机电设备故障诊断与维修4设备故障诊断概述及振动监测课件.ppt

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1、主要内容：概述振动监测与诊断技术掌握故障诊断的意义及工作内容掌握机械振动的信号分析及机械振动的测量系统学习目标：第四单元机电设备故障诊断技术——设备故障诊断概述及振动监测故障诊断技术实施的基础是工况监测，工况监测的任务是判别动态系统是否偏离正常功能，并监视其发展趋势，预防突发性故障的发生。工况监视的对象的机电设备外部信息参数（如振动、噪声、温度、压力等机械状态量）的状态特征参数变化。第四单元机电设备故障诊断技术4.1概述4.1.1故障诊断及其意义故障诊断的理论基础是故障诊断学。所谓故障诊断学简单说就是识别机电设备运行状态的科学。1、预防事故保证人身和设备安全。2、推动设备维修制度的改革。3

2、、提高企业经济效益。4.1概述4.1.2故障诊断分类机械故障，就是指机械系统（零件、组件、部件或整台设备乃至一系列的设备组合）因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。通常见到发动机发动不起来、机床运转不平稳、汽车制动不灵、机器运转中出现异常的声音等都是机械故障的表现形式。4.1概述常见的机械故障分类4.1概述图4-1设备故障率曲线4.1概述1.按诊断参数分类振动诊断，适用于旋转机械、往复机械、轴承、齿轮等。温度诊断，适用于工业炉窑、热力机械、电机、电器等。声学诊断，适用于压力容器、往复机械、轴承、齿轮等。光学诊断，适用于探测腔室和管道内部的缺陷。压力诊断，适用于液压系统、流体机械、内燃

3、机和液力耦合器等。强度诊断，适用于工程结构、起重机械、锻压机械等。电参数诊断，适用于电机、电器、输变电设备、电工仪表等。4.1概述2.按目的分:定期诊断，每隔一定时间对监测的设备进行测试和分析；连续诊断，利用现代测试手段对设备连续进行监控和诊断。功能诊断运行诊断，对正在运行的设备进行状态诊断，了解其故障的情况。3.按周期分:4.1概述直接诊断，直接根据主要零件的信息确定设备的状态；间接诊断，利用二次诊断信息来判断主要零部件的故障。4.按提取信息的方式分:5.按诊断时所要求的机械运行工况条件分:常规工况诊断特殊工况诊断4.1概述4.1.3故障诊断的主要工作环节4.1概述4.1.4故障诊断技术

4、的工作内容设备诊断技术主要内容：信息的采集信息的分析处理状况的识别、诊断、预测和决策4.2振动监测与诊断技术4.2.1机械振动的基础知识机械振动是指物体在平衡位置附近作往复的运动，它表示机械系统运动的位移、速度、加速度量值的大小随时间在其平均值上下交替重复变化的过程。1、简谐振动简谐振动是机械振动中最基本、最简单的振动形式。其振动位移x与时间t的关系可用正弦曲线表示，表达式为：D：振幅，又称峰值（mm）；T：振动的周期，即再现相同振动状态的最小时间间隔（s）；：振动的初相位（rad）。所谓振动，广义地讲，指一个物理量在它的平均值附近不停地经过极大值和极小值而往复变化。机械振动指机械或结构在

5、它的静平衡位置附近的往复弹性运动。4.2振动监测与诊断技术4.2.1机械振动的基础知识4.2.1机械振动的基础知识1、机械振动的分类1）按系统的输入类型分为以下三种自由振动强迫振动自激振动2）按系统结构参数的特性分为线性振动非线性振动系统内的恢复力、阻尼力和惯性力分别与振动的位移、速度和加速度成线性关系。系统内若上述参数中有一组以上不成线性关系则称为非线性系统。4.2.1机械振动的基础知识4.2.1机械振动的基础知识3）按系统的输出振动规律分4.2.1机械振动的基础知识简谐振动是机械振动中最基本、最简单的振动形式。其振动位移x与时间t的关系可用正弦曲线表示，表达式为：D：振幅，又称峰值（m

6、m）；T：振动的周期，即再现相同振动状态的最小时间间隔（s）；：振动的初相位（rad）。2、简谐振动4.2.2机械振动的信号分析设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三个方面。其具体实施过程可以归纳为以下四个方面。设备诊断过程机械故障诊断与监测所需的各种机械状态量（振动、转速、温度、压力等）一般用相应的传感器换为电信号再进行深处理。式中：——原信号中最高频率成分的频率。4.2.2机械振动的信号分析（1）采样,采样是将连续信号离散为数字信号，包括取样和量化。（2）采样间隔及采样定理，根据Shannon采样定理，带限信号（信号中的频率成分）不丢失信息的最低采样频率为：1、数字信号采

7、集傅里叶变换（FT）式中：——直流分量(mm)；——谐波分量，单位为mm；k=1,2,···4.2.2机械振动的信号分析——谐波分量振幅(mm)；——基波频率，即一次谐波频率；——时间(s)；——谐波分量初相角(rad)。2、振动信号的频域分析时域函数的傅里叶变换为：相应的时域函数也可用的傅里叶逆变换表示为：4.2.2机械振动的信号分析各种傅里叶变换频谱图4.2.2机械振动的信号分析4.2.3机械振动测量仪器及测量系统涡