設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷

1、目 錄（適用于課程論文、提交報告）1一、論述齒輪嚙合頻率產生的機理及齒輪故障診斷方法11.1 齒輪嚙合頻率的產生機理11.1.1 概述11.1.2 齒輪的振動機理21.2 齒輪故障診斷的方法51.2.1齒輪的故障類型51.2.2 齒輪故障的特征信息51.2.3 齒輪故障診斷的常用方法91.3 實例分析121.4 小結14二、滾動軸承故障的特征頻率推導計算142.1 滾動軸承故障特征頻率的經(jīng)驗公式142.2 滾動軸承故障的特征頻率推導計算14三、煤氣鼓風機狀態(tài)監(jiān)測與智能故障診斷163.1概述163.2煤氣鼓風機組成及參數(shù)173.3煤氣鼓風機系統(tǒng)的測點布置173.4系統(tǒng)硬件構成圖及硬件要求183.

2、5系統(tǒng)控制室框架構成203.6系統(tǒng)的功能模塊組成20四、感悟和致謝21一、 論述齒輪嚙合頻率產生的機理及齒輪故障診斷方法齒輪是現(xiàn)代工、農業(yè)生產設備中極其重要的傳動零件，由于其在工作過程中長期承受各種交變載荷、沖擊和摩擦力的作用或其本身在制造過程中留下了缺陷，齒輪相對于其他部件較容易出現(xiàn)故障甚至損壞。生產設備中的齒輪發(fā)生故障，輕者會使生產設備所加工出來的產品不符合標準要求，重者會導致生產設備停車，從而給生產企業(yè)造成經(jīng)濟損失，同時也擔誤了工時。因此，為了盡可能將這些不確定的機械故障所引起的經(jīng)濟損失降到最低，需要我們在故障初期就能作出診斷，為企業(yè)盡早安排檢修提供科學依據(jù)。對齒輪振動信號進行時頻分析就

3、是一種比較實用的方法。1.1 齒輪嚙合頻率的產生機理1.1.1 概述齒輪傳動系統(tǒng)是一個彈性的機械系統(tǒng)，由于結構和運動關系的原因，存在著運動和力的非平穩(wěn)性。圖1.1是齒輪副的運動學分析示意圖。圖1.1中是主動輪的軸心，是被動輪的軸心。假定主動輪以作勻角速度運動，A、B分別為兩個嚙合點，則有A>B，即A點的線速度大于B點的線速度。而A<B，從理論上有，,則。然而A、B又是被動輪的嚙合點，當齒輪副只有一個嚙合點時，隨著嚙合點沿嚙合線移動，被動輪的角速度存在波動。當有兩個嚙合點時，因為只能有一個角速度，因而在嚙合的輪齒上產生彈性變形，這個彈性變形力隨嚙合點的位置、輪齒的剛度以及嚙合的進入和

4、脫開而變化，是一個隨時間變化的力 。齒輪傳動系統(tǒng)的嚙合振動是不可避免的。振動的頻率就是嚙合頻率。也就是齒輪的特征頻率，其計算公式如下： 齒輪一階嚙合頻率： 嚙合頻率的高次諧波：， 其中：N齒輪軸的轉速（r/min） Z齒輪的齒數(shù)圖1.1 齒輪副的運動學分析1.1.2 齒輪的振動機理齒輪傳動的動態(tài)激勵： 在齒面接觸力作用下沿作用線產生的齒輪相對位移齒輪副的等效質量， 齒輪嚙合阻尼 齒輪嚙合剛度，隨時間t變化 齒輪受載后的平均彈性變形 圖1.2 一對齒輪的力學模型 齒輪傳動誤差和故障激勵所引起兩齒輪間的相對位移激勵源由兩部分組成：稱為常規(guī)嚙合激勵，也即無故障的正常齒輪在嚙合過程中也會產生的向量振動

