企業(yè)診斷ROZH設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷教材

企業(yè)診斷ROZH設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷教材 TOC\o"1-2"\h\z\u一 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)概 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生和作 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的含 設(shè)備維修管理與設(shè)備監(jiān)測診斷的關(guān) 振動監(jiān)測診斷技 二 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的實 設(shè)備基本資 設(shè)備監(jiān)測點的選擇與標 設(shè)備監(jiān)測周期的確 設(shè)備監(jiān)測信息采 三 設(shè)備振動監(jiān)測和診斷的理論基 機械振動的分 簡諧振動及振動三要 實際振動及振動的時域指 振動的頻 四 數(shù)據(jù)采 傳感器知 采 信號處 五、設(shè)備故障基本分析方 時域分 頻譜分 趨勢分析、多趨勢分析、頻率趨勢分 瀑布 多時域、多頻 倒譜分 包絡(luò)解 長時域波 交叉相 軸心軌 波德 六、設(shè)備狀態(tài)的評 絕對判斷標 相對判斷標 類比判斷標 波峰因素評價 頻譜圖報警 七、機械設(shè)備常見故障振動監(jiān)測診斷方 不平 不對 機械松 滾動軸承故 一、的安全性、維修成本的壓力。2060理的必然選擇。從技術(shù)背景方面看，2060技術(shù)飛速發(fā)展的年代，F(xiàn)FT生和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。2070中國從80，20到了快速應(yīng)用和發(fā)展，也受到中國政府的重視。李鵬總理在198672展到以設(shè)備的實際技術(shù)狀態(tài)為基礎(chǔ)的檢修制度?！@就要求我們采用一系列先進的儀器圖1-1設(shè)備故障的含義 設(shè)備缺陷剛開始出現(xiàn)時，由于檢測技術(shù)水平和儀器儀表等因素限制往往難以發(fā)現(xiàn)；Td實等等。實際上設(shè)備監(jiān)測的主要任務(wù)就是盡早檢測出缺陷，并作好從TdTf從可靠性的觀點看設(shè)備故障模式有六種，如圖1-2。模式A是典型的浴盆曲線。模式B和模式FB模式F具有高的早期的故障率，而后降到一個固定水平或是略增趨勢。模式C設(shè)備顯示出故障率隨時間緩慢增長而沒有具體的耗損期。模式D表示開始時故障率低而后快速增長到一個固定水平。模式E則表示故障率不隨時間變化。著設(shè)備的日趨復(fù)雜，越來越多的產(chǎn)品符合模式E和F)。圖1-2設(shè)備簡易診斷和精密診斷的區(qū)別和關(guān)系可以用圖1-3圖1-3造成過維修或欠維修。定期大修至少有3種不良后果：近年來，基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)發(fā)展起來的設(shè)備按狀態(tài)維修是維修方式的革預(yù)測設(shè)備的劣化趨勢和剩余壽命，根據(jù)具體情況制定不同的維修措施。這種維修方式的目標致力于：了可靠性維修（RCM或稱之為RBM）的基本框架見表1-1。表1-170%的機械故障可以從振動測量中檢測出來。在線監(jiān)測分析系統(tǒng)會自動、連續(xù)的采集設(shè)備相關(guān)信息（包括振動和其它過程量信息），1機組運行的關(guān)鍵性；2）機組突然停機造成的損失；3）災(zāi)難性破壞的損失費用；4）A、B、CABCA、B狀態(tài)維修；C類設(shè)備可以采用事后維修方式，但也要作好點檢工作。設(shè)備故障記錄。掌握設(shè)備曾經(jīng)出現(xiàn)過的故障情況，對于研究該設(shè)備的故障機理、分析掌握其運行狀態(tài)及建??