旋转设备故障诊断技术

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1、第一节旋转设备故障诊断技术概述旋转设备故障诊断技术的定义：利用测取的设备在运行或相对静态下的状态信息，通过对信号进行分析、处理，并结合诊断对象的性能、结构特性，历史状况，来识别识别设备极其零部件所处技术状况，有关异常故障，并预测未来的技术状态，从而确定必要对策的技术。在旋转故障设备的的状态监测和故障诊断技术中有多种方法可使用。例如振动监测技术、油液分析技术、红外测温技术、声发射技术、无损检测技术等。其屮振动监测技术是普遍采用的基本方法，其原因一般基于以下两点：(1)旋转设备工作时始终在传递力和运动，其中任何一个运动部件或与之相关的零件出现故障，必然破坏机械

2、运动的平衡性，这种力和运动的非平稳性的出现，即表现为振动。(2)因为振动的理论和测量方法都比较成熟，且简单易行。据统计，机械故障90%可以从振动测量屮检测出来。旋转机械振动故障从性质上可以分为强迫振动和自激振动两人类。按振动故障源分类方法，如转子不平衡、不对中，轴系不稳定、共振、转动部件松动、支承松动、轴瓦松动、转子热弯曲……等等。旋转设备故障诊断的方法：(1)正向推理使用正向推理的前提是振动故障范围必须明确，具体推理方法是在能够引起振动故障全部原因(称故障总目录)与实际机组存在的振动特征，振动史进行探索、比较分析，采用逐个排除的方式，剩下不能排除即为诊断

3、结果。正向推理诊断全过程，可以用下列流程表示。机组振动——划分振动类别——排除或确定支承刚度低——激振力——振源——故障源——故障具体部件。（2）反向推理也称目标直接推理，它是依据振动特征与故障特征比对，直接得出故障原因，所以称它为反向推理，在推理过程中只与单一目标有关,诊断方法较为简单，容易掌握。反向推理优点不需要了解故障范围及相应特征，只要对和关的故障特征有所了解，即可进行诊断，目前不仅离线诊断，而且在线诊断软件设计，都是采用这种思维方式在诊断故障（3）定向综合判断。这种方法是建立在振动故障的发生，发展总是有一个过程、诱导因素的理论基础上的，根据对设备

4、制造、结构特点、运行检修状况、各类故障的特征的熟练把握，直接确定故障的大致范围，利用正推，反推的相结合，筛选、排除、佐证（包括必要的试验），确定故障原因。比如：某风机振动原来正常，但电机解体检修后振动异常，振动不可能无故产生，振动异常必然与此次检修活动导致的某种因素的改变有关，故障原因的范围可以划定在检修可能改变的参数，部件的范围之内。实际上目前大多有经验的振动技术工作者基本采取的是这种方法，这种方法往往能取到事半功倍的效果，但其确定是，判断的准确性和快速性更多地受到工作者个人的经验、知识而的限制。第二节旋转设备振动基础构成一个确定性振动有三个基本要素：即

5、振幅S,频率f(co)和相位(p,即使在非确定性振动中，有时也包含有确定性振动。下面已确定性振动中的简谐振动为例来说明三者之间的关系。1、振幅简谐振动可以用以下的函数表示，s=Asin(cot+(p)A…最大振幅，2A峰蜂值，我们平时所说的一般就是指2A。振幅还可以用速度v和加速度a表示，他们分别是位移函数的一次和二次微分。所要指出的是，我们经常用到的一个振动测量参数Ves为速度有效值，0.707v也称速度均方根，因为它最反映振动的强烈程度,所以又称振动烈度。VgsUO.707Vo2、相位cot+(p——为相位。实际工作中我们测量的相位是一个以键相脉冲为参

6、考点的一个角度，目前大多仪器是如此定义的：振动高点相对与键相脉冲的角度差。3、频率co角频率，co=2JI/T,1/T=f,即频率。一个周期性振动是又多个不同的简谐振动叠加而成，将一个振动信号进行傅立叶变换后即可得到，这就是我们常说的频谱分析的理论基础。一个周期振动的频谱是离散的，当周期趋向无限大的时候，其频率间隔是无限小的，因此非周期性振动的频谱是连续的。第三节典型的振动故障分析根据我省多年來频繁出现，或者现场可能经常能碰到的旋转设备典型的振动故障大致分为如下几类：1.不平衡（质量改变、转子弯曲，旋转部件脱落）2.动静摩擦。3.对中不良。4.结构共振。不

7、平衡故障的分析处理不平衡是再常见的一类故障，他一般有如下特点：（1）振动的波形近似为正弦波；（2）频谱中主耍为工频；（3）当转速一定的时候，振动稳定；（4）对于挠性转子，过临界的时候存在较为明显的共振峰值。其原因大致如下：（1）存在较大原始不平衡量，这类不平衡往往不随其他参数的改变而改变，是最为简单的一类故障；（2）转子存在热变形，往往随着机组的热状态的变化而变化，这类在主机上较常见，但在辅机上很少出现。（3）转子部件飞脱，这类的特点就是在振动趋势中出现明显的突变现象。（4）磨损，振动往往是随着运行时间的增加，振动逐渐增大，这类在风机中较为常见。（5）检修

8、中由于重套部件，或进行了焊接等工作，这类也常见。举例1:YY电厂#