5、。是由系統(tǒng)的內部激勵和外部激勵產生的，齒輪故障振動主要由這部分激勵引起，所以也稱為齒輪的“故障函數(shù)”。內部激勵是指輪齒在嚙合過程中由于缺陷或故障產生的激勵。如齒輪由于制造不精確、裝配質量低產生的輪齒周節(jié)誤差、齒形誤差、齒輪偏心、質量不平衡、軸線不對中等故障，還有運行中產生的齒面疲勞、擦傷、磨損和斷裂等故障帶給齒輪的激勵。外部激勵則與齒輪本身問題無關，是齒輪外部輸入的激勵，但也影響到齒輪的振動情況。例如滾動軸承故障的傳遞、負載力矩波動、摩擦離合器發(fā)生的摩擦激勵等。 具體的動態(tài)激勵有以下四種： （1）剛度激勵（2）傳動誤差 （3）嚙合沖擊（4）節(jié)線沖擊1.1.2.1 剛度激勵 式中，和分別為主動輪

6、和被動輪的單齒剛度。單齒剛度隨嚙合位置的變化而變化。 綜合剛度的大小還與齒輪的重合度有關。重合度用來表示直齒齒輪嚙合時接觸輪齒的平均對數(shù)。大多數(shù)齒輪嚙合的重合度不是整數(shù)，在嚙合過程中參與嚙合的輪齒對數(shù)隨時間而作周期性變化，因而輪齒嚙合的綜合剛度也隨時間而作周期性變化。從圖1.3可以看出直齒嚙合過程中的力和剛度變化。（a）嚙合齒上的作用力 （b）嚙合齒的剛度（c）齒輪發(fā)生的振動 圖1.3 直齒嚙合過程中的力和剛度變化1.1.2.2 傳動誤差傳動誤差構成了齒輪振動和噪聲的主要激發(fā)源。傳動誤差大，則齒輪運轉過程中由于進入和脫離嚙合時的碰撞加劇，產生較高的振動峰值，并且形成短暫時間的幅值變化和相位變化

7、。 具體有包括： （1）制造誤差 圖1.4 齒輪的偏心和周節(jié)誤差 圖1.5 齒輪的齒形誤差（2）裝配誤差齒的寬度方向上接觸面積少，造成輪齒負荷不均。齒輪軸不平行產生載荷沖擊，容易造成齒的斷裂。圖1.6 一端接觸圖1.7 兩齒輪軸不平行（3）輪齒損傷誤差 齒輪在運行中由于各種故障形成的齒面損傷，在齒輪傳動中就會產生齒輪的傳動誤差激勵。傳動誤差激勵正是我們診斷齒輪故障的信息來源。（4）外部激勵誤差外部激勵的因素較多，負載波動引起齒輪傳遞轉矩波動、滾動軸承故障的傳遞、摩擦離合器力矩變化產生的影響等，這些故障信號雖然是從輪齒的外部輸入，但是影響到輪齒上的嚙合力和彈性變形，其最終結果就是產生輪齒的傳動誤

8、差。1.1.2.3 嚙合沖擊齒輪在嚙合過程中，由于輪齒誤差和受載彈性變形的影響，輪齒進入嚙合點和退出嚙合點與理論值發(fā)生偏差，因而在進入嚙合和退出嚙合時均會發(fā)生沖擊，稱為“嚙合沖擊”。嚙合沖擊是一種周期性的沖擊力。圖1.8 齒面滑動方向1.1.2.4 節(jié)線沖擊 主動輪帶動從動輪旋轉時，主動輪上的嚙合點由齒根移向齒頂，嚙合半徑逐漸增大，速度漸次增高；而從動輪上的嚙合點是由齒頂移向齒根，嚙合半徑逐漸減小，速度漸次降低。兩輪齒齒面在嚙合點的速度差異就形成了主動輪和從動輪的相對滑動。在主動輪上，齒根和節(jié)點之間的嚙合點速度低于從動輪上的嚙合點速度，因此滑動方向向下；而在節(jié)點處，因為兩輪上的嚙合點速度相等，

9、相對滑動速度為0。因此，摩擦力在節(jié)點處改變了方向，形成了節(jié)線沖擊。1.2 齒輪故障診斷的方法1.2.1齒輪的故障類型 齒輪由于某種原因不能正常工作的現(xiàn)象，或者說齒輪在其使用過程中，由于某些原因而喪失工作能力或功能參數(shù)漂移到界限值以外的現(xiàn)象，被稱為齒輪故障。 從總體上講，齒輪故障可劃分為兩大類: 一類是由制造和裝配等原因造成的，如齒輪誤差、齒輪與內孔不同心、各部分軸線不對中、不平衡等；另一類則是齒輪由于長期運行而形成的，如齒輪表面發(fā)生點蝕、疲勞剝落、磨損、塑性流動、膠合以及齒根裂紋，斷齒及其他損傷等故障。 齒輪故障若按照振動特征和故障診斷技術應用的角度來分類，大體分為以下兩類: (l)分布式故障

