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1、2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械设备故障诊断的现场开展 及案例分析,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械设备故障诊断现场开展,机械设备故障诊断的关键点(4个W) 振动机械的脉搏 振动参数的选择 振动幅值的表示方法 振动测点的布置 振动测试工况及测试周期 频带设置 测试前的准备,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,故障诊断的目的,机械设备故障诊断的目的:,When?,Why?,What?,Where?,故障在出现哪里?,是什么样的故障?,故障产生的原因?,故障什么时候发生?,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,故障诊断的目的,图1 设备的浴盆曲
2、线,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,振动机械的脉搏,当机器工作时,会产生振动;当机器内部发生异常时,会随之出现振动加大和工作性能的变化,根据对机械振动信号的测量和分析,不用停机和解体方式,就可对机器的劣化程度和故障性质有所了解,这就是振动测量技术。也就是说给机器“搭脉”。,据统计,5070%的机械故障通过振动形式表现出来。,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,“当今工业领域,在不停机情况下测试获得的参数中,包含信息量最丰富的是振动信号。” - Art Crawford(美国振动学之父),振动机械的脉搏,振动分析是设备管理中实现预测维修的基本手段:,频域分析,使用快速傅立
3、叶变换(FFT)将x(t)变换 成频率f 的函数X(f)。,时域分析,将振动作为时间t的函数x(t)来观测。,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,如何选择振动参数,加速度 速度 位移 acceleration velocity displacement,美国国家标准ANSI S2 18-1980,常用单位,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,振动幅值的表示方法,峰值(单峰值P,峰峰值PP) 均方根值(有效值 RMS) 平均值(AV),2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,振动测点的布置,振动测点选择原则:,1,测点应选择信号传递路线最短捷的位置,并尽量减少中间界面,
4、2,选择能反映机器工作状态的信号反应比较敏感的部位作为测点。如轴承痤、机座,一般都选为典型测点 。,3,测点应固定下来,选择好测点后在该点做标记。,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,振动测点的布置,一般情况下,都要用三个方向的振动来评定,因为象低频振动(对于高频振动,一般无方向性,通常只从一个方向来测量)在一个测点上,由于载荷的影响或故障的变化,造成这个测点在三个方向上的振动的变化是不一样的,总有一个或两个方向上会有敏感的反应。例如:不平衡在水平方向上表现突出,不同轴则反应在轴向上,而机器松动在垂直方向上容易发生。,制定测点布置的方案是关系到测量结果的一件十分重要的工作。此前应做好
5、两项准备。第一,查阅有关机械设备的技术文件和图纸资料,对设备的结构原理、机械运动动力学、故障机理等要有一个透彻的了解。第二,要到现场实地考察,主要察看传感器的安装位置是否安全可靠,测点布置的方案一旦形成,要绘制测点布置图,并给每一个测点编号,以备考。,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,测量工况及测量周期,测量工况包含: 轻载与重载,快速与慢速,高压与低压,启动与停机等,定期的状态监测与趋势分析时 : 一般选择机器的稳定工况即机器在正常运转时的工况,给机器作故障诊断时 : 在现场许可的条件下,我们一般选择最能暴露机器故障的工况,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,测量工况及
6、测量周期,测试周期必须和机器设备的技术状况同步。,对于一般转速的、劣化过程发展缓慢的机器设备,可采用周期性的测试方法,也称为离线监测;而对于高速旋转的、其劣化异变是瞬时发生的机器设备,则需要进行现场跟踪实时测量,也称为在线监测。,必须对机器的劣化速度进行充分的研究。,振动测量周期,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,频带设置选择,频带设置相关因素: 设备转速(n RPM)、转频(order)、设备结构、故障类型,根据所测设备可能出现的故障选择频带,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,测试前的准备,被测机器设备的技术调研,制订测试方案,确定测试的技术路线,频率计算,绘制机器简
7、图,注上测点编号,选择振动参数,振动幅值,频带以及测试工况,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,信号获取,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,FFT 信号处理,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,每种设备故障产生特定的振动模式,设备故障诊断,振动测试可以提供整个设备运行的信息,振动频率是由设备几何结构和运行速度确定的,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,案例分析,1,不平衡,2,不对中,3,机械松动,4,滚动轴承,2019/6/22,不平衡原因,原因 部件装配不当 风机叶片或叶轮上杂质堆积 旋转元件的磨损 部件断裂或失落 新进来的设备没有关于平衡的规格书
8、,或规格书不正确,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡特征,特征 在转速的1倍频上有高的径向峰值 在转速的1倍频上轴向振动较低 转速的倍频较低 在时域波形中,有明显的1倍转速的正弦形式 将导致发生其它故障类型,特别是松动,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1(涡轮机 ),2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例2,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,分析 : 时域波形显示出了正弦特性 频域波形:在四
9、个径向测点(TOH、TIH、TOV、TIV)上的转速频率处均表现出了较大的振动,径向振动小,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,诊断结论 : 该涡轮机出现了不平衡故障,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中类型,类型: 偏移不对中 角向不对中 轴承不对中,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中特征,特征: 轴向的转速2倍频占主导地位 轴向的转速1倍频、2倍频、和3倍频读数大 径向的转速1倍频、2倍频、和3倍频读数大 高于4倍频转速的谐频较低 接手两端的相位读数有180度的相位差,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1(WM
10、H-PUMP ),2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2(风机),2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动类型,结构松动: 机座松动 箱体分裂 轴承端盖松动 轴承支架松动,转动部分松动: 轮叶松动 风扇松动
11、 轴承松动 联轴节松动,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动特征,特征: 频域波形:大量谐波成分 ,特别是310RPM;偶尔会有次谐波 时域波形:杂乱,无规律,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动案例(泵),2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动案例,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动案例,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障特征,特征: 频域波形:对应轴承故障频率的谐波,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障故障频率,特征故障频率是转速乘以下系数: FTF: 保持架 BSF: 滚珠 BPFO: 外圈 BPFI: 内圈 内圈产生的振动幅值最低,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障故障频率,工作方式1轴承内圈转动,外圈固定,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障故障频率,工作方式2轴承内圈固定,外圈转动,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障案例,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障案例,2019/6/22,上海星晟检测仪器有限公司,谢谢大家!,Email: Tel: 021-56550910,欢迎大家提问,交流!,
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