【7A文】状态监测和故障诊断知识.ppt

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1、状态监测和故障诊断知识讲师：景修乐设备部设备维修专业课程目标及要求目标：熟悉震动状态监测知识及故障诊断要求：员工在学习本课程后，须课后做复习什么是状态监测和故障诊断？在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态。是防止事故和计划外停机的有效手段。是预知维修的基础，是设备维修的发展方向。简易诊断和精密诊断状态监测（简易诊断）内容：识别有无故障明确故障严重程度作出故障趋势分析由设备维修人员在现场进行故障诊断（精密诊断）内容：确定故障部位确定故障原因提出维修建议由设备诊断人员在现场或诊断中心进

2、行监测和诊断的各种手段★振动：适用于旋转机械、往复机械、轴承、齿轮等。★温度（红外）：适用于工业炉窑、热力机械、电机、电器等。★声发射：适用于压力容器、往复机械、轴承、齿轮等。★油液（铁谱）：适用于齿轮箱、设备润滑系统、电力变压器等。无损检测：采用物理化学方法，用于关键零部件的故障检测。★压力：适用于液压系统、流体机械、内燃机和液力耦合器等。★强度：适用于工程结构、起重机械、锻压机械等。★表面：适用于设备关键零部件表面检查和管道内孔检查等。★工况参数：适用于流程工业和生产线上的主要设备等。监测和诊断仪器的分类和选用仪器分类：便携式测振表数据采集器表盘式的监测系统

3、计算机化监测系统仪器选用原则：被监测对象在生产中的地位生产的规模和产量预计的投资设备管理人员的水平和素质监测和诊断仪器的分类和功能测振表的外形和工作框图阻抗变换前置放大指示选频网络微积分检波主放大电池灵敏度调节传感器输入交流输出直流输出计算机存贮器打印机屏幕软件放大接口存贮显示时钟电池管理环节传感器数据采集器计算机及外部设备数据采集器的外形和工作框图精密诊断的方法频谱分析法趋势分析法通频值趋势分析、频谱趋势分析时域分析法波形分析、相关函数分析倒频谱分析法模态分析法随机减量法其他数学方法模式识别法模糊诊断法故障树诊断法神经网络法小波分析法灰色系统法分形几何法频谱分

4、析法频谱分析法是最基本和最常用的方法。每种故障有其对应的特征频率。根据特征频率及其变化确定机器的故障性质和严重程度。转动机械常见故障的频率特征强迫振动类故障自激振动类故障R:转动频率转子不平衡故障的频谱波形为简谐波，少毛刺。轴心轨迹为圆或椭圆。1X频率为主。轴向振动不大。振幅随转速升高而增大。过临界转速有共振峰。透平风机TOTI齿轮箱1X频率(水平)1X频率(水平)1X频率(铅垂)1X频率(铅垂)轴向很小轴向很小转子不平衡的类型转子不对中故障的频谱出现2X频率成分。轴心轨迹成香蕉形或8字形。轴向振动一般较大。本例中，出现叶片通过频率。电机水泵POPIMOMI1X

5、频率2X频率叶片通过频率转子不对中的类型正确对中平行不对中角度不对中综合不对中不同联轴节的情况联轴节类型不对中形式振动特征刚性联轴节平行不对中角度不对中有2X成分轴向振动1X成分大齿式联轴节轴向振动大，有2X及高次谐波径向振动可能有2X、3X、4X…膜片联轴节有nX成分（n为螺钉数）转子系统松动故障的频谱波形出现许多毛刺。谱图中噪声水平高。出现精确的倍频2X，3X…等成分。松动结合面两边，振幅有明显差别。电机水泵POPI转速的精确倍频成分本例中最高出现16X成分噪声水平高松动故障引起的间入谐量未松动时的频谱松动时的频谱出现0.5X，1.5X，2.5X，3.5X.

6、..等频率成分滚动轴承故障的特征频率D—节圆直径d—滚珠直径—接触角z—滚珠数R—轴的转速频率dD外环故障频率内环故障频率滚珠故障频率保持架碰外环保持架碰内环滚动轴承故障的频谱轴承每一种零件有其特殊的故障频率。随着故障发展，它的幅值增加，并有谐波；谐波两边产生边频。还可用如共振解调、倒频谱等诊断方法。电机离心泵PIPO1X2X频率故障基本频率6.71X基本频率的四个谐波带滚动轴承的机械的频谱特点不平衡不对中松动滚动轴承故障频率05101520253035404550×RFrequencyinorder3.53.02.52.01.51.00.50Velocit

7、yinmm/spk带滑动轴承的机械的频谱特点不对中松动引起的谐波不平衡油膜涡动、碰摩0246810121416FrequencyinorderDisplacementinmpktopk12.510.07.55.02.50齿轮故障的频谱齿轮啮合频率GMF齿数齿轮转速频率齿轮啮合频率两边有边频，间距为1X。随着齿轮故障发展，边频越来越丰富，幅值增加。可用倒频谱作进一步分析。OUBSISOL齿轮箱上辊下辊输入轴啮合频率GMF上边频下边频2X趋势分析法的理论根据监视机器的劣化过程预测机器的失效时间正常使用期耗损期磨合期故障率时间“浴盆曲线”停机日期报警日期故障征兆

8、时间劣化曲线报警值危险值