10、 齒面磨損、齒面點蝕及疲勞剝落。 (2)局部故障 齒根裂紋、斷齒、局部齒面剝落和塑性變形。 分布式故障分布在一個齒輪的各個輪齒上，而局部故障則集中于某一個或幾個齒上。1.2.2 齒輪故障的特征信息1.2.2.1 嚙合頻率 齒輪工作過程中的故障信號頻率基本上表現(xiàn)為兩部分：一部分為齒輪嚙合頻率及其諧波構成的載波信號，另一部分為低頻成分的幅值和相位變化所構成的調制信號。調制信號包括了幅值調制和頻率調制。 從頻域和時域上看，齒輪振動信號的主要特征成分有： 1）嚙合頻率及其諧波成分。 2）幅值調制和頻率調制所形成的邊頻帶。 齒輪在嚙合過程中，嚙合齒上的載荷和剛度是隨時間而變化的，這種變化就會產生嚙合 頻

11、率的振動。 傳動誤差、嚙合沖擊、節(jié)線沖擊等問題也會使齒輪在嚙合過程中發(fā)生嚙合頻率的振動。 轉軸中心固定的齒輪，其嚙合頻率為： 圖1.9正常齒輪的嚙合頻率波形 、主動輪和從動輪的轉速頻率、主動輪和從動輪的齒數(shù) 當齒面發(fā)生磨損，或者負荷增大，齒輪徑向間隙過大以及齒輪游隙不適當?shù)仍蛩鸬墓收蠒r，由于輪齒的嚙合狀況變壞，嚙合頻率的諧波成分幅值就會明顯增大。齒輪表面發(fā)生均勻性磨損，將引起嚙合頻率及其各次諧波幅值的變化。嚙合頻率的高次諧波增長得比基波還快。磨損厲害時，二次諧波幅值可能超過嚙合基波。 從嚙合基頻及其諧波幅值的相對增長量上可反映出齒輪表面的磨損程度。 圖1.10 齒面磨損前后的嚙合頻率及其

12、諧波幅值變化（實線為磨損前，虛線為磨損后）1.2.2.2 調制與邊頻(1) 幅值調制 設代表嚙合頻率的載波信號為： 代表齒輪旋轉頻率的調制信號為： 則調幅后的振動信號為：式中，A載波信號的振幅；B調制指數(shù)； 載波頻率（嚙合頻率）； 調制波頻率（齒輪旋轉頻率，每旋轉一周，故障點產生一次沖擊）；初相角。將上式展開可得： 信號圖樣如圖1.11所示。 （a）載波信號 （b）調制信號 （c）幅值調制后的信號 圖1.11 u 局部性缺陷：發(fā)生斷齒或大的剝落等，當嚙合點進入到缺陷處，齒輪就產生一個沖擊脈沖。由于脈沖信號可以分解為許多正弦分量之和，因此在頻譜上形成以嚙合頻率為中心的一系列邊頻。其特點是邊頻數(shù)量

13、較多，幅值較低，分布比較均勻平坦。圖1.12u 均布缺陷：是指比較均勻分布的缺陷，它相當于時域包絡線較寬的脈沖。因此，它在頻域中表現(xiàn)為在嚙合頻率兩邊產生了一簇幅值較高、起伏較大、分布較窄的邊頻帶。圖1.13(2) 頻率調制 若載波信號為： 制信號為： 頻率調制可表示為： 式中，頻率調制指數(shù)，即調制產生的最大相位移；最大頻率偏差值，也就是齒輪的最大角速度波動量；調制頻率，即分度不均勻齒輪的轉頻。圖1.14 齒距周期性變化產生調頻信號和頻譜圖圖1.15 調頻、調幅綜合影響下的邊頻帶（3）典型故障與特征信號的關系u 斷齒或裂紋：以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，故障齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率，

