振動分析和故障診斷.ppt

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1、振動分析和故障診斷北　京　科　之　建　公　司1我們的目標狀態(tài)檢測設(shè)備（資產(chǎn)）健康檢測設(shè)備（資產(chǎn)）健康管理提高設(shè)備可用率減少維修成本延長設(shè)備壽命機器狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是振動頻譜中包含機器零部件的機械狀態(tài)信息振動故障分析和診斷的任務(wù)振動故障分析診斷的任務(wù)：從某種意義上講就是讀譜圖，把頻譜上的每個頻譜分量與監(jiān)測的機器的零部件對照聯(lián)系，給每條頻譜以物理解釋．1.振動頻譜中存在那些頻譜分量？2.每條頻譜分量的幅值多大？3.這些頻譜分量彼此中間存在什么關(guān)系？4.如果存在明顯的高幅值的頻譜分量，它的精確的來源？它與機器的零部件對應(yīng)

2、關(guān)系如何？5.如果能夠測量相位，應(yīng)該檢查各測點信號之間的相位關(guān)系如何？振動監(jiān)測和診斷的注意事項振動監(jiān)測和診斷要想取得準確的結(jié)果必須考慮仔細整個系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)：包括參數(shù)的選擇，傳感器及其固定方法，測點位置的選擇，儀器選擇以及分析參數(shù)的選擇等振動的三要素振動是個向量1.幅值2.頻率3.相位快速傅里葉變化快速傅里葉分析(FFT)原理6典型波形的頻譜簡諧波形及其頻譜脈沖波形及其頻譜方波形及其頻譜簡諧拍波及其頻譜7濾波問題8振動參數(shù)1.振動位移2.振動速度（國際標準和國家標準推薦通常采用的參數(shù)）3.振動加速度常見的設(shè)備故

3、障由經(jīng)驗歸納總結(jié)的十七類46種機械和電氣故障的特征譜、特征時域信號和相位關(guān)系供診斷參考常見的設(shè)備故障一.質(zhì)量不平衡二.轉(zhuǎn)子偏心三.軸彎曲四.不對中五.共振六.機械松動七.轉(zhuǎn)子與定子摩擦八.滑動軸承故障九.滾動軸承故障1.力不平衡2.力偶不平衡3.動不平衡4.懸臂轉(zhuǎn)子不平衡1.聯(lián)軸器角不對中2.聯(lián)軸器平行不對中3.滾動軸承偏斜地固定在軸上1.A型松動2.B型松動3.C型松動1.磨擦或間隙故障2.油膜渦動3.油膜振蕩1.保持架故障2.滾動體故障3.外環(huán)故障4.內(nèi)環(huán)故障常見的設(shè)備故障十.流體動力機械故障十一.齒輪故障十

4、二.交流電機故障十三.交流同步電機定子線圈松動十四.直流電動機及其控制故障十五.皮帶傳動故障十六.拍振十七.機器軟腳及與之相關(guān)的共振1.葉片通過頻率2.紊亂3.氣穴1.齒輪負載2.齒輪偏心和齒輪側(cè)隙反彈3.齒輪不對中4.齒斷或齒裂5.齒輪組合狀態(tài)問題6.齒輪擺動故障7.齒輪軸承松動1.定子偏心，鐵芯片短路或松動2.轉(zhuǎn)子偏心（動偏心）3.轉(zhuǎn)子故障（斷條等）4.相位故障（接頭松動）1.電樞繞組開裂接地故障或系統(tǒng)調(diào)諧故障2.起動卡故障和保險絲燒斷3.可控硅整流器故障控制卡斷路接頭松動保險絲斷4.比較器卡故障5.斷路電流

5、通過滾動軸承故障1.皮帶磨損或不匹配2.皮帶輪偏心3.皮帶共振一質(zhì)量不平衡A同頻占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。如果只有不平衡，1X幅值大于等于通頻幅值的80％，且按轉(zhuǎn)速平方增大。通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不應(yīng)超過兩倍。同一設(shè)備的兩個軸承處相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。典型的頻譜相位關(guān)系力不平衡一質(zhì)量不平衡B典型的頻譜相位關(guān)系力偶不平衡總存在一轉(zhuǎn)速頻率，在頻譜上占優(yōu)勢．振幅按轉(zhuǎn)速平方增大。需進行雙平面動平衡。偶不平衡在機器兩端支承處均產(chǎn)生振動，有時一側(cè)比另一側(cè)大較大的偶不平衡有時可產(chǎn)生較大

6、的軸向振動。兩支承徑向同方向振動相位相差180。一質(zhì)量不平衡C動不平衡是前兩種不平衡的合成結(jié)果。仍是１X轉(zhuǎn)速頻率在振動頻譜中占主導(dǎo)。兩支承處同方向振動相位差接近典型的頻譜相位關(guān)系動不平衡一質(zhì)量不平衡Ｄ懸臂轉(zhuǎn)子不平衡在軸向和徑向都會引起較大1X振動。軸向相位穩(wěn)定，而徑向相位會有變化。懸臂式轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生較大的軸向振動，軸向振動有時甚至超過徑向振動。兩支承處軸向振動相位接近。往往是力不平衡和偶不平衡同時出現(xiàn)。典型的頻譜相位關(guān)系懸臂轉(zhuǎn)子不平衡二轉(zhuǎn)子偏心當旋轉(zhuǎn)的皮帶輪、齒輪、電機轉(zhuǎn)子等有幾何偏心時，會在兩個轉(zhuǎn)子中心連線方向上

7、產(chǎn)生較大的1X振動；偏心泵除產(chǎn)生1X振動外，還由于流體不平衡會造成葉輪通過頻率及倍頻的振動。垂直與水平方向振動相位相差為0或180。采用平衡的辦法只能消除單方向的振動。典型的頻譜相位關(guān)系三　軸彎曲彎曲的軸產(chǎn)生較大的軸向振動．如果彎曲接近軸的中部，占優(yōu)勢的是一倍頻；若彎曲接近力偶，則占優(yōu)勢的是二倍頻．振動隨轉(zhuǎn)速增加迅速增加，過了臨界轉(zhuǎn)速也一樣。典型的頻譜相位關(guān)系四　不對中有資料表明現(xiàn)有企業(yè)在役設(shè)備30％－50％存在不同程度的不對中，嚴重的不對中會造成設(shè)備部件的過早損壞，同時會造成能源的浪費．不對中既可產(chǎn)

8、生徑向振動,又會產(chǎn)生軸向振動；既會造成臨近聯(lián)軸節(jié)處支承的振動,也會造成遠離聯(lián)軸節(jié)的自由端的振動。不對中易產(chǎn)生2X振動，嚴重的不對中有時會產(chǎn)生類似松動的高次諧波振動.不對中分為角向不對中，平行不對中，軸承不對中．四不對中A角不對中產(chǎn)生較大的軸向振動，頻譜成分為1X和2X；常見1X、2X或3X都占優(yōu)勢的情況。如果2X或3X超過1X的30％到50％，則可認為是存在角不對中。