旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障檢測技術(shù)

ICS?FORMTEXT01.040.21FORMTEXTCCSK20/29FORMTEXT?????T/WJGDCT/WJGDC0021—2024FORMTEXT旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障檢測技術(shù)FORMTEXT2024-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布FORMTEXT2024-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實(shí)施FORMTEXT茂名市機(jī)電工程學(xué)會???發(fā)布T/WJGDC0021—2024利用各種檢查和測試方法，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備是否存在故障的過程是故障檢測;而進(jìn)一步確定故障所在大致部位的過程是故障定位。故障檢測和故障定位同屬網(wǎng)絡(luò)生存性范疇。要求把故障定位到實(shí)施修理時(shí)可更換的產(chǎn)品層次的過程稱為故障隔離。故障診斷就是指故障檢測和故障隔離的過程。信號處理（signalprocessing)通過將旋轉(zhuǎn)機(jī)械采集的信號進(jìn)行處理，以便抽取出有用信息的過程，它是對信號進(jìn)行提取、變換、分析、綜合等處理過程的統(tǒng)稱。采集系統(tǒng)（acquisitionsystem）指的是從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬與數(shù)字被測單元中進(jìn)行自動采集、識別、選取數(shù)據(jù)信息的過程。作為生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集在品質(zhì)過程中的非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)采集也使系統(tǒng)真正地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡早發(fā)現(xiàn)問題，避免更大的損失。服務(wù)系統(tǒng)（servicesystem）通過特定的技術(shù)或組織的一種網(wǎng)絡(luò)化配置，用來提供服務(wù)以滿足顧客的需求和期望。在服務(wù)系統(tǒng)中，服務(wù)的提供者與服務(wù)的需求者之間按照特定的協(xié)議、通過交互以滿足某一特定顧客的請求，進(jìn)而創(chuàng)造價(jià)值，彼此之間形成協(xié)作生成關(guān)系。規(guī)范流程基本要求在線檢測場所必須符合設(shè)計(jì)與建設(shè)規(guī)范的要求，確保數(shù)據(jù)檢測過程的可靠，數(shù)據(jù)檢測裝置與信號處理模塊的接觸點(diǎn)或端口要匹配，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸且被收集。檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)一般由傳輸電纜線、傳感器、信號處理模塊、采集系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)要求傳感器靈敏度：100±0.1mv/g；量程范圍：±50g；頻率響應(yīng)范圍：0.5－10KHz；防爆等級：ExiIICT4；防護(hù)等級：IP68；傳感器的靈敏度、頻率響應(yīng)、幅值線性度及有關(guān)環(huán)境性能參數(shù)應(yīng)按有關(guān)規(guī)程進(jìn)行標(biāo)定。信號處理模塊a)工作電源：供電24Vdc,最大工作電流符合安全標(biāo)準(zhǔn)；b)頻率響應(yīng)：10Hz～10kHz；c)外形尺寸：滿足信號處理裝置的需求；d)工作溫度：符合設(shè)備安全生產(chǎn)要求；e)變換精度：優(yōu)于1%；T/WJGDC0021—20243f)導(dǎo)軌安裝：可安裝在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的導(dǎo)軌上。采集系統(tǒng)a)外形尺寸：符合信號采集裝置的需求；b)重量：2±0.01Kg；c)根據(jù)需要來配置通道類型選取最大合適的通道；d)最大通道任意配置恰當(dāng)?shù)牟蓸勇?