14、調制邊頻帶寬而高。u 齒輪均勻磨損：齒輪的嚙合頻率及其諧波的幅值明顯增大。u 齒面剝落等集中性故障：邊帶的階數(shù)多而分散。u 齒面點蝕等分布性故障：邊帶階數(shù)少而集中。u 齒形誤差：以齒輪嚙合頻率及其諧波為載波頻率，齒輪所在軸轉頻及其倍頻為調制頻率的嚙合頻率調制；u 軸不對中：調制頻率的2倍頻幅值最大；u 軸承故障： 齒輪嚙合頻率的振幅迅速升高，邊頻的分布和幅值并無變化。1.2.3 齒輪故障診斷的常用方法 盡管在齒輪振動或噪聲信號及其頻譜圖中包含著豐富的信息，但是由于齒輪動態(tài)特性及故障癥狀的復雜性，不同的齒輪故障具有不同的振動特征及頻率結構。因此為了獲得有效的故障特征信息，通常需要通過信號處理與分

15、析技術，提取故障特征信息，以便最終給出正確的故障診斷結論。 目前常用的信號分析處理方法有以下幾種： 時域分析方法，包括時域波形、調幅解調、相位解調等 頻域分析，包括功率譜、細化譜、倒頻譜分析 時頻域分析方法，包括短時FFT，維格納分布，小波分析等。 1.2.3.1 時域同步平均分析法 信號同步平均的原理是按齒輪每轉一周按脈沖的周期間隔截取信號，然后進行分段疊加處理，以消除隨機信號和其它非周期信號的干擾影響。 這種方法可以有效降低其他部件和振動源對于信號的影響，提高信噪比。 在測取齒輪振動信號的同時也測取齒輪的轉速脈沖信號，脈沖的間隔時間作為齒輪每轉的時標。用該脈沖信號去觸發(fā)A/D轉換器工作，從

16、而保證齒輪按旋轉周期截取信號，并且每段信號的起始點對應于齒輪的某一角位置。然后再把每段信號進行平均處理和光滑化濾波，最后得到的有效信號中僅保留了周期成分，其它噪聲將被逐漸除去。圖1.16 時域同步平均法1.2.3.2 細化譜分析法 齒輪的振動頻譜圖包含著豐富的信息，不同的齒輪故障具有不同的振動特征，其相應的譜線也會發(fā)生特定的變化。 由于齒輪故障在頻譜圖上反映出的邊頻帶比較多，因此進行頻譜分析時必須有足夠的頻率分辨率。當邊頻帶的間隔（故障頻率）小于分辨率時，就分析不出齒輪的故障，此時可采用頻率細化分析技術提高分辨率。齒輪在幾種狀態(tài)下的時域平均信號 （a）正常齒輪 （b）齒輪安裝對中不良 （c）齒

17、面嚴重磨損 （d）齒面局部剝落或斷齒圖1.17 基于復解析帶通濾波器的細化選帶頻譜分析，具體步驟： 1）確定中心頻率及細化倍數(shù)。 2）構造一個復解析帶通濾波器。 3）選抽濾波。 4）復調制移頻。 5）作點FFT和譜分析，取正頻率部分。 圖1.18 圖1.19 齒輪振動信號的頻譜分析 從圖1.19左圖中可幾以看出，在所分析的0-2kHz頻率范圍內，有1-4階的嚙合頻率的譜線，還可較清晰地看出有間隔為25Hz的邊頻帶，而在兩邊頻帶間似乎還有其他的譜線，但限于頻率分辨率已不能清晰分辨。 利用頻譜細化分析技術，對其中900-1100Hz的頻段進行細化分析，由細化譜中可清晰地看出邊頻帶的真實結構，兩邊頻