并于設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)對照分析。圖2-1這個數(shù)字序列從驅(qū)動器非驅(qū)動側(cè)的軸承座賦予數(shù)字001圖2-2圖2-3圖2-4??式機器周期振 復(fù)雜周期振確定性（規(guī)則）振 準周期振機械振 瞬態(tài)振 這種分類，主要是根據(jù)振動在時間歷程內(nèi)的變化特征來劃分的。大多數(shù)機械設(shè)備的振動類型是周期振動、準周期振動、窄頻帶隨機振動和寬頻帶隨機振動以及幾種不同類型振動的自激振動：在沒有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵而引起的振動，如油膜振蕩、喘振等。這是因為系統(tǒng)在受到初始激勵后，將持續(xù)作用的能源轉(zhuǎn)換成周期作用的能源，從而維持或發(fā)展系統(tǒng)的振動。例如鐘擺、電鈴鈴錘振動、樂 f<5f A—最大振幅，偏離平衡位置的最大值，又稱峰值，2AmmT—振動的周期，即再現(xiàn)相同振動狀態(tài)的最小時間間隔（或完成一次振動所花的時間s；φf=1/T=10（Hz以上的振幅、頻率和相位例如：振動位移、速度或加速度的峰-峰值、峰值、均方根值（即有效值Xrms）等。這些簡均 平均幅方根幅值；均方根值亦即“有效值”，XXav峭度指標、裕度指標、脈沖指標對脈沖類故障比較敏感，特別是當故障早期發(fā)生時，他們有明顯增加；但上升到一定程度后，隨著故障的逐漸發(fā)展，反而會下降，表明他們對早期故障有較高的敏感性，但穩(wěn)定性不好。一般來說，均方根值（rms但對早期故障信號不敏感。所以，為了取得較好得效果，常常將他們同時使用，進行多趨勢分析，以兼顧敏感性和穩(wěn)定性。頻譜分析是通過快速FFT變換將測量得到的時域振動信號（幅值對時間）轉(zhuǎn)換成為頻域總的來說，時域分析從波形的角度來分析信號的特征，頻譜分析則從頻率的角度來看信（1/s，Hz1500RPM1500/60=25Hz。1X=25Hz，也叫一倍頻,2X、3X等稱為倍頻分量，也叫諧波分量。齒輪傳動：i12=n1/n2=Z2/Z1=f1/f2，Z皮帶輪傳動：i12=n1/n2=D2/D1=f1/f2，D皮帶輪特征頻率=（皮帶長度*轉(zhuǎn)頻）/（3.14*皮帶輪直徑BSF。四、測試過程中傳感器將反映被測試對象特性的物理量，如壓力、加速度、溫度等，檢出并轉(zhuǎn)換為電量，然后傳輸給中間變換裝置；中間變換裝置對接收到的電信號用硬件電路進行分A/D效應(yīng)。利用材料壓電效應(yīng)制成的傳感器稱為壓電式傳感器。現(xiàn)在普遍使用“ICP內(nèi)部放大壓100mv/g1g100mv1000mv/g（亦即其對傳感器的靈敏度要求較高。對于高噪聲的機器，靈敏度要求較低：10mv/gx(t)按一定的時間間隔Ts采樣定理： 1000Hz500RPMFmax2000Hz，1000Hz。加速Fmax5000Hz變換Fmax（譜線數(shù)時還要考慮的一個很重要的因素是頻率分辨率，在進行頻譜分析時，頻率分辨率是一個很重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到頻譜分析的精度。所謂頻率分辨率是指頻譜圖上相鄰兩根譜線之間的間隔。設(shè)定好Fmax（或采樣長度=Fmax/Fmax譜線數(shù)越多，頻率分辨率越高，頻譜分析的精度越高。濾波器的作用利用濾波器篩選頻率的特性，可以濾掉干擾噪聲，提高信噪比。對動態(tài)0—f2f2為了正確判斷設(shè)備的狀況及診斷其故障，必須了解和設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的各種物理量隨時間（信號的時域分析是最基本、最常用的分析方法，也是其他分析方法的基礎(chǔ)。為了更迅速的識別譜圖中的特征頻率成分，軟件提供了特征信息面板，只要我們預(yù)先輸入軸承型號、齒輪齒數(shù)、電機轉(zhuǎn)速以及皮帶輪直徑等部件參數(shù)，系統(tǒng)會自動計算故障特征頻率，并且可以直接標注在譜圖上，從而降低了頻譜分析的難度，提高了頻譜分析的速度。