機(jī)械故障診斷(大型回轉(zhuǎn)機(jī)械)課件

XXXXX班2012XXXXXX機(jī)械故障診斷PPT

大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的

現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

出自：宇宙五金網(wǎng)

時(shí)間：2012-5-30

2、大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代以來(lái)，電子技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動(dòng)力特性研究的不斷深入，有力地促進(jìn)了大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的發(fā)展，使大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)水平不斷提高。

大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)主要包括轉(zhuǎn)子振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、振動(dòng)信號(hào)處理和分析技術(shù)、轉(zhuǎn)子故障診斷技術(shù)等。

回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)分為離線定期監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)兩種方式。離線定期監(jiān)測(cè)首先用磁帶記錄儀或數(shù)據(jù)采集器對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行收集。然后送入頻譜分析儀如CF940，SD375等進(jìn)行分析。在線監(jiān)測(cè)是不斷地對(duì)機(jī)組各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行記錄、監(jiān)測(cè)，一旦機(jī)組發(fā)生故障，可以得到機(jī)組當(dāng)時(shí)的振動(dòng)信號(hào)。國(guó)外非常注重大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷設(shè)備的開(kāi)發(fā)，無(wú)論是用于離線監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)都有比較成熟的產(chǎn)品供選用。國(guó)內(nèi)一些大型企業(yè)引進(jìn)了一些大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器，開(kāi)闊了大家的眼界，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的開(kāi)展。國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和高等學(xué)校利用價(jià)格低而又靈活的個(gè)人計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)了一些轉(zhuǎn)子監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的“微機(jī)對(duì)機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)MMMD一1”，西安交通大學(xué)與鎮(zhèn)海石化總廠聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)”等，這些系統(tǒng)具有很高的性能價(jià)格比，與我國(guó)企業(yè)的實(shí)際情況緊密結(jié)合，有利于在我國(guó)推廣，并已取得了良好的效果。以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)大型回轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這幾年在國(guó)際上也受到了重視。

大型回轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)分析的目的是提取出轉(zhuǎn)子運(yùn)行信息，有效的信號(hào)處理和運(yùn)行信息提取是完成轉(zhuǎn)子狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的關(guān)鍵。目前，振動(dòng)信號(hào)處理方法很多，如倒頻譜分析、雙譜分析、主分量自回歸譜分析、Wigner分布、ANC技術(shù)。但是，對(duì)于大型回轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)處理和故障診斷來(lái)說(shuō)，目前，主要利用FFT譜分析對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理，提取轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)變化和轉(zhuǎn)子故障信息，實(shí)現(xiàn)大型回轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，F(xiàn)FT譜是最有效和直觀的分析方法。與FFT譜相結(jié)合的時(shí)域分析方法有軸心軌跡、時(shí)域波形分析和用于大型回轉(zhuǎn)機(jī)械啟停信號(hào)分析的瀑布圖、Bode圖、Nyquist圖。為了更好地提取轉(zhuǎn)子運(yùn)行信息，基于FFT譜分析，R.B．Randall，提出了譜的趨勢(shì)分析；如何正確而全面地提取轉(zhuǎn)子振動(dòng)信息是當(dāng)前轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)處理和分析的關(guān)鍵問(wèn)題。

轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和振動(dòng)信息提取是為轉(zhuǎn)子故障診斷作準(zhǔn)備，轉(zhuǎn)子振動(dòng)信息是轉(zhuǎn)子故障診斷的依據(jù)。然而，僅僅靠轉(zhuǎn)子振動(dòng)信息是不可能完成轉(zhuǎn)子故障診斷的，必須將實(shí)測(cè)振動(dòng)信息與轉(zhuǎn)子典型故障在振動(dòng)信息中的反映相聯(lián)系。也就是說(shuō)。首先必須通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究掌握轉(zhuǎn)子典型故障的振動(dòng)特征。在這方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者己經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，這些研究成果也已成功地應(yīng)用于實(shí)際轉(zhuǎn)子故障診斷中。但主要是利用FFT譜分析和軸心軟跡來(lái)反映這些典型故障的振動(dòng)特征，振動(dòng)特征以譜峰的變化和存在來(lái)表示，與前述用FFT譜分析提取轉(zhuǎn)子實(shí)際振動(dòng)信息有同樣的不足之處，因此，不可能全面地反映出轉(zhuǎn)子典型故障的振動(dòng)特征。許多轉(zhuǎn)子故障在頻譜圖上具有相同的特征，不對(duì)中與轉(zhuǎn)子表面橫向裂紋都引起二倍頻振動(dòng)分量的出現(xiàn)，矢量不平衡與質(zhì)量不平衡都通過(guò)一倍頻反映出來(lái)：油膜渦動(dòng)、喘振、旋轉(zhuǎn)脫離都引起轉(zhuǎn)子亞同步振動(dòng)等等。因此，要有效地區(qū)別轉(zhuǎn)子故障必須研究新的轉(zhuǎn)子振動(dòng)特征提取方法和表示方式，按照新的特征提取方法從理論上和應(yīng)用上進(jìn)一步深入研究轉(zhuǎn)子典型故障的振動(dòng)特征。