18、帶的間隔為8.3Hz，它是由于轉動頻率為8.3Hz的小齒輪軸不平衡引起的振動分量對嚙合頻率調制的結果。 用振動頻譜的邊頻帶進行齒輪不平衡一類的故障診斷時，必須要有足夠的頻率分辨率，否則會造成誤診或漏診，影響診斷結果的準確性。 1.2.3.3 倒譜分析法 倒頻譜分析又稱二次頻譜分析，對于同時有數(shù)對齒輪嚙合的齒輪箱振動頻譜圖，由于每對齒輪嚙合都將產生邊帶頻，幾個邊頻帶譜交叉分布在一起，僅進行頻率細化分析是不行的，還需要進一步做倒頻譜分析。 倒頻譜能較好地檢測出功率譜上的周期成分，將原來譜上成簇的邊頻帶譜線簡化為單根譜線，便于觀察。 而齒輪發(fā)生故障時的振動頻譜具有的邊頻帶一般都具有等間隔（故障頻率）

19、的結構，利用倒頻譜這個優(yōu)點，可以檢測出功率譜中難以辨識的周期性信號。 倒頻譜可以將輸入信號與傳遞函數(shù)區(qū)分開來，便于識別；還能區(qū)分出因調制引起的功率譜中的周期量，找出調制源。 倒頻譜的定義是功率譜對數(shù)的功率譜，對多段平均的自功率譜取對數(shù)，得到對數(shù)譜，具體步驟如下：1) 先進行FFT變換，使時域的卷積等于頻域相乘： 2) 取對數(shù)，變積為和: 3) 進行頻譜反變換： 倒頻譜分析優(yōu)點：檢測周期性的能力圖1.20 (a) 振動信號頻譜：包含嚙合頻率(4.3kHz)的三次諧波，由于頻率分辨率太低(50Hz )，沒有邊頻帶 (b) 2000線功率譜（3.5-13.5kHz）：包含三次諧波，但不包含兩根軸回轉

20、頻率的低次諧波 (c) 7.5-9.5kHz的細化頻譜：看到軸轉速形成的邊頻帶 (d) 倒譜：清楚地表明了對應兩根軸回轉頻率（80Hz和50Hz）地分量A1，B1而在高分辯率譜圖(c)中卻難以分辯。1.3 實例分析 某集裝箱起重機小車運行機構減速箱出現(xiàn)異響， 要求對該減速箱進行監(jiān)測， 判斷分析齒輪有無故障。圖1.21是該減速箱示意圖。 測得得電機轉速為650r/min，各齒輪齒數(shù)分別Z1=13，Z2=58，Z3=15，Z4=82。圖1.21 減速箱示意圖 對減速箱1，3，4測點進行振動測量。其中點3處齒輪振動信號圖和功率譜圖如圖1.22所示。圖1.22 點3處齒輪振動信號圖和功率譜圖 齒輪3的

21、嚙合頻率： 在這三個峰值兩側存在間距等同的小峰，說明齒輪3存在缺陷。 對上面的功率譜圖進行倒譜分析，得到倒譜圖如下：圖1.23 倒譜圖 在處的上邊頻： 齒輪3的轉頻： 根據(jù)頻譜圖在嚙合頻率及二階、三階頻率、處強烈譜峰值且有峰值強烈的邊頻譜值，我們斷定齒輪3有嚴重點蝕存在。經(jīng)開箱檢查，發(fā)現(xiàn)在齒輪3上有多個面積較大的凹坑，說明診斷完全正確。1.4 小結振動診斷法是齒輪故障診斷的最常用的方法，它是通過提取振動信號的與各種故障相對應的特征信息并進行分析對比來確定齒輪的故障類型、故障發(fā)生的位置和故障程度。目前基于振動的齒輪故障診斷方法已經(jīng)發(fā)展到了相對成熟的水平，廣泛應用于各種齒輪故障設備和在線故障檢測系

22、統(tǒng)。但是隨著新技術新方法的不斷出現(xiàn)，齒輪故障診斷的方法也在不斷發(fā)展。其中智能化診斷系統(tǒng)成為一個重要的方向，并將得到進一步發(fā)展。智能專家系統(tǒng)中多種齒輪故障分析方法相互結合使用，如小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊識別與小波分析相結合等新分析方法應用，這樣提高診斷的效率和準確率。二、滾動軸承故障的特征頻率推導計算2.1 滾動軸承故障特征頻率的經(jīng)驗公式 內圈故障頻率： 外圈故障頻率： 保持架故障頻率： 滾動體故障頻率： ( < 10) ( > 10) 外圈與保持架關系： 外圈與內圈關系： ( 為轉頻 ； 為滾動體個數(shù) )2.2 滾動軸承故障的特征頻率推導計算 當軸承元件的工作表面出現(xiàn)局部缺陷時，會

