10典型測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例2010

測(cè)試技術(shù) 典型測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 4 第十章 內(nèi)容 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè)高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng)潤滑油膜厚度檢測(cè)縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)重點(diǎn) 掌握一些具體的測(cè)試技術(shù) 對(duì)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一個(gè)基本的概念 學(xué)會(huì)分析方法與設(shè)計(jì)思路 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及明確測(cè)試任務(wù)制定測(cè)試方案選擇傳感器設(shè)計(jì)后續(xù)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)效能分析回顧測(cè)試系統(tǒng)的組成 測(cè)試對(duì)象 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 測(cè)試任務(wù)對(duì)新設(shè)計(jì)的某型號(hào)塔式起重機(jī)樣機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)測(cè)試目的通過測(cè)試來驗(yàn)證理論計(jì)算 為產(chǎn)品的進(jìn)一步改進(jìn)提供依據(jù)對(duì)樣機(jī)提出評(píng)價(jià)意見 作為新產(chǎn)品鑒定的依據(jù)測(cè)試參考根據(jù)原始設(shè)計(jì)資料 選擇在應(yīng)力應(yīng)變最大處粘貼應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量根據(jù)兩種不同破壞情況 按照J(rèn)J30 85 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法 測(cè)試靜態(tài) 動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 強(qiáng)度檢測(cè) 正 切應(yīng)力測(cè)量 判斷最大應(yīng)力是否大于許用應(yīng)力 測(cè)試方案問題最終歸結(jié)于測(cè)量最危險(xiǎn)截面的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量方法 應(yīng)變片 電橋靜態(tài)測(cè)量時(shí)由于有多個(gè)測(cè)點(diǎn) 通常配用預(yù)調(diào)平衡箱 利用外加電阻對(duì)電橋調(diào)平衡 以便于與應(yīng)變儀連接動(dòng)態(tài)測(cè)量由于測(cè)點(diǎn)少不需要配用預(yù)調(diào)平衡箱 直接調(diào)應(yīng)變儀即可 使用光線示波器作為動(dòng)態(tài)應(yīng)變記錄裝置 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 靜態(tài)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)框圖 動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)框圖 測(cè)試方案測(cè)點(diǎn)布置 測(cè)點(diǎn)位置和測(cè)點(diǎn)方向是影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)是否可靠的兩個(gè)重要因素測(cè)點(diǎn)方向 找出最大應(yīng)變方向測(cè)點(diǎn)位置 斷面正應(yīng)力布點(diǎn) 采用角點(diǎn)法 在角點(diǎn)處沿棱線方向布置應(yīng)變片平面應(yīng)力布點(diǎn) 一般應(yīng)用應(yīng)變花測(cè)量主應(yīng)力 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 測(cè)量型材斷面正應(yīng)力布點(diǎn)平面應(yīng)力測(cè)量應(yīng)變花布點(diǎn) 測(cè)試方案 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 測(cè)量系統(tǒng)共布置了20個(gè)測(cè)點(diǎn) 測(cè)試條件假設(shè)條件 載荷不包括吊鉤重量 載荷誤差應(yīng)小于1 各工況皆是處于空鉤離地狀態(tài)時(shí)進(jìn)行儀器調(diào)零 測(cè)試數(shù)據(jù)均為吊重引起的應(yīng)力 