(mén)主導(dǎo)。在涉及專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的振動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，由于相關(guān)主管部門(mén)從未組織相關(guān)部門(mén)針對(duì)振動(dòng)技術(shù)在起重機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用開(kāi)展系統(tǒng)的研究，導(dǎo)致其在該行業(yè)的應(yīng)用一直缺乏統(tǒng)一的判定依據(jù)和方法，更沒(méi)有形成行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

起重機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)對(duì)象分類(lèi)如圖1所示。現(xiàn)行特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范TSG Q7016-2008《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢測(cè)規(guī)則》B10.1條和TSG Q7002-2007《橋式起重機(jī)型式試驗(yàn)細(xì)則》B1.2條，都要求對(duì)起重機(jī)進(jìn)行空載試驗(yàn)。空載試驗(yàn)結(jié)果須符合以下3項(xiàng)規(guī)定：一是操縱機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)裝置動(dòng)作可靠、準(zhǔn)確，饋電裝置工作正常；二是各機(jī)構(gòu)動(dòng)作平穩(wěn)、運(yùn)行正常，能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能和動(dòng)作，無(wú)異常振動(dòng)、沖擊、過(guò)熱、噪聲等現(xiàn)象；三是液壓系統(tǒng)無(wú)泄漏油現(xiàn)象，潤(rùn)滑系統(tǒng)工作正常。其中“無(wú)異常振動(dòng)、沖擊、過(guò)熱、噪聲等現(xiàn)象”，一般現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判定，發(fā)現(xiàn)異常可采用專(zhuān)業(yè)儀器進(jìn)行檢測(cè)。但上述安全技術(shù)規(guī)范對(duì)無(wú)異常的判定，卻未建立或明確參考依據(jù)和方法，由此導(dǎo)致起重機(jī)械一線檢測(cè)人員無(wú)法做到定量判定。

對(duì)制造廠家，目前國(guó)家僅在GB/T 14405-2011《通用橋式起重機(jī)》、GB/T 14406-2011《通用門(mén)式起重機(jī)》中規(guī)定了制動(dòng)輪、制動(dòng)盤(pán)等裝配時(shí)軸向、徑向跳動(dòng)值上限，未對(duì)電機(jī)、減速器、制動(dòng)器等主要零部件工作時(shí)振動(dòng)3個(gè)物理量作規(guī)定。還有一點(diǎn)就是，其對(duì)整機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪聲有上限規(guī)定，但對(duì)沖擊異常規(guī)定不明確。由此看出，目前起重機(jī)械檢測(cè)領(lǐng)域的振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)不僅使用面窄，而且尚無(wú)統(tǒng)一判定依據(jù)和方法。

2.檢測(cè)依據(jù)缺失探源

（1）行業(yè)落后

目前，國(guó)內(nèi)起重機(jī)械制造整體水平與歐美相比，存在較大差距，主要表現(xiàn)為以下3點(diǎn)：一是設(shè)計(jì)理念和發(fā)展現(xiàn)狀仍以前蘇聯(lián)模式為主，二是設(shè)計(jì)時(shí)人性化需求仍考慮不足，三是制造工藝、材料、模塊化配置等方面仍大大落后于歐美。正是由于國(guó)內(nèi)起重機(jī)械制造水平的整體落后，導(dǎo)致起重機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)如果完全參照電力行業(yè)、石油化工行業(yè)等安全標(biāo)準(zhǔn)，將很難做到和實(shí)現(xiàn)，甚至與同為特種設(shè)備的電梯行業(yè)相比，其差距也十分明顯。

（2）評(píng)判方法不足

起重機(jī)械檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)振動(dòng)理論，結(jié)合與起重機(jī)械異常相關(guān)的振動(dòng)物理量，如烈度、頻率等參數(shù)進(jìn)行綜合判定。但實(shí)際檢測(cè)時(shí)，一股采用人體感官作初步判斷，必要時(shí)才采用如振動(dòng)加速度一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)對(duì)振動(dòng)和沖擊有無(wú)異常進(jìn)行復(fù)核。顯然此種簡(jiǎn)單的評(píng)定方法無(wú)法全面反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

（3）基礎(chǔ)應(yīng)用研究不夠

近年，秦皇島港股份有限公司、武漢理工大學(xué)、太原科技大學(xué)等相關(guān)單位雖然在門(mén)座起重機(jī)、塔式起重機(jī)等類(lèi)別起重機(jī)械上開(kāi)展了一些基礎(chǔ)研究，但這些研究均無(wú)系統(tǒng)性，特別是對(duì)起重機(jī)械異常的典型特征參數(shù)理論研究不夠。此外，國(guó)家相關(guān)部門(mén)也不重視，未組織專(zhuān)門(mén)針對(duì)起重機(jī)械振動(dòng)技術(shù)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)建立的研究。