23、以一定的通過頻率(取決于轉頻、軸承型號)產生一系列的寬帶沖擊，稱為軸承的“通過頻率”或“故障頻率”，實際中滾動軸承故障振動監(jiān)測就是檢測這個頻率。 下面以角接觸球軸承為例，通過分析軸承各元件之間的相對運動關系來推出軸承故障特征頻率的計算公式。圖2.1 圖2.1所示為滾動軸承各元件之間運動關系示意圖。為簡單起見，設軸承外圈固定，內圈(即軸)的旋轉頻率為，軸承節(jié)徑為，滾動體直徑為，接觸角為，滾動體個數(shù)為，并假定滾動體與內外圈之間純滾動接觸。 由于外圈固定，所以滾動體上B點的速度為零，而A點的速度為: 由此可以得到： 其中， 為滾動體的公轉頻率，即保持架的轉動頻率。 設滾動體的自傳頻率為 ，則可以這樣

24、求得：給整個軸承加一個轉動角速度“ ”（相當于站在保持架上看軸承運動），則此時保持架固定不動，外圈以轉動，滾動體只有自轉角速度，根據(jù)純滾動關系，此時B點的速度（注意此時滾動體上A點繞其中心C轉動） 由此可得： 進而可得：（1）個滾動體與外圈上某一固定點接觸的頻率為： （2）個滾動體與內圈上某一固定點接觸的頻率為： （3）滾動體上某一固定點與外圈或內圈接觸的頻率為： 、 和 分別稱為外圈、內圈和滾動體的通過頻率。當上述的“某一點”是局部損傷點(例如點蝕點、剝落點、燒傷點等)時， 、 和 分別成為局部損傷點撞擊滾動軸承元件的頻率，所以又分別稱為外圈、內圈和滾動體的故障特征頻率。 綜上所述，滾動軸承

25、故障特征頻率如下： 當外圈有缺陷時，外圈的故障特征頻率為： 當內圈有缺陷時，內圈的故障特征頻率為： 當滾動體有缺陷時，滾動體的故障特征頻率為： 三、 煤氣鼓風機狀態(tài)監(jiān)測與智能故障診斷3.1概述煤氣鼓風機是煤化工廠的重點關鍵設備之一，其性能直接關系到焦爐生產的安全和經(jīng)濟運行。特別是機組結構復雜、故障種類多，且許多故障非常隱蔽，如軸向竄動、轉子碰摩、滑動軸承油膜共振、齒輪故障、不平衡、不對中等。這些故障的存在，嚴重影響煤氣鼓風機組運行的經(jīng)濟性和安全性，嚴重影響正常生產。一旦煤氣鼓風機發(fā)生事故，將導致生產系統(tǒng)癱瘓，并產生重大污染和嚴重的經(jīng)濟損失。因此，有關領導、技術人員認為非常有必要盡快為煤氣鼓風機

26、機組安裝在線監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)。由于現(xiàn)場操作人員和技術人員不具備專業(yè)的動態(tài)振動信號分析和故障精密診斷的理論知識和經(jīng)驗，針對不同的現(xiàn)象不善于選用不同的振動信號分析方法，不善于根據(jù)振動信號分析的各種圖譜診斷故障種類、原因、部位和嚴重程度。因此，使鼓風機機組的在線監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)中具有在線智能診斷和現(xiàn)場動平衡功能也非常必要。煤氣鼓風機在線監(jiān)測診斷系統(tǒng)在在線監(jiān)測的同時，計算機在后臺在線實時自動地進行各種動態(tài)振動信號分析，判別機組運行狀態(tài)，根據(jù)各種分析結果，經(jīng)智能推理在線實時顯示故障種類、原因、部位和嚴重程度。也可以離線人機交互式進行精密智能診斷。這樣，當有故障報警后，就能夠及時獲得故障種類、原因、部位和