不應(yīng)包括自重和風(fēng)阻應(yīng)力環(huán)境條件 測(cè)試溫度10 25 濕度50 70 風(fēng)力1級(jí)測(cè)試工況 測(cè)試中選取了五種不同起重重量 三種變幅幅度 兩種方位角進(jìn)行組合變化 分別測(cè)試各種工況下最大應(yīng)力Q起重量R幅度 吊點(diǎn)到塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心的距離 起重臂與塔身之間的方位角 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 測(cè)試步驟檢查和調(diào)整試驗(yàn)樣機(jī)粘貼應(yīng)變片并干燥 密封 檢查絕緣接好應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng) 調(diào)試儀器 合理選擇靈敏度 消除不正常現(xiàn)象取空載狀態(tài)作為初始狀態(tài) 將應(yīng)變儀調(diào)零按照測(cè)試工況 分別測(cè)試各種情況下的最大應(yīng)力 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析靜態(tài) 相同試驗(yàn)條件下多次測(cè)量取平均值動(dòng)態(tài) 用光線示波器記錄下動(dòng)態(tài)應(yīng)變曲線單向應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算其中 E為結(jié)構(gòu)材料的彈性模量 均取E 0 2 106MPa 為測(cè)得的應(yīng)力和應(yīng)變平面應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力計(jì)算式中 為構(gòu)件材料的泊松比 0 3 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析計(jì)算最大應(yīng)力與設(shè)計(jì)比較與國標(biāo)比較結(jié)論 1 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 測(cè)試對(duì)象加工自動(dòng)定位 3點(diǎn)定位由導(dǎo)輪的摩擦力帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn) 同時(shí)由導(dǎo)輪的摩擦力和砂輪的切削力使工件穩(wěn)定地支撐在托架上進(jìn)行自動(dòng)定心 從而實(shí)現(xiàn)砂輪對(duì)工件外圓的連續(xù)加工 等直徑加工問題 造成工件外圓形狀為棱圓的問題 一般為低次的3 5 7次奇數(shù)棱圓和高次的12 14 16次偶數(shù)棱圓 常見為三棱圓 傳動(dòng)軸無心復(fù)合磨削 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 測(cè)試任務(wù)棱圓的棱數(shù)和棱圓度檢測(cè)測(cè)量精度達(dá)到微米級(jí)實(shí)現(xiàn)量化分析和評(píng)估測(cè)試方案直接測(cè)量外圓外徑等分棱圓角度 測(cè)量出相應(yīng)的直徑數(shù)值經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得棱圓的棱數(shù)和圓度誤差 直徑測(cè)量是無法反映棱圓形狀 棱圓的各個(gè)方向直徑在加工過程中是被保證 直接測(cè)量棱圓半徑使用位移傳感器測(cè)量棱圓各個(gè)方向的外圓表面到圓心的距離 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 測(cè)試方案 直接測(cè)量棱圓半徑測(cè)量系統(tǒng)組成回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 以實(shí)現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)位移測(cè)量傳感器 測(cè)量外圓位移的動(dòng)態(tài)數(shù)值位移傳感器的調(diào)理裝置信號(hào)處理和顯示裝置 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 傳感器選擇保證磨削加工的工件測(cè)量精度為微米級(jí) 必須選用高精度的位移傳感器由于是磨削加工 外圓形狀誤差不會(huì)很大 小量程即可滿足測(cè)量要求工件的棱圓度測(cè)量確定為非在線方式 低速回轉(zhuǎn)下測(cè)量即可 傳感器的頻響特性不需要很高考慮到成本 測(cè)量方式可選用接觸或非接觸方式 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 傳感器選擇 變間距電容傳感器優(yōu)點(diǎn) 測(cè)量精度高 靈敏度高 響應(yīng)速度快 能抵抗高溫 振動(dòng)和潮濕 特別適用于惡劣環(huán)境中作非接觸測(cè)量 適應(yīng)于測(cè)位移小量程缺點(diǎn) 