下圖所示為一個軸承外圈故障的典型頻譜圖及其特征信息面板。圖5- 多參數(shù)趨勢瀑布圖（軸承外圈故障振動等。利用轉(zhuǎn)速三維譜圖可以快速識別這兩種振源。如下圖所示：轉(zhuǎn)子的不平衡故障為1瀑布圖（不平衡故障的啟停車測試不同設(shè)備的同一測點的波形（或頻譜）同一設(shè)備下不同測點的波形（或頻譜）V、H、A（或頻譜）同一測量定義下不同時間的多個波形（或頻譜）50Hz1700KHz載 音樂和DJ的聲 記錄儀。采集的時間由用戶輸入，采集數(shù)據(jù)的最大長度不超過64M，如雙通道采集，則數(shù)據(jù)最大長度不超過32M，可代替磁帶記錄儀，抓取設(shè)備的瞬態(tài)過程數(shù)據(jù)，如軋鋼設(shè)備的一個完圖5- 長時域波形數(shù)4K，100ms，對以上長時域波形進行瀑布圖分析如下：圖5- 瀑布圖分析設(shè)圖5- 對長時域波形數(shù)據(jù)進行瀑布圖分1X圖 原始軸心軌跡和提純軸心軌跡波德圖(BodePlot)和極坐標圖(PolarPlot)（Nyquist）兩者所含信息相同，波德 奈魁斯特以前常用的振動標準是ISO2372（表6-1，目前ISO10186（表6-2）等國際振動標準是 ISO2372國際振動烈度標值6-2ISO10186300KW50MW電機轉(zhuǎn)軸高度位移有效值15KW300KW電機轉(zhuǎn)軸高 160≤15KW位移有效值業(yè)機器；2）A：B：C：D：危險。ISO7919 軸振動標6-3：12ABC的，振動變化意味著機組可能有故障。振動幅值變化量報警設(shè)定值為：基線值+區(qū)域B25%。 API-613振動標振動容許值（雙振幅軸（軸承附件軸（軸承附件8000-（IEC6-5。該標準給出的振動值為經(jīng)過良好平衡、在額定轉(zhuǎn)速和穩(wěn)定工況下運行的蒸汽透平的振動標準，對振動限制值沒有做出規(guī)定。標準規(guī)范又指出，“在汽輪機振動 IEC蒸汽透平振動標準/（μm，峰－峰值轉(zhuǎn)速 API611通用蒸汽渦輪機振動標振動容許值（軸（軸承附近40006-76-8GB7777－1987《往復(fù)活塞壓縮機械振動測量與評 GB7777－1987往復(fù)活塞壓縮機械振動烈度分級振動速度有效值振動速度有效值 GB7777－1987往復(fù)活塞壓縮機械振動標角度式（LVW??（V/H/A/NON定。將機器的正常值作為初始值，后來的實測值與初始值與初始值進行比較。表6-9為ISO2372相對振動標準。6-9ISO23721000Hz4000Hz2．5倍６倍１０倍１００倍6-10為推薦的類比判斷標準。6-101000Hz１000Hz10～15；3。（觀察量）的發(fā)展變化，從而得出比較準確的結(jié)論，僅憑一、二次測量很難對設(shè)備狀態(tài)做出準確的判斷。因此，在做這項工作時一定要注意數(shù)據(jù)的積累，定期地測取設(shè)備的振動信號及其它工藝量信息，包括五感經(jīng)驗也要記錄下來；關(guān)于設(shè)備的一些基礎(chǔ)資料也要相應(yīng)的收集、整2X（VH、A）的數(shù)據(jù)的變化、是否有諧波成分、有無邊頻帶、高頻段是否有譜峰群、各頻率處能量的變化等等。這些變化通過與基準數(shù)據(jù)（設(shè)備正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)）的比較可以很方便的識別出來。例如：1X2X1X1X

901X2X,3X180（反相1X1X1X、2X、3X1X、2X、3X振動頻率以1X和2X轉(zhuǎn)頻振動為主，2X轉(zhuǎn)頻振動往往超過聯(lián)軸器兩側(cè)相位相差0振動頻率以1X和2X轉(zhuǎn)頻振動為主；但往往存在3X如果2X或3X轉(zhuǎn)頻振動超過1X的30％到50％，聯(lián)軸器兩側(cè)軸向振動相位相差180振動頻率以1X和2X聯(lián)軸器兩側(cè)軸向振動相位相差在01801000Hz機械松動一般分為旋轉(zhuǎn)件松動和非旋轉(zhuǎn)件松動（結(jié)構(gòu)松動7-17-1波最高可出現(xiàn)16X最高可出現(xiàn)16X