大型回轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)是一門應(yīng)用技術(shù)，提高大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的準(zhǔn)確性，不僅僅是要提高監(jiān)測(cè)診斷的方法、速度、范圍，還要充分借鑒已出現(xiàn)的故障的識(shí)別、判斷和解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，也就是說(shuō)一個(gè)很重要的工作是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障實(shí)例的收集和分析。大型回轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生原因非常復(fù)雜，并不是所有故障都可以像不平衡或裂紋等建立力學(xué)模型進(jìn)行分析研究，就是不對(duì)中這一轉(zhuǎn)子振動(dòng)的主要影響因素和典型故障也難建立起一個(gè)令人滿意的力學(xué)模型，有些轉(zhuǎn)子振動(dòng)現(xiàn)象機(jī)理也不很清楚，更不要說(shuō)建立力學(xué)模型進(jìn)行分析研究，要診斷這一類轉(zhuǎn)子故障只有靠對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例的收集、歸納、整理，得到有益的結(jié)論，作為以后發(fā)生類似故障和同類回轉(zhuǎn)機(jī)械類似故障的借鑒，從而提高故障診斷的效率和準(zhǔn)確率。在大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障實(shí)例收集、整理方面人們已經(jīng)進(jìn)行了不少的努力，但仍然需要進(jìn)一步深入和積累。要很好地完成大型回轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷，就必須對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)本身的固有振動(dòng)特性有充分的研究，將實(shí)測(cè)振動(dòng)信息與轉(zhuǎn)子的固有振動(dòng)特性相結(jié)合。近幾年來(lái)，人們也認(rèn)識(shí)到兩者聯(lián)系對(duì)大型回轉(zhuǎn)機(jī)械準(zhǔn)確的故障診斷的重要性，并開(kāi)始了這一方面的研究，M.S.Hundal認(rèn)為是今后十年內(nèi)機(jī)械故障診斷的主要研究方向。目前，就如何利用和表達(dá)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)本身的固有特性來(lái)為轉(zhuǎn)子故障診斷服務(wù)還待于進(jìn)一步探索。

先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)故障的早期識(shí)別，避免惡性事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)制維修，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。近二十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)大型回轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)診斷技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，許多研究成果已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，取得了可喜的效果。但當(dāng)前大型回轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的核心問(wèn)題仍然是如何全面地掌握機(jī)組運(yùn)行信息，尋找更加有效和直觀的轉(zhuǎn)子振動(dòng)信息提取方法和表達(dá)方式。通過(guò)理論分析和不斷積累實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。全面而透徹地了解大型回轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)，達(dá)到區(qū)別各種轉(zhuǎn)子典型故障以及確定故障發(fā)生的位置、程度等，進(jìn)一步提高大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的準(zhǔn)確性。3、全息診斷是回轉(zhuǎn)機(jī)械診斷的必然趨勢(shì)

診斷信息的質(zhì)量是影響診斷精度的一個(gè)重要因素。因此必須從信息的獲取、傳輸、轉(zhuǎn)換、存貯和識(shí)別各個(gè)環(huán)節(jié)入手以提高其質(zhì)量。一方面，必須有效地去除噪聲干擾；另一方面，通過(guò)診斷信息的集成、融合及分解來(lái)提高診斷信息的質(zhì)量。后者可以在空間和時(shí)間域進(jìn)行，在時(shí)間域，完善的診斷信息應(yīng)包含歷次大修的記錄(以年記)，本次大修以來(lái)的趨勢(shì)分析(以月記)，當(dāng)前信息(以秒記)、瞬態(tài)信息(以毫秒記)和起停車信息。從空間看，完整的診斷信息應(yīng)包含機(jī)組上各測(cè)點(diǎn)，各軸承截面的橫向和軸向振動(dòng)信息。

在獲得回轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的全方位測(cè)試信息后，必須針對(duì)振動(dòng)信息的特點(diǎn)提出有效的分析手段，從時(shí)間和空間兩個(gè)方面對(duì)上述信息進(jìn)行集成、融合和分解，最大程度地揭示各個(gè)傳感器閭的內(nèi)在聯(lián)系。

在空間域，傳統(tǒng)的譜分析方法在轉(zhuǎn)子監(jiān)測(cè)和診斷中一直起著重要作用，但存在嚴(yán)重不足。首先，傳統(tǒng)的譜分析方法使振動(dòng)信號(hào)的幅值和相位相互分離，而相位信息往往被忽略。其次，傳統(tǒng)的譜分析方法不能給出一個(gè)支承截面中轉(zhuǎn)子在垂直和水平兩方向振動(dòng)之間的相互關(guān)系，而孤立地分析某一方向振動(dòng)，并不能了解轉(zhuǎn)子振動(dòng)的全貌。

4、總結(jié)

總之，大型回轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，越來(lái)越多地