測(cè)量電路較為復(fù)雜 一般采用調(diào)幅電路或調(diào)頻電路 后續(xù)調(diào)理電路相對(duì)復(fù)雜 增加了系統(tǒng)復(fù)雜性 電渦流傳感器優(yōu)點(diǎn) 具有靈敏度高 響應(yīng)快速 非接觸測(cè)量的特點(diǎn)缺點(diǎn) 常規(guī)類型量程1 2 從實(shí)際應(yīng)用來講 其精度不足 如選用高精度型 其量程為250 分辨率0 01 但這種類型成本較高 而且易受工件殘余磁場(chǎng)干擾 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 傳感器選擇 差動(dòng)變壓器位移傳感器能提供所需的準(zhǔn)確度 精度和可靠性 盡管為接觸式測(cè)量 但考慮作為研究使用 棱圓測(cè)量的工作量不大 而且該測(cè)量傳感器已成功應(yīng)用于圓度儀作為測(cè)量頭 因此考慮選用它 圓度儀 差動(dòng)變壓器位移傳感器 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 信號(hào)處理方法的選擇由位移數(shù)據(jù)波動(dòng)的頻率與工件回轉(zhuǎn)頻率的倍數(shù)即可確定棱圓的棱數(shù)譜分析法頻域傅氏譜分析方法 長數(shù)據(jù)采集方便 亦可獲得高的頻率分辨率 1X為工件回轉(zhuǎn)頻率 3X的頻率為棱圓為三棱圓 其幅值的大小表現(xiàn)了棱圓度 2 無心磨削的工件棱圓度精密檢測(cè) 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析棱圓測(cè)量系統(tǒng)基本框圖圖形用戶操作界面虛擬儀器實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集 數(shù)據(jù)分析和處理 結(jié)果輸出及圖形用戶操作界面 測(cè)試任務(wù)問題描述機(jī)車速度提高和牽引功率增大 支承軸承發(fā)熱增多 安全不容樂觀支承軸承 軸箱軸承 牽引電動(dòng)機(jī)軸承 抱軸承及空心軸承軸承磨損和產(chǎn)生缺陷時(shí) 這些軸承的不正常發(fā)熱增大 輕則熱軸 固死造成機(jī)損 影響機(jī)車正常運(yùn)轉(zhuǎn) 重則造成疲勞破壞和熱切軸 車毀人亡測(cè)試目的在線監(jiān)測(cè)高速機(jī)車的軸箱軸承 牽引電機(jī)軸承 抱軸承及空心軸承處的溫度實(shí)時(shí)顯示各測(cè)點(diǎn)的實(shí)際溫度 進(jìn)行聲光報(bào)警和定位指示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 測(cè)試任務(wù)主要技術(shù)參數(shù)測(cè)溫范圍 55 125 測(cè)溫精度 1 0 85 測(cè)溫點(diǎn)數(shù) 38點(diǎn) 可根據(jù)不同車型而增減 報(bào)警溫度 絕對(duì)溫度 75 和相對(duì)溫度 環(huán)境溫度 55 供電電壓 110VDC 波動(dòng)范圍 65 140VDC 功耗小于15W其他要求抗干擾能力強(qiáng) 適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境系統(tǒng)可靠性高有完善的自檢功能數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)和查詢 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 測(cè)試方案?jìng)鞲衅鞯倪x擇半導(dǎo)體PN結(jié)溫度傳感器測(cè)量誤差大 PN結(jié)溫度傳感器容易老化 失效 測(cè)點(diǎn)到儀表的引線較長 引線誤差較大連線多 環(huán)節(jié)多 結(jié)構(gòu)復(fù)雜需定期標(biāo)定 工作量大 傳感器的互換性差傳輸弱小的模擬信號(hào) 抗干擾能力弱 測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性差地面紅外線機(jī)車軸溫檢測(cè)儀只能在機(jī)車通過監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)監(jiān)測(cè)軸箱軸承 無法全程監(jiān)測(cè)不能監(jiān)測(cè)牽引電機(jī)軸承和抱軸承溫度 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 數(shù)字式溫度傳感器 DS1820溫度傳感器芯片 無需外圍器件 用9位二進(jìn)制數(shù)字量形式輸出溫度值溫度測(cè)量范圍 55 125 分辨率為0 5 將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的時(shí)間小于200ms采用串行單總線結(jié)構(gòu)傳輸數(shù)據(jù) 即僅用一根數(shù)據(jù)線接收命令和傳送數(shù)據(jù)測(cè)溫誤差 1 用戶可自定義永久的報(bào)警溫度設(shè)置可用于恒溫控制 