3.健全檢測(cè)依據(jù)必要性

（1）滿足乘坐舒適性

國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13442-92《人體全身振動(dòng)暴露的舒適性降低界限和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則》中，雖對(duì)影響人體舒適性的振動(dòng)參數(shù)做了明確要求，但在起重機(jī)械行業(yè)卻一直不受重視。隨著人民生活水平的提高和技術(shù)發(fā)展，人們對(duì)起重機(jī)械的舒適性必將象對(duì)電梯一樣提出更高要求。乘坐舒適性在電梯行業(yè)早已引起重視和得到應(yīng)用，其檢測(cè)手段、評(píng)價(jià)規(guī)則、基礎(chǔ)研究等基本已經(jīng)完善。如在電梯型式試驗(yàn)細(xì)則中電梯平均加速度、電梯、制動(dòng)減速度、轎廂內(nèi)噪聲等參數(shù)，有明確要求，用于判定其舒適性是否達(dá)到要求。隨著國(guó)外知名起重機(jī)企業(yè)優(yōu)秀產(chǎn)品的不斷進(jìn)入，一些國(guó)內(nèi)起重機(jī)企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到該類(lèi)需求的重要性，如上海振華港機(jī)，從設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)都考慮了振動(dòng)和噪聲對(duì)操作者舒適性的影響。

（2）滿足安全監(jiān)管

質(zhì)檢特函[2013]34號(hào)《質(zhì)檢總局特種設(shè)備局關(guān)于做好大型起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)檢測(cè)工作的通知》和質(zhì)檢辦特聯(lián)[2014]224號(hào)《質(zhì)檢總局辦公廳安全監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于在部分大型起重機(jī)械推廣應(yīng)用安全監(jiān)控管理系統(tǒng)及繼續(xù)深入開(kāi)展示范試點(diǎn)工作的通知》，進(jìn)一步明確了對(duì)在用大型起重機(jī)械加裝安全監(jiān)控符理系統(tǒng)的要求。對(duì)大型起重機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行采集和監(jiān)控，并實(shí)時(shí)記錄，可以追溯故障原因或判定是否違規(guī)操作。但上述安全監(jiān)控管理系統(tǒng)僅要求對(duì)其制動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，卻無(wú)法獲知起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)加減速度異常的原因。為了能使大型起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能達(dá)到預(yù)期的目的，只有逐步引入振動(dòng)及其他檢測(cè)技術(shù)。

（3）提升行業(yè)整體技術(shù)

如果在起重機(jī)械型式試驗(yàn)、安裝改造重大維修監(jiān)督檢測(cè)、安全監(jiān)控管理系統(tǒng)監(jiān)督檢測(cè)等環(huán)節(jié)，明確了如電梯平均加速度、電梯、制動(dòng)減速度、轎廂內(nèi)噪聲等振動(dòng)相關(guān)參數(shù)的判定依據(jù)和方法，將會(huì)倒逼起重機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、安裝各相關(guān)單位做好技術(shù)提升。只有在零部件選型、制造工藝、安裝工藝等環(huán)節(jié)吃透的企業(yè)，才能做出符合要求的合格產(chǎn)品，這樣便可逐步淘汰一批無(wú)技術(shù)實(shí)力支撐的企業(yè)，實(shí)現(xiàn)提升起重機(jī)械行業(yè)整體發(fā)展水平的目的。

4.升級(jí)路徑

振動(dòng)技術(shù)其基礎(chǔ)理論研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，但在起重機(jī)械行業(yè)內(nèi)重視不足，只有綜合設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢測(cè)等環(huán)節(jié)相關(guān)單位開(kāi)展系統(tǒng)的基礎(chǔ)性應(yīng)用研究，在取得大量數(shù)據(jù)的前提下，才能找出各種起重機(jī)械空載、額載、起升、下降、運(yùn)行、回轉(zhuǎn)等不同狀態(tài)下的異常特征參數(shù)關(guān)聯(lián)。位移、振動(dòng)烈度、絕對(duì)均值、均方根值、峭度、峭度因子、波形因子、加減速度、噪聲、沖擊、速度有效值、功率譜密度函數(shù)、頻域時(shí)域特性等振動(dòng)參數(shù)，都是所研究對(duì)象。健全起重機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的方案如圖2所示。

隨著《特種設(shè)備安全法》的頒布和實(shí)行，特種設(shè)備安全監(jiān)督部門(mén)對(duì)特種設(shè)備的監(jiān)管力度將進(jìn)一步加大。為了實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)起重機(jī)械整體技術(shù)提升，相關(guān)部門(mén)應(yīng)依據(jù)法律法規(guī)支撐，加強(qiáng)行業(yè)引導(dǎo)，提高標(biāo)準(zhǔn)要求，制定出適應(yīng)起重機(jī)械的振動(dòng)檢測(cè)判定依據(jù)和方法。明確了相應(yīng)的判定依據(jù)和方法，才能降低特種設(shè)備檢測(cè)機(jī)構(gòu)執(zhí)行的難度，為社會(huì)提供有保障的技術(shù)支撐。