27、嚴重程度等信息。當診斷結論是不平衡故障（不平衡故障占60%以上）時，通過現(xiàn)場動平衡步驟和軟件分析可以獲得不平衡量的大小、相位，從而消除不平衡。3.2煤氣鼓風機組成及參數(shù)煤氣鼓風機組由電動機、液力耦合器、增速器及鼓風機組成，相互之間由齒輪聯(lián)軸器聯(lián)結。除了液力耦合器為滾動軸承外，其它設備為滑動軸承。有關主要參數(shù)如下：名稱型號其它參數(shù)電機YBKS500-2功率：1250KW轉速：2980r/min調速型液力耦合器GST50B額定轉速：3000r/min重量：685kg功率范圍：560-1625KW增速器GYD-300-1250/1824傳動功率：1250KW增速比：1.824主軸轉速：2890r/m

28、in從動轉速：5270r/min煤氣鼓風機沈鼓D200022入口壓力：0.007Mpa(G)最低點進口流量：1083.3Nm3/min排出壓力：0.024Mpa (G)最大點進口溫度：26臨界轉速：3708 r/min ，9607 r/min額定轉速：5270r/min實際轉速：48005000r/min3.3煤氣鼓風機系統(tǒng)的測點布置圖3.1中S1S4為振動速度傳感器；S5S8為安裝在軸承座上的組合式加速度傳感器，對檢測的加速度信號進行積分變換，可轉換為振動速度和振動位移信號，從而便于和有關標準對比。檢測的信號頻率范圍是110000Hz，比常規(guī)檢測儀器或系統(tǒng)的檢測范圍（20100Hz）寬、精度

29、高、性能穩(wěn)定。S9S12為安裝在煤氣鼓風機軸承座上直接測量煤氣鼓風機轉軸的振動信號，S13為推力軸承軸向位移傳感器，檢測煤氣鼓風機轉子軸向竄動信號。 其他測點還包括各機組的電流（每臺電機三相）、溫度（每臺機組15個測點）、壓力（每臺機組2個測點）等，以實現(xiàn)機組多征兆參數(shù)的獲取。圖3.1 系統(tǒng)測點布置圖3.4系統(tǒng)硬件構成圖及硬件要求系統(tǒng)的實施基本路線是：傳感器固定安裝，在線采集信號，在線狀態(tài)監(jiān)測，離線信號分析，離線故障診斷。整個系統(tǒng)的運行建立在系統(tǒng)硬件的正確連接和正常工作的基礎上。本系統(tǒng)的硬件包括信號采集子系統(tǒng)、計算機子系統(tǒng)及輔助部件等部分。信號采集子系統(tǒng)的硬件主要包括電渦流振動位移傳感器及前置

30、器、速度傳感器、轉速傳感器、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集卡、交換機、各類型電纜等。系統(tǒng)硬件構成如圖4.2所示。（1）傳感器傳感器是將測試中的振動、溫度、壓力、噪聲等具有不同物理特性的信號轉換為電信號的儀器。其輸出的電信號分為兩類：一類是電壓、電荷及電流；另一類是電阻、電容和電感等電參數(shù)。應采用非接觸式電渦流軸向位移振幅傳感器，選用的傳感器應具有頻響寬、線性測量范圍寬、抗干擾能力強、適應性強、安裝使用方便等優(yōu)點。振動速度傳感器應該有較低的輸出阻抗，對輸出插頭和電纜無特殊要求。（2）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集卡網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集卡應集信號調理儀和A/D的功能與一體，應使用國際標準網(wǎng)絡接口規(guī)范TCP/IP協(xié)議，還應具有自動數(shù)據(jù)塊采集能力和極高的數(shù)據(jù)傳輸效率，可圓滿的實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)處理、連續(xù)快速采集存盤等高等數(shù)采功能。各機組采集站分別安裝在3臺機組旁邊，采集站之間通過網(wǎng)線連接，各采集站和系統(tǒng)主機機構成了監(jiān)控局域網(wǎng)。其中1#機組采集站和2#機組采集站通過網(wǎng)線接入3#機組采集站的交換機。各傳感器的信號進入采集站后，通過以太網(wǎng)傳入值班室的系統(tǒng)主機中。采集站直接輸出各傳感器的振動數(shù)字波形信號，對3臺機組進行故障診斷，例如：利用頻譜分析方法，可在頻域中將動態(tài)信號分為低頻、中頻和高頻，在低頻