工業(yè)系統(tǒng) 消費(fèi)品 溫度表和其他熱敏系統(tǒng) 尤其適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度監(jiān)測(cè)和控制 抗干擾能力強(qiáng) 能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境 工作穩(wěn)定可靠 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 測(cè)試方案檢測(cè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇工業(yè)控制計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大 運(yùn)算速度快 編程方便 采用高級(jí)計(jì)算機(jī)語言 通用性強(qiáng)體積較大 價(jià)格也較高 常用于參量類型和數(shù)目較多 要求運(yùn)算速度快 顯示界面復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)ARM板計(jì)算機(jī)功能和運(yùn)算速度介于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與單片計(jì)算機(jī)之間 比工業(yè)控制計(jì)算機(jī)低 但比單片計(jì)算機(jī)高出許多體積比工業(yè)控制計(jì)算機(jī)小許多 但比單片計(jì)算機(jī)大 其價(jià)格比工業(yè)控制計(jì)算機(jī)低許多 但比單片計(jì)算機(jī)高單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單 價(jià)格低廉 功能相對(duì)簡單運(yùn)行速度較慢和數(shù)據(jù)處理能力較弱 常用于參量類型和數(shù)目較少 要求運(yùn)算速度不高 顯示界面簡單的小型監(jiān)測(cè)和控制任務(wù) 其最典型的應(yīng)用是自動(dòng) 智能 監(jiān)測(cè)儀表從成本 體積 計(jì)算性能要求等方面考慮 可選擇單片機(jī) 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖數(shù)據(jù)傳輸 串行單總線結(jié)構(gòu) 提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院凸?jié)省連線 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)程序核心是主機(jī)與傳感器的單總線串行通信抗干擾設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源 磁環(huán)吸收 濾波器系統(tǒng)主板加粗電源線和地線地線有效接地加屏蔽鋼板三極管改為小繼電器軟件 自動(dòng)復(fù)位能力 多次測(cè)量 3 高速機(jī)車軸溫測(cè)試系統(tǒng) 主程序流程圖 測(cè)試任務(wù) 重要性在高速 重載 高溫條件下工作的機(jī)器 摩擦 磨損又是其發(fā)生故障的最主要原因潤滑是減少摩擦與磨損的簡便而有效的方法軸承的潤滑狀態(tài)檢測(cè) 滿足最小油膜厚度處軸承兩表面不直接接觸任務(wù)對(duì)摩擦副間微小區(qū)域內(nèi)的油膜厚度進(jìn)行直接測(cè)量監(jiān)測(cè)油膜的工作狀態(tài) 4 潤滑油膜厚度檢測(cè) 測(cè)試方案?jìng)鞲衅鬟x擇電阻法 定性測(cè)量通過測(cè)量油膜的電阻大小來判斷其厚度油膜的電學(xué)性能極不穩(wěn)定 標(biāo)定困難 難以定量放電電壓法根據(jù)電壓與電流的關(guān)系來推算出代表油膜厚度的放電電壓潤滑膜的性質(zhì)和純潔程度對(duì)放電電壓的影響 難以定量測(cè)定電容法當(dāng)潤滑油的介電常數(shù)已知后 根據(jù)電容值隨油膜的厚度增大而降低的變化關(guān)系測(cè)得油膜厚度 困難在于油膜間隙形狀不明確X光透射法金屬能夠吸收X光而不能使X光穿過 而潤滑油卻允許X光穿過 光強(qiáng)度與油膜厚度成正比 困難是光束位置精確的調(diào)整 4 潤滑油膜厚度檢測(cè) 測(cè)試方案光纖檢測(cè)法 光纖位移傳感器輸入光纖 輸出光纖 反光物體 光敏二極管組成反光物體 平面反射鏡 垂直于輸入和輸出光纖而移動(dòng) 光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖 在反光面的形成反射錐體 輸出光纖 光敏二極管耦合原理耦合到輸出光纖的光通量取決于輸入光纖的像發(fā)出的光錐底面與輸出光纖相重疊部分的面積 距離有關(guān) 4 潤滑油膜厚度檢測(cè) 傳感器選擇光源 激光光源為氦氖激光燈光電檢測(cè)元件光電二極管 PIN管 運(yùn)算放大器 芯片直接輸出電壓 輸出電壓與芯片接受到的光功率成正比后續(xù)測(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)分析解決了其他方法無法消除的電磁干擾 使用壽命短 