機(jī)械設(shè)備振動故障監(jiān)測與診斷讀書報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械設(shè)備振動故障監(jiān)測與診斷讀書報(bào)告姓名：1 前言 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備正朝著大型化、高效率的方向發(fā)展，設(shè)備振動問題越來越引起人們的關(guān)注。旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)生故障的主要特征是機(jī)器伴有異常的振動和噪聲，其振動信號從幅值、頻域和時(shí)域反映了機(jī)器的故障信息。因此，了解旋轉(zhuǎn)機(jī)械在故障狀態(tài)下的振動機(jī)理，對于監(jiān)測機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)和提高診斷故障的準(zhǔn)確率都非常重要。利用振動監(jiān)測系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識別這些異常振動現(xiàn)象，通過振動發(fā)展趨勢觀察分析，控制或減少振動，避免發(fā)生重大事故。機(jī)械故障診斷與監(jiān)測的任務(wù)是對振動信號進(jìn)行特征參數(shù)提取，并依據(jù)特征參數(shù)進(jìn)行設(shè)備正常與否的分析以及對特征參數(shù)序列進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋，同時(shí)將故障信

2、息傳遞、顯示，并通過適當(dāng)途徑報(bào)警、處理。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)條件下，振動故障診斷與監(jiān)測技術(shù)不斷進(jìn)步，診斷與監(jiān)測系統(tǒng)日趨復(fù)雜，功能不斷擴(kuò)展、精度也更高。本書系統(tǒng)的介紹了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備振動故障診斷與監(jiān)測及故障排除理論與方法。2 機(jī)械設(shè)備振動故障監(jiān)測與診斷的意義 從20世紀(jì)60年代開始，國際工程科技界開發(fā)了設(shè)備監(jiān)測診斷技術(shù)，在軍事裝備和工業(yè)企業(yè)逐步推行預(yù)知維修和智能維修。近二三十年來國內(nèi)外設(shè)備診斷技術(shù)和研究開發(fā)及應(yīng)用異常活躍，多種診斷方法已在工廠實(shí)際應(yīng)用，常常取得出人意料的實(shí)效?，F(xiàn)代設(shè)備監(jiān)測診斷技術(shù)正在成為機(jī)電、信息、監(jiān)控、通信、計(jì)算機(jī)和人工智能等集成技術(shù)，并逐步發(fā)展成為一門多學(xué)科交叉的新興工程科學(xué)技術(shù)。

3、隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)裝備日趨大型化、綜合化、精密化、復(fù)雜化，工藝過程自動化，流水作業(yè)，連續(xù)生產(chǎn)，非計(jì)劃停產(chǎn)損失巨大。生產(chǎn)過程對人的依賴程度越來越低，但對設(shè)備的依賴程度越來越高，對設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的掌握要求越來越高 ，設(shè)備的安全、可靠與平穩(wěn)運(yùn)行備受人們關(guān)注。設(shè)備故障監(jiān)測與診斷是提高設(shè)備可靠性的基本技術(shù)手段，而設(shè)備的振動監(jiān)測與診斷是其中的重要技術(shù)途徑，這早已為廣大業(yè)內(nèi)人士所認(rèn)同。進(jìn)入21世紀(jì)以來，人們追求科學(xué)發(fā)展與和諧社會，人與設(shè)備的和諧至關(guān)重要，振動監(jiān)測與診斷更具實(shí)際意義。3 機(jī)械設(shè)備振動故障監(jiān)測與診斷3.1汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組振動故障的監(jiān)測與診斷 處在高速旋轉(zhuǎn)下的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，在正常運(yùn)

4、行中總是存在著不同程度和方向的振動。對設(shè)備的危害不大，因而是允許的。這里所講的振動，都是指對設(shè)備有危害，超出了允許范圍的振動。 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組振動過大時(shí)可能引起的危害和嚴(yán)重后果有機(jī)組部件連接處松動，地腳螺栓松動、斷裂；機(jī)座二次澆灌體松動，基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫；汽輪機(jī)葉片應(yīng)力過高而疲勞折斷；危機(jī)保安器發(fā)生誤動作；通流部分的軸封裝置發(fā)生摩擦或磨損時(shí)，還會影響機(jī)組的正常熱膨脹，從而進(jìn)一步引起更嚴(yán)重的事故；軸瓦烏金破裂，緊固螺釘松脫、斷裂；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)松弛磨損，芯環(huán)破損，電氣絕緣磨破，以致造成接地或短路；勵(lì)磁機(jī)整流子及其炭刷磨損加劇等。振動直接威脅著機(jī)組的安全運(yùn)行。因此，在機(jī)組一旦出現(xiàn)振動時(shí)，就應(yīng)及時(shí)找出引

5、起振動的原因，并予以消除，絕不允許在強(qiáng)烈振動的情況下讓機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的振動是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。造成振動的原因很多，但是只要能抓住矛盾的特殊性，即抓住振動時(shí)表現(xiàn)出來的不同特點(diǎn)，加以分析判斷，就有可能找出振動的內(nèi)在原因并予以解決。查找振動原因的實(shí)驗(yàn)有勵(lì)磁電流實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)、和軸承潤滑油試驗(yàn)。除通過上述幾種試驗(yàn)來尋找振動的原因外，尚可通過真空試驗(yàn)或機(jī)組外部特性試驗(yàn)來分析振動原因。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組振動異常是運(yùn)行中最常見的故障之一，其產(chǎn)生的原因是多方面的，也是十分復(fù)雜的，它與制造、安裝、檢修和運(yùn)行水平有直接關(guān)系。超過允許范圍的振動往往是設(shè)備損壞的信號。振動過大將使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動部件如