；e)支持在線間隔采集；f)工作溫度符合設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的要求；g)防塵防潮防靜電；h)整機(jī)功耗<7W。服務(wù)系統(tǒng)a)服務(wù)器：根據(jù)需求綜合考慮選取合適的服務(wù)器；b)CPU：主頻、外頻和倍頻應(yīng)滿足系統(tǒng)所需的運(yùn)行速度；c)內(nèi)存：內(nèi)存的容量和存儲時(shí)間、速度等參數(shù)應(yīng)符合系統(tǒng)的綜合工作需求；d)硬盤：運(yùn)行速度和存儲大小滿足系統(tǒng)的需求；e)規(guī)格：寬度19U，厚度1U，托盤式安裝；f)操作系統(tǒng)：WindowsServer2019；g)數(shù)據(jù)庫軟件：WindowsSQL2016；h)可利用采集數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備的故障檢測和預(yù)警預(yù)報(bào)等功能。T/WJGDC0021—20244檢驗(yàn)與診斷方法檢測與診斷方法將振動傳感器安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械表面上，且要求測量位置選擇在振動信號干擾小的位置上，確保獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。測量過程中把振動的參量轉(zhuǎn)換成一些機(jī)械信號，這些信號經(jīng)過一定的放大處理后，再進(jìn)行測量以及記錄。通過檢測振動信號的大小和頻率來判斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械是否存在異常振動，這種方法可以檢測設(shè)備振動的參數(shù)，如振動的方向、幅度、頻率和穩(wěn)定性等，能夠更準(zhǔn)確地反映設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)機(jī)械正常運(yùn)行后，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，采樣頻率符合要求，采樣樣本長度為設(shè)定要求。通過傳感器獲取設(shè)備當(dāng)前的振動信號，經(jīng)過處理得到相對應(yīng)的時(shí)域信號和頻域信號。本標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法利用CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和D-S證據(jù)理論相結(jié)合的原理，首先對振動信號進(jìn)行小波分解與重構(gòu)，并選擇前4個(gè)小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)；接著在時(shí)域上分別對每一個(gè)小波系數(shù)各提取3個(gè)時(shí)域特征值，利用CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取其診斷結(jié)果；然后在頻域上分別對每一個(gè)小波系數(shù)各提取3個(gè)頻域特征值，利用CNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取診斷結(jié)果；最后分別將時(shí)域、頻域的故障分類結(jié)果歸一化至（0,1），并將歸一化后的結(jié)果進(jìn)行時(shí)頻域D-S證據(jù)理論融合，融合后的結(jié)果將作為本檢測方法的最終結(jié)果。其中，時(shí)域特征值的表達(dá)式如（1）、（2）、（3）所示；頻域特征值的表達(dá)式如（4）、（5）、（6）所示。 (1) (2) (3) (4) (5) (6)上式（1）-（6）中，T1為時(shí)域特征值波形指標(biāo)，T2為時(shí)域特征值脈沖指標(biāo)，T3為時(shí)域特征值裕度指標(biāo)，F(xiàn)1為頻域特征值平均信號功率指標(biāo)，F(xiàn)2為頻域特征值平均頻率指標(biāo)，F(xiàn)3為頻域特征值信號平均能量指標(biāo)。指的是原始信號,指的是振動信號，其中，,N指的是數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，為時(shí)域峰值指標(biāo)。故障的檢測單一故障單一故障包括：軸承類故障、齒輪類故障、轉(zhuǎn)動軸類故障、轉(zhuǎn)子故障等。