不耐高溫 不耐腐蝕等問題 實(shí)現(xiàn)了油膜厚度的精密檢測(cè) 4 潤滑油膜厚度檢測(cè) 測(cè)試對(duì)象 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 測(cè)試任務(wù)噪聲測(cè)量基礎(chǔ)噪聲物理定義 大量頻率和相位各異的聲音復(fù)合而成的無序合聲生理感受 一種與人體有害的聲音 它已成為主要公害之一聲壓級(jí)Lp 衡量聲音的強(qiáng)弱p 聲壓p0 基準(zhǔn)聲壓噪聲頻率 噪聲主要頻率成分頻譜分析儀進(jìn)行連續(xù)譜測(cè)量測(cè)量各個(gè)頻率帶寬內(nèi)的聲壓級(jí) 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 測(cè)試對(duì)象 測(cè)試方案測(cè)試目的對(duì)某型號(hào)縫紉機(jī)噪聲進(jìn)行測(cè)試 目的是尋找噪聲源 從而為降低其噪聲水平 提高產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù) 噪聲大小 噪聲源縫紉機(jī)噪聲主要是由結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生 噪聲級(jí)測(cè)量 振動(dòng)測(cè)量測(cè)量內(nèi)容不同轉(zhuǎn)速下的噪聲水平及振動(dòng)水平 了解噪聲源大小 同時(shí)測(cè)量噪聲與各部件的振動(dòng) 判斷噪聲由那部分振動(dòng)引起 采取分步運(yùn)轉(zhuǎn)方法測(cè)量各部件的振動(dòng) 找出振動(dòng)的主要原因 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 測(cè)量儀器與方法噪聲測(cè)量儀器與測(cè)量方法聲級(jí)計(jì) 電容傳聲器 放大器 衰減器 計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò) 檢波電路 指示電表 電源測(cè)量條件 必須處于半自由場(chǎng) 一般在半消聲室或開闊空間關(guān)鍵部位 縫紉機(jī)主軸 縫紉機(jī)針板孔振動(dòng)測(cè)量儀器與測(cè)量方法加速度傳感器部位 縫紉機(jī)針板上送布牙的右側(cè) 垂直于底板 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 測(cè)量結(jié)果及分析幅值分析振動(dòng)有起伏現(xiàn)象振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速升高呈增大趨勢(shì) 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 縫紉機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)位移 縫紉機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的噪聲級(jí) 測(cè)量結(jié)果及分析頻譜分析振動(dòng)表現(xiàn)出明顯的諧波特性 峰值主要出現(xiàn)在主軸回轉(zhuǎn)頻率73 3Hz及二倍頻上 146 5Hz 工頻及二倍工頻振動(dòng)實(shí)際上就是由縫紉機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)不平衡引起設(shè)法改進(jìn)運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)平衡是減小振動(dòng)噪聲的關(guān)鍵 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 測(cè)量結(jié)果及分析相干分析 不同頻率下振動(dòng)與噪聲的相關(guān)程度分析結(jié)果噪聲與針板的振動(dòng)有很大的相關(guān)程度 針板 機(jī)殼底板鑲嵌 降噪也應(yīng)從抑制機(jī)殼表面振動(dòng)入手分步運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn) 找出哪一個(gè)部件是主要激勵(lì)源分析結(jié)果 針刺挑線機(jī)構(gòu)是縫紉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最主要的激勵(lì)源 應(yīng)對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)平衡 5 縫紉機(jī)噪聲源測(cè)試分析 聲振相干函數(shù)圖 4500rpm 測(cè)試對(duì)象 重大設(shè)備流程工業(yè)的核心發(fā)電機(jī)壓縮機(jī)風(fēng)機(jī) 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 測(cè)試對(duì)象 