單盤轉(zhuǎn)子故障診斷報(bào)告(附MATLAB程序)

1、精品單盤轉(zhuǎn)子故障診斷報(bào)告1 .數(shù)據(jù)：Test1.txt,數(shù)據(jù)長度155648*6,2組振動(dòng)數(shù)據(jù)：第一、二列為測點(diǎn)1渦流傳感器x、y振動(dòng)數(shù)據(jù)；第三、四列為測點(diǎn)2渦流傳感器x、y振動(dòng)數(shù)據(jù)；第五列為轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)(每轉(zhuǎn)1個(gè))；第六列為轉(zhuǎn)速值(采集儀輸出轉(zhuǎn)速，可能不準(zhǔn)確)；采樣頻率：2000*2.56HZ實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)速：3300rpm2 .故障分類：轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)常見故障類型有不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)、裂紋、碰摩等。常見故障類型故障特征如下：1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡主要特征：(1)一倍頻率振動(dòng)幅值大。出現(xiàn)較小的高次諧波，整個(gè)頻譜呈所謂的“楓樹形”。2、轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障主要特征：(1)從振動(dòng)的時(shí)域波形上可以看出旋轉(zhuǎn)基本頻率的高

2、次成分。從振動(dòng)信號(hào)的頻譜圖上可以發(fā)現(xiàn)工頻的高次分量，如2fr和3fr振動(dòng)，尤其是2fr振動(dòng)非常明顯。(3)當(dāng)不對(duì)中比較輕微時(shí)，軸心軌跡呈橢圓形；當(dāng)不對(duì)中故障達(dá)到中等程度時(shí)，軸心軌跡呈香蕉形；當(dāng)不對(duì)中故障較嚴(yán)重時(shí)，軸心軌跡呈外“8”字形。3、轉(zhuǎn)子部件脫落主要特征有:(1)轉(zhuǎn)子部件脫落后，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)頻譜與質(zhì)量不平衡時(shí)的振動(dòng)頻譜類似。(2)轉(zhuǎn)子部件脫落的前后，振動(dòng)的幅值和相位突然發(fā)生變化。(3)部件脫落一段時(shí)間后，振動(dòng)的幅值和相位趨于穩(wěn)定。(4)軸心運(yùn)動(dòng)軌跡與質(zhì)量不平衡時(shí)的軸心運(yùn)動(dòng)軌跡類似。4、動(dòng)靜碰磨故障特征有：(1)振動(dòng)的時(shí)域波形特征：當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生碰磨故障時(shí)，振動(dòng)的時(shí)域波形發(fā)生畸變，出現(xiàn)削波現(xiàn)象。

3、另外，在振動(dòng)信號(hào)中有奇異信號(hào)。(2)振動(dòng)的頻譜特征：由動(dòng)、靜部分碰磨而產(chǎn)生的振動(dòng)，具有豐富的頻譜特征。振動(dòng)有時(shí)還會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生緩慢的變化。(3)軸心運(yùn)動(dòng)軌跡特征若發(fā)生的是整周碰磨故障，則軸心運(yùn)動(dòng)軌跡為圓形或橢圓形，且軸心軌跡比較紊亂。若發(fā)生的是單點(diǎn)局部碰磨故障，則軸心運(yùn)動(dòng)軌跡呈內(nèi)“8”字形。若發(fā)生的是多點(diǎn)局部碰磨故障，則軸心運(yùn)動(dòng)軌跡呈花瓣形。(4)當(dāng)轉(zhuǎn)軸與靜子發(fā)生碰磨時(shí)，會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振幅時(shí)大時(shí)小、振動(dòng)相位也時(shí)大時(shí)小的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。5、轉(zhuǎn)子裂紋故障主要特征：(1)由于裂紋的存在改變了轉(zhuǎn)子的剛度，從而使轉(zhuǎn)子的各階臨界轉(zhuǎn)速較正常值要小，裂紋越嚴(yán)重，各階臨界轉(zhuǎn)速減小得越多。(2)由于裂紋造成剛度變化且不對(duì)

4、稱，從而使轉(zhuǎn)子的共振轉(zhuǎn)速擴(kuò)展為一個(gè)區(qū)域。(3)裂紋轉(zhuǎn)子在做強(qiáng)迫響應(yīng)時(shí)，一次分量的分散度較無裂紋時(shí)大。輔助(4)在恒定轉(zhuǎn)速下，各階諧波幅值及其相位不穩(wěn)定，尤以二倍頻最為突出特征：(5)裂紋轉(zhuǎn)子引起的剛度不對(duì)稱，使轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡發(fā)生困難，往往多次試加平衡質(zhì)量也達(dá)不到所要求的平衡精度。3.分析步驟：3.1 轉(zhuǎn)速分析：對(duì)第6列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得轉(zhuǎn)速的時(shí)域和頻域圖，如圖1所示轉(zhuǎn)速頻域圖即IngX: 55"¥: 62,S43.，111006050010001500200025003000頻率陽£圖1轉(zhuǎn)速時(shí)域和頻域圖由圖1可看出單盤轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較為穩(wěn)定，可認(rèn)為其是恒定轉(zhuǎn)速。3.2 測點(diǎn)1