復(fù)合故障復(fù)合故障包括：軸承與齒輪故障；軸承與轉(zhuǎn)動軸故障；軸承與轉(zhuǎn)子故障；齒輪與轉(zhuǎn)動軸故障；齒輪與轉(zhuǎn)子故障；轉(zhuǎn)動軸與轉(zhuǎn)子故障；軸承、齒輪與轉(zhuǎn)動軸故障；軸承、齒輪與轉(zhuǎn)子故障；軸承、轉(zhuǎn)動軸與轉(zhuǎn)子故障；齒輪、轉(zhuǎn)動軸與轉(zhuǎn)子故障等兩種或兩種以上的故障組合。T/WJGDC0021—20245安全防護(hù)技術(shù)人員應(yīng)配備滿足安全生產(chǎn)規(guī)范的安全管理人員，安全管理人員應(yīng)負(fù)責(zé)安全保證措置的全面管控，對所有崗位工作人員實(shí)施全面的安全管理。與數(shù)據(jù)采集相關(guān)的關(guān)鍵崗位人員應(yīng)定期接受安全培訓(xùn)，熟知工作過程中的防護(hù)環(huán)節(jié)要點(diǎn)，加強(qiáng)安全意識和風(fēng)險(xiǎn)防范意識。工作過程中如有需要，工作人員應(yīng)使用適當(dāng)?shù)膭诒Ｓ闷穼ψ陨磉M(jìn)行勞動防護(hù)。數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器外觀型號文字和標(biāo)識應(yīng)清晰，電氣銘牌內(nèi)容準(zhǔn)確。T/WJGDC0021—20245數(shù)據(jù)采集器外層無脫皮、起泡、毛刺、斑痕及明顯劃痕?？刹鹦兜牧恪⒉考b配結(jié)合面的接縫處應(yīng)光滑完好，外露零件表面不應(yīng)有突起。螺釘、鉚釘、銷子端部不應(yīng)有損傷缺陷。數(shù)據(jù)采集器使用前應(yīng)檢查驗(yàn)證其處于正常的工作狀態(tài)。用電安全工作場所所有電氣設(shè)備應(yīng)符合GB5226.1-2019的有關(guān)規(guī)定。設(shè)備的安裝應(yīng)符合GB/T13869-2017的相關(guān)要求。電氣設(shè)備嚴(yán)禁超銘牌使用，刀閘型電源開關(guān)嚴(yán)禁帶負(fù)荷拉閘。數(shù)據(jù)采集器的供電電源應(yīng)具備穩(wěn)壓電源及后備電源，防止電源問題造成數(shù)據(jù)丟失。為故障診斷試驗(yàn)裝置供電的電源應(yīng)符合以下條件：a)額定電壓交流220V或380V，允許偏離額定值的范圍為±10%；b)額定頻率50Hz，允許偏離額定值的范圍為±2%。嚴(yán)禁吸煙及帶入火種和水源。工作場所的環(huán)境a)溫度、濕度符合設(shè)備的工作要求；b)大氣壓強(qiáng)為80kPa—110kPa；c)周圍無強(qiáng)烈振動、氣流存在；d)周圍電磁場強(qiáng)度應(yīng)滿足裝置要求。T/WJGDC0021—20246應(yīng)急預(yù)案設(shè)定預(yù)期目標(biāo)設(shè)定預(yù)期目標(biāo)明確應(yīng)急預(yù)案的目標(biāo)，如最小化系統(tǒng)停工時(shí)間、保障工作數(shù)據(jù)的完整性、降低后續(xù)故障出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)等。定位故障類型根據(jù)已知的故障類型和歷史數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)可能遇到的故障進(jìn)行分類和歸納，以便在出現(xiàn)故障時(shí)能夠迅速判斷故障類型。制定處理流程根據(jù)故障類型的分類，制定相應(yīng)的處理流程。流程中應(yīng)包括故障初步識別、詳細(xì)診斷、緊急修復(fù)、數(shù)據(jù)恢復(fù)等環(huán)節(jié)，并確保流程的合理性和可執(zhí)行性。T/WJGDC0021—20246確定責(zé)任人和通訊方式明確故障發(fā)生時(shí)的責(zé)任人，并指定他們的職責(zé)和權(quán)限。通過預(yù)案的制定和演練，提高技術(shù)團(tuán)隊(duì)的應(yīng)急處理能力和協(xié)作效率，保障系統(tǒng)穩(wěn)定和數(shù)據(jù)安全。應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行快速響應(yīng)一旦系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)故障，立即啟動應(yīng)急預(yù)案，通知相關(guān)人員參與處理，并開始執(zhí)行預(yù)定的處理流程。故障初步識別通過監(jiān)控系統(tǒng)、日志分析等手段，快速定位故障發(fā)生的位置和原因。詳細(xì)診斷利用專業(yè)的故障診斷工具和技術(shù)，對故障進(jìn)行深入分析，確定故障的具體原因和影響范圍。緊急修復(fù)根據(jù)故障的程度和影響范圍，采