重大設(shè)備事故造成損失慘重直接經(jīng)濟(jì)損失至少在幾十萬元以上秦嶺200MW5號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組特大事故 1988 軸系的7處對(duì)輪螺栓 軸體5處發(fā)生斷裂 共斷為13斷 主機(jī)基本毀壞由油膜失穩(wěn)開始的 突發(fā)性 綜合性強(qiáng)烈振動(dòng)造成的軸系嚴(yán)重破壞沒有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整個(gè)機(jī)組解體 損失慘重發(fā)電機(jī)烏石化熱電廠3號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組特大事故 1999 汽輪機(jī)超速飛車至4500rpm發(fā)電機(jī)及機(jī)組油系統(tǒng)著火設(shè)備直接經(jīng)濟(jì)損失1916萬元 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 測(cè)試對(duì)象 重大設(shè)備維修成本高計(jì)劃維修設(shè)備不分狀態(tài)好壞 一律執(zhí)行計(jì)劃預(yù)修 對(duì)設(shè)備大面積拆裝使有些還可以使用的零部件被提前更換有些部件在拆卸過程中被損壞原來磨合得很好的部件又被重新裝配狀態(tài)維修以設(shè)備狀態(tài)作為維修的出發(fā)點(diǎn) 有針對(duì)性的糾正設(shè)備非正常狀態(tài)各個(gè)部件的使用壽命及運(yùn)行狀態(tài)依靠對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試 檢查和診斷來掌握其運(yùn)行狀態(tài) 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 設(shè)計(jì)目的保障設(shè)備的長周期安全 高效運(yùn)行及時(shí) 準(zhǔn)確地反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài) 捕捉設(shè)備的運(yùn)行隱患 確診設(shè)備的故障類型與部位 以消除災(zāi)難故障 避免嚴(yán)重故障 減少一般故障預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)的未來發(fā)展變化趨勢(shì) 指導(dǎo)機(jī)組預(yù)知維修建立完整的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息 支持機(jī)組的更新?lián)Q代測(cè)試內(nèi)容信號(hào)檢測(cè)及調(diào)理實(shí)時(shí)采集機(jī)組關(guān)鍵參數(shù) 振動(dòng) 轉(zhuǎn)速 工藝特征提取 進(jìn)行機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供分析診斷的各種工具評(píng)估機(jī)組運(yùn)行的性能狀態(tài)機(jī)組數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 測(cè)試方案監(jiān)測(cè)診斷發(fā)展趨勢(shì)網(wǎng)絡(luò)化 遠(yuǎn)程 分布式監(jiān)測(cè) 異地托管專業(yè)化 產(chǎn)品廠家參與 專業(yè)機(jī)構(gòu)參與標(biāo)準(zhǔn)化 信息標(biāo)準(zhǔn)化 分析模塊標(biāo)準(zhǔn)化方案利用信息網(wǎng)絡(luò) 實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)設(shè)備狀態(tài)信息采集 存儲(chǔ) 傳輸 分析和共享等傳感器 信號(hào)處理 測(cè)量 分析 傳輸指標(biāo)振動(dòng) 快變信號(hào) 0 150 m 5 帶寬0 10kHz轉(zhuǎn)速 脈沖信號(hào) 0 12000rpm工藝 慢變信號(hào) 0 5V 0 5 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 測(cè)試方案 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)化的CPCI設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)診斷軟件平臺(tái) 傳感器選擇振動(dòng)轉(zhuǎn)子振動(dòng) 非接觸式 振動(dòng)渦流傳感器 Bently激光傳感器 米依機(jī)殼振動(dòng) 接觸式 速度 加速度轉(zhuǎn)速 非接觸式 渦流式 光電式推薦傳感器振動(dòng) 轉(zhuǎn)速 渦流傳感器精度 成本適中非接觸測(cè)試 可靠穩(wěn)定安裝容易機(jī)殼振動(dòng) 加速度傳感器使用方便安裝容易 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 靈敏度 100mV g量程 50g頻率范圍 0 5 8000Hz 10 安裝諧振點(diǎn) 