5、處x和y方向振動(dòng)信號(hào)分析：繪制測點(diǎn)1處x和y方向振動(dòng)信號(hào)時(shí)域圖如圖2200X方向時(shí)域圖11 X; 9.073Y： 150.5I 0-100-200_010203040150乂方向頻域圖100懣"5001000200030M頻率用工0Y方向時(shí)域圖0100020003000頻率/He圖2測點(diǎn)1處x和y方向振動(dòng)信號(hào)圖由圖2看出x和y方向振動(dòng)幅值在9s左右明顯變化，Y方向的振動(dòng)位移明顯比X方向大，由此可判斷轉(zhuǎn)子在此時(shí)發(fā)生了故障。繼續(xù)對(duì)x方向時(shí)域圖進(jìn)行局部放大如圖3所示圖3x方向時(shí)域局部放大圖由圖可看出x方向時(shí)域波形產(chǎn)生了削波現(xiàn)象，由前文所列故障現(xiàn)象可初步判斷該故障為碰摩。3.3 軸心軌跡分析

6、（故障前和故障后）：前文得出9s左右發(fā)生故障，因此首先對(duì)9s前轉(zhuǎn)子正常轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心軌跡進(jìn)行分析，軌跡圖如圖4,大致為一橢圓形。圖4,故障前軸心軌跡此后繼續(xù)對(duì)故障發(fā)生后的軸心軌跡進(jìn)行分析，如圖5,軌跡呈內(nèi)八字形，進(jìn)一步確定產(chǎn)生的故障為碰磨，且為單點(diǎn)局部碰磨。結(jié)論：通過對(duì)單盤轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、x和y方向振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域及頻域的分析，得知其時(shí)域波形出現(xiàn)削波現(xiàn)象；此后對(duì)轉(zhuǎn)子故障前后軸心軌跡進(jìn)行分析，其軸心軌跡呈內(nèi)8字形態(tài)，最終判斷出故障類型為恒定轉(zhuǎn)速下的單點(diǎn)碰磨。附matlab程序程序1(對(duì)單盤轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分析)fid=fopen('wk.txt',T);A=fscanf(fid,'%f&#

7、39;,6,inf);fclose(fid);N1=155648;wk1data=A(1,1:N1);%取第6列元素wk1data=wk1data-mean(wk1data);%去掉直流分量wk1data=wk1data(1:1:N1);%每個(gè)十個(gè)點(diǎn)去一個(gè)數(shù)N=N1/10;wk1=wk1data(1:N);%取得數(shù)新組成的矩陣n=0:N-1;fs=5120;t=n/fs;subplot(2,1,1),plot(t,wk1);title('轉(zhuǎn)速時(shí)域圖');xlabel('時(shí)間')；ylabel('幅值')；y=fft(wk1data,N);%fft

8、變換mag=abs(y)*2/N;%振幅f=n*fs/N;subplot(2,1,2),plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);title('轉(zhuǎn)速頻域圖');xlabel('頻率/Hz');ylabel('幅優(yōu));gridon;程序2(對(duì)測點(diǎn)1x和y方向的分析)fid=fopen('wk.txt','r');A=fscanf(fid,'%f',6,inf);fclose(fid);N=155648;wk1data=A(1,1:N);%取第1列元素wk1data=wk1data-mean(wk1da

9、ta);%去掉直流分量wk2data=A(2,1:N);%取第2列元素wk2data=wk2data-mean(wk2data);%去掉直流分量wk1=wk1data(1:N);%取得數(shù)新組成的矩陣wk2=wk2data(1:N);n=0:N-1;fs=5120;t=n/fs;subplot(2,2,1),plot(t,wk1);title('X方向時(shí)域圖')；xlabel('t');ylabel('幅值')；subplot(2,2,2),plot(t,wk2);title('Y方向時(shí)域圖')；xlabel('t'

10、);ylabel('幅值')；y=fft(wk1,N);mag=abs(y)*2/N;f=n*fs/N;subplot(2,2,3),plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);title（'X方向頻域圖'）;xlabel('頻率/Hz');ylabel('幅值')；y=fft(wk2,N);mag=abs(y)*2/N;f=n*fs/N;subplot(2,2,4),plot(f(1:N/2),mag(1:N/2);title('Y方向頻域圖');xlabel('頻率/Hz');ylabel

11、('幅值')；程序3(故障前軸心軌跡)fid=fopen('wk.txt',T);A=fscanf(fid,'%f',6,inf);fclose(fid);N=150000;wk1data=A(1,1:N);%取第一列的元素wk1data=wk1data-mean(wk1data);%去掉直流分量wk1data=wk1data(1:1:N/4);%取故障發(fā)生前的數(shù)據(jù)wk2data=A(2,1:N);%取第2列的元素wk2data=wk2data-mean(wk2data);%去掉直流分量wk2data=wk2data(1:1:N/4);N=N/4

12、;wk1=wk1data(1:N);%取得數(shù)新組成的矩陣wk2=wk2data(1:N);%取得數(shù)新組成的矩陣n=0:N-1;fs=5120;t=n/fs;plot(wk1,wk2);title('故障前軸心軌跡');程序4(故障后軸心軌跡)fid=fopen('wk.txt',T);A=fscanf(fid,'%f',6,inf);fclose(fid);N=150000;wk1data=A(1,1:N);%取第一列的元素wk1data=wk1data-mean(wk1data);%去掉直流分量wk1data=wk1data(100000:1:N);%取故障發(fā)生前的數(shù)據(jù)wk2data=A(2,1:N);%取第2列的元素wk2data=wk2data-me