6、葉片、葉輪等的應(yīng)力超過允許值而損壞：振動嚴(yán)重時(shí)，可能導(dǎo)致危機(jī)保安器誤動作而發(fā)生停機(jī)事故以及導(dǎo)致軸承座松動、基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞等。因此，必須使機(jī)組的振動水平保持在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。3.2 發(fā)動機(jī)振動故障監(jiān)測和診斷 利用振動信號對發(fā)動機(jī)進(jìn)行故障診斷時(shí)，由于結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，且兼有往復(fù)與旋轉(zhuǎn)振動，振動激勵(lì)較多，某零件產(chǎn)生故障時(shí)，其振動信號常常被其他零部件中的振動信號和大量的隨機(jī)噪聲所淹沒。通常為了提高信號的信噪比、提取信號的有效特征信息，常采用的方法有濾波技術(shù)、時(shí)域平均、譜分析等方法。3.2.1基于振動的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速測量 轉(zhuǎn)速是柴油機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，是柴油機(jī)運(yùn)行狀況的一個(gè)綜合體現(xiàn)，是氣體力矩、慣

7、性力矩和負(fù)載力矩等共同作用的結(jié)果。常用的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速檢測方法已經(jīng)十分成熟，如機(jī)械式、光電式、霍爾式、頻閃式、高壓油管應(yīng)變法等，然而在實(shí)際使用時(shí)都需要在柴油機(jī)的連接部件或內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)部件上安裝傳感器，操作比較復(fù)雜，增加檢測難度。在對不同車輛進(jìn)行測量時(shí)，須采用不同的檢測手段，不具有通用性。為此，要尋求操作簡單、測量精度較高的基于振動的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速測量方法。3.2.2車用柴油機(jī)振動信號的去噪聲處理 車用柴油機(jī)振動存在著不確定因素和非線性作用機(jī)制，引起機(jī)體振動的振源眾多，振源信息直接或間接地體現(xiàn)在柴油機(jī)機(jī)體表面的振動上。對于柴油機(jī)實(shí)測振動信號，振源信息常常被其他零部件運(yùn)行中的振動信號和大量的隨機(jī)噪聲所淹沒。

8、為提高信號的信噪比、提取信號的有效特征信息，通常采用的方法有濾波技術(shù)、時(shí)域分析技術(shù)、譜分析技術(shù)等方法。由于無法準(zhǔn)確確定信號濾波頻率，不易嚴(yán)格按周期采樣，信號頻譜分布又很寬，上述常規(guī)方法無法使用或難以發(fā)揮作用，而經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法是由Huang等發(fā)展的一種新的數(shù)據(jù)分析方法，能有效去除高斯白噪聲對采集信號的干擾，不刪除采集信號中的有用信息，不引入無關(guān)信息，消噪效果好。3.2.3基于小波消噪的柴油機(jī)缸蓋振動信號分析 柴油機(jī)信號一般為非平穩(wěn)信號，采集傳統(tǒng)的傅里葉分析，顯得無能為力，因?yàn)樗荒芙o出信號在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的變化情況。而小波分析屬于時(shí)頻分析的一種，能夠同時(shí)在時(shí)頻域中對信號進(jìn)行分析，所以它能有效地區(qū)

9、分信號中的突變部分和噪聲，從而實(shí)現(xiàn)信號的降噪，小波分析對非平穩(wěn)信號消噪有著傅里葉分析不可比擬的優(yōu)點(diǎn)?；谛〔ǚ治鰰r(shí)域局域化特性，無論是降噪處理還是特征信號的提取應(yīng)用，小波變換都非常適合。4 電機(jī)振動故障的監(jiān)測與診斷4.1基于振動頻譜分析的電動機(jī)故障診斷 生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行狀況越來越受到重視，而電動機(jī)作為各種設(shè)備的動力源，其連續(xù)，穩(wěn)定運(yùn)行隊(duì)生產(chǎn)起著非常重要的作用。因?yàn)樵谶B續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中，如果某臺關(guān)鍵設(shè)備因故障停機(jī)，則司內(nèi)大量處于關(guān)鍵部位且位置分散的電動機(jī)驚醒狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作是非常必要的。而要及時(shí)，準(zhǔn)確判斷電動機(jī)是否發(fā)生故障，故障部位以及故障程度，則需要故障分析人員在充分熟悉被監(jiān)測設(shè)備的基礎(chǔ)上掌握扎實(shí)的振動理論知識和一定的頻譜分析能力。4.2永磁直流電動機(jī)振動和噪聲分析 電動機(jī)振動和噪聲是一個(gè)比較老的但有是一個(gè)仍然存在和難以解決的問題。引起電動機(jī)振動和噪聲的原因很多，大致可以分為電磁因素和機(jī)械因素。首先要判別電動機(jī)振動由何原因引起的，即電磁和機(jī)械原因判定。區(qū)分是電磁原因還是機(jī)械原因產(chǎn)生的方法是將電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至最高轉(zhuǎn)速，突然切斷電源，若振動隨之突然減小，振動則是電磁原因引起的；若振動變化不大，則主要是機(jī)械原因引起的。5設(shè)備故障監(jiān)測與診斷的