30kHz分辨率 0 0002g重量 8gm線性 1 輸出偏壓 8 12VDC恒定電流 2 20mA輸出阻抗 150 激勵(lì)電壓 18 30VDC 探頭直徑 mm 8量程 mm 2靈敏度 v mm 8頻率響應(yīng) KHz 0 5溫漂 FS 0 1線性度誤差 FS 2 0 傳感器選擇工藝溫度 熱電偶 熱電阻壓力 應(yīng)變式推薦傳感器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)0 5V 4 20mA輸出阻抗 200 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) STWB系列溫度變送器STP壓力變送器MHM 04B信號(hào)調(diào)理 測(cè)試部位 推薦測(cè)點(diǎn)位置振動(dòng)每個(gè)支承面選擇2個(gè)徑向振動(dòng)測(cè)點(diǎn)每段轉(zhuǎn)子選擇1個(gè)軸向位移點(diǎn)徑向振動(dòng)傳感器互為90 布置被測(cè)表面材質(zhì)均勻 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 測(cè)試部位 推薦測(cè)點(diǎn)位置加速度機(jī)殼四角選擇測(cè)點(diǎn) 靠近支承面 垂直安裝 鋼柱螺栓連接轉(zhuǎn)速 鑒相鑒相槽槽深1mm 寬取l決于轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子直徑 探頭直徑 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) CPCI在線監(jiān)測(cè)單元基本任務(wù)機(jī)組信號(hào)調(diào)理機(jī)組完整的狀態(tài)信息 振動(dòng)量 工藝量和轉(zhuǎn)速 采集獲取數(shù)據(jù)的網(wǎng)上發(fā)布事件 升降速過程 報(bào)警運(yùn)行 觸發(fā)的數(shù)據(jù)存入企業(yè)數(shù)據(jù)庫基本組成 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 型號(hào) CPCI 6840V尺寸 標(biāo)準(zhǔn)6U面板2個(gè)槽位處理器 PentiumIII 1 6GHz主存貯器 512MB內(nèi)置硬盤 40GB內(nèi)置接口 2個(gè)LAN 4個(gè)USB操作系統(tǒng) WindowsXP CPCI在線監(jiān)測(cè)單元基于DSP的采集處理模塊信號(hào)調(diào)理并行采集實(shí)時(shí)處理專用DSP芯片 TMS320C6711擴(kuò)展存儲(chǔ)器 64MB數(shù)據(jù)緩存FIFO嵌入式系統(tǒng) 微型實(shí)時(shí)內(nèi)核DSP BIOS 多任務(wù) 多進(jìn)程 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) CPCI在線監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)軟件軟件環(huán)境Windows2000MSSQL三層結(jié)構(gòu)自適應(yīng)采集模塊設(shè)備數(shù)據(jù)管理模塊網(wǎng)上組態(tài)和維護(hù)多自主數(shù)據(jù)庫DSP數(shù)據(jù)庫CPCI數(shù)據(jù)庫企業(yè)數(shù)據(jù)庫多種傳輸數(shù)據(jù)發(fā)布存庫 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 存儲(chǔ)和共享 MIMOSA規(guī)范企業(yè)庫樹狀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫定義企業(yè)及數(shù)據(jù)庫定位節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 機(jī)組 設(shè)備測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)測(cè)量位置 類型 傳感器等參數(shù)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)警門限 測(cè)量事件 測(cè)量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)單元基本信息 模塊配置 關(guān)聯(lián)信息 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)域波形數(shù)據(jù)表 6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng) 數(shù)據(jù)包設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包 構(gòu)成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)信息包