《振动信号分析方法》ppt课件

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1、1、时域波形分析2、概貌图3、振动趋势图4、频谱图5、包络解调谱(gse谱/峰值能量谱)振动信号分析方法2幅值分析：振动总值（振动水平、烈度）、变化趋势、频谱分析：引起设备振动原因的具体分析相位分析：设备振动原因的进一步确认、共振（相频特性）、动平衡分析波形分析：振动总值（峰值、峰峰值…）、周期、拍节峰值能量谱分析：轴承、齿轮…简易分析方法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包络解调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

2、法小波分析法灰色系统法分形几何法EMD方法1、时域波形1.图谱对监测、诊断起到什么作用？2.用户会如何使用（察看）图谱？1.图谱对监测、诊断起到什么作用？2.用户会如何使用（察看）图谱？2、概貌图3、振动趋势图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时间劣化曲线报警值危险值趋势分析法通频值趋势分析简单易行不易发现早期故障频谱趋势分析能早期发现齿轮、轴承等早期故障能较快判定故障的部位复杂振动信号从时域很难分辨出其含有哪些简谐振动成分

3、怎么办？4、频谱图答：从频域看。频谱图—按频率规律排列起来的各简谐振动成分要得到频域的数据，是通过离散傅里叶变换（DFT）实现的幅值谱横坐标：频率k△f纵坐标:X(k)的模功率谱横坐标：频率k△f纵坐标:X(k)模的平方常见信号频谱—DFT是为了便于计算机处理而对FT改造构造出的变换.—它可以将N个时域的点与N个频域的点对应起来.FTDFTIDFT采样定理时域离散采样时域加窗截断频域离散采样DFT采样间隔频率混叠频率泄漏频域分辨率栅栏效应FT采样频率快速傅里叶变换(FFT)与DFT本质是一致的,只不过是DFT的一种

4、快速实现算法其速度是DFT的数十倍因此，利用FFT求解频谱图是目前应用最广泛的方法DFTIDFT采样频率（fs）：指振动信号通过电路传入数采设备后，(通过A/D转换)转化为数字量的速率。也即：每秒钟采得的振动信号样本的点数。采样定理：如果需要分析的最高频率为fmax，那么fs必须至少是fmax的2倍，工程上，一般取2.56倍。采样间隔(△t):时域图中两采样点间的间隔采样频率最大分析频率采样间隔信号采样长度T=信号采样点数N×采样间隔△t采样长度T信号采样点数采样间隔加矩形窗效果示意图变换变换变换这是傅里叶变换的固

5、有性质，人为因素和手段无法彻底抗拒，只能尽量权衡！更深层次的物理意义，是测不准原理(IndeterminatePrinciple)，时频两域无法同时无限增加精度……—除非创立新的数学理论，发现新的物理定律；国外已经有人在做这方面研究，并有一些成果，如：RobustIndeterminatePrinciple,CompressiveSensing频率泄漏频域分辨率(△f)：频域两谱线间距离分析线数(#lines):频谱图上有效的谱线数采样点数的选择N不能无限长，采样点数一般选择2M。对旋转机械，一般是整周期采样。示例

6、采样点数(N)：1024点（1K）采样频率(fs)：2048Hz（2K）采样时间(T)：0.5s采样间隔(△t)：约0.000488s分析线数(#lines)：1024/2.56=400线频率分辨率(△f)：2048/1024=2Hz最高分析频率(fmax)：800Hz轴承、齿轮箱等冲击类故障基本原理：调制与解调(modulation/demodulation)基本方法：包络(enveloping)基本参数：gSE值(SpikeEnergying,g=10m/s2)5、包络解调谱(gse谱/峰值能量谱)包络解调基本

7、原理：什么是调制？！敲杯子的信号……原始数据频率包络频率gSE值gSE谱/包络谱包络波形Accelerometer1#(HighSNR)BearingwithouterracefaultNormalBearingAccelerometer2#(LowSNR)原始信号，直接做频谱，很难分析出特征！解调后，再做频谱，容易分析出特征！BH500系统应用案例介绍1、辽阳石化锅炉装置＃1炉乙侧排粉机不平衡故障2、高碑店污水处理厂消化泵轴承故障3、独山子石化乙烯装置轻烃反应高速泵齿轮箱故障辽化锅炉装置＃1炉乙侧排粉机一、排粉

8、机概况二、故障原因分析三、故障解决方案运行状态图趋势图测点：GL#1PF2_4h频谱图＃1炉乙侧排粉机的振动4h点水平速度值最大达到4.63mm/s使用BH500测量显示（如上图）振动一直很大；从频谱图上分析1倍频的数值很大综上：可能为不平衡故障1、动平衡后的振动数值4h点振动从89μm减小到12μm。速度值从4.63mm/s减低到1.08mm/s。机组运行