大型旋转机械的状态检测与故障诊断

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1、第六期全国设备状态监测与故障诊断实用技术培训班讲义大型旋转机械的状态检测与故障诊断沈立智中国设备管理协会设备管理专题交流中心2008年9月南京127目录第一节状态监测与故障诊断的基本知识6一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状61.状态监测与故障诊断的定义62.状态监测与故障诊断的意义63.状态监测与故障诊断的发展与现状8二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法91.振动分析法92.油液分析法103.轴位移的监测114.轴承回油温度及瓦块温度的监测115.综合分析法11三、有关振动的常用术语111.机械振动112.涡动、进动、正进动、反进动113

2、.振幅123.1振幅123.2峰峰值、单峰值、有效值123.3振动位移、振动速度、振动加速度133.4振动烈度134.频率154.1频率、周期154.2倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、转频154.3通频振动、选频振动154.4故障特征频率165.相位195.1相位195.2键相器195.3绝对相位195.4相位差、相对相位205.4同相振动、反相振动215.5相位的应用216.刚度、阻尼、临界阻尼237.临界转速248.挠度、弹性线、主振型、轴振型259.相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动2610.横向振动、轴向振动、扭转振动26

3、11．刚性转子、挠性转子、圆柱形振动、圆锥形振动、弓状回转（弯曲振动）2612.高点、重点2713.机械偏差、电气偏差、晃度2814.同步振动、异步振动、亚异步振动、超异步振动2815.谐波、次谐波（分数谐波）2812716.共振、高次谐波共振、次谐波共振2917.简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、随机振动2918.自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动3219.旋转失速、喘振3320.半速涡动、油膜振荡35四、振动传感器的基本知识361.振动传感器的构成及工作原理362.振动传感器的类型363.磁电式速度传感器374.压电式

4、加速度传感器375.电涡流式位移传感器396.常用振动传感器主要性能及优缺点40第二节状态监测与故障诊断的基本图谱41一、常规图谱411.机组总貌图412.单值棒图413.多值棒图424.波形图435.频谱图466.轴心轨迹图467.振动趋势图488.过程振动趋势图529.极坐标图5210.轴心位置图5311.全息谱图53二、启停机图谱541.转速时间图542.波德图553.奈奎斯特图574.频谱瀑布图585.级联图59第三节大型旋转机组常见振动故障的机理与诊断60一、不平衡60二、转子弯曲62三、不对中64四、轴横向裂纹69五、支承系统连接松

5、动71第四节故障诊断的具体方法及步骤73一、故障真伪的诊断731.首先应查询故障发生时生产工艺系统有无大的波动或调整732.其次应查看仪表、主要是探头的间隙电压是否真实可信753.应查看相关的运行参数有无相应的变化774.应察看现场有无人可直接感受到的异常现象78127二、故障类型的诊断801.振动故障类型的诊断801.1主要异常振动分量频率的查找步骤及方法801.2根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断822.轴位移故障原因的诊断88三、故障程度的评估89四、故障部位的诊断92五、故障趋势的预测93附件一齿轮的故障诊断94一、齿轮的常见故障9

6、41.断齿942.点蚀943.磨损954.胶合95二、齿轮故障的特征信息951.啮合频率及其谐波952.信号调制和边带分析971)幅值调制972)频率调制993.齿轮振动信号的其它成分1001)附加脉冲1002)隐含成分1013)滚动轴承信号及交叉调制1014.齿轮常见故障与特征频率及其谐波、以及边频带的小结102三、齿轮故障的诊断方法1031.细化谱分析法1042.倒频谱分析法1043.时域同步平均法1074.自适应消噪技术108附件二滚动轴承的故障诊断108一、滚动轴承的常见故障1081.疲劳剥落（点蚀）1082.磨损1093.胶合1094

7、.断裂1095.锈蚀1096.电蚀1097.塑性变形（凹坑及压痕）1098.保持架损坏110二、引起滚动轴承振动的原因及其特征频率1101.由于结构特点引起的振动——滚动体通过载荷方向时产生的通过频率1102.由于轴承刚度非线性引起的振动1103.由于制造及装配等原因引起的振动1111)由于表面加工波纹引起的振动1111272)由于滚动体大小不均匀引起的振动1113)由于轴承偏心引起的振动1114)由于轴承装歪或轴弯曲引起的振动1115)由于轴承装配过紧或过松引起的振动1114.由于润滑不良引起的振动1115.由于轴承工作表面上的缺陷引起的振动

8、112三、滚动轴承振动的固有频率和缺陷间隔频率1131.滚动轴承的固有频率1131)滚动轴承内、外圈固有频率的计算公式1142)钢球固有频率的计算公式