工况监测与故障诊断技术-第5章-振动监测技术

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1、第5章振动监测技术2012-05-0805.1机械振动基础设备的设计、材料或使用缺陷•例如零件原始制造误差•运动副之间的间隙•零件间的滚动及相互摩擦•回转机件中产生的不平衡或冲击等•共振响应2012-05-081机械振动的危害•破坏机器的正常工作和原有性能•使机器加速失效、缩短使用寿命•产生噪声，恶化环境和劳动条件，危害人类的健康使机器振动在限定范围之内2012-05-082研究振动的目的•检查机器运转时的振动特性，以检验产品质量；•测定机械系统的动态响应特性，以便确定机器设备承受振动和冲击的能力，并为产品的改进设计提供依据；•分析振动产生

2、的原因，寻找振源，以便有效地采取减振和隔振措施；•对运动中的机器进行故障监控，以避免重大事故。2012-05-083振动研究激励机械系统响应振动分析：已知激励条件和系统的振动特性，欲求系统的响应；系统识别：已知系统的激励条件和系统的响应，要确定系统的特性系统动态响应特性测试问题；环境预测：已知系统的振动特性和系统的响应，欲确定系统的激励状态寻求振源的问题。2012-05-084振动的分类分类名称主要特征与说明系统受初始干扰或外部激振力取消后，系统本身由弹性恢复力和惯性力来维持的振动。当系统无阻尼时，自由振动振动频率为系统的固有频率；当系统存

3、在阻尼时，其按振振动幅度将逐渐减弱动产由于外界持续干扰引起和维持的振动，系统的振动频受迫振动生的率为激振频率原因系统在输入和输出之间具有反馈特性时，在一定条件下，没有外部激振力而由系统本身产生的交变力激发自激振动和维持的一种稳定的周期性振动，其振动频率接近于系统的固有频率，如喘振2012-05-085喘振流体机械及其管道中介质的周期性振荡，是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动。泵或压缩机运转中可能出现的喘振过程：流量减小到最小值时出口压力会突然下降，管道内压力反而高于出口压力，于是被输送介质倒流回机内，直到出口压力升高重

4、新向管道输送介质为止；当管道中的压力恢复到原来的压力时，流量再次减少，管道中介质又产生倒流，如此周而复始。喘振的产生与流体机械和管道的特性有关，管道系统的容量越大，则喘振越强，频率越低。流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性，产生机械噪声，引起工作部件的强烈振动，加速轴承和密封的损坏。一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时，还会造成严重后果。为防止喘振，必须使流体机械在喘振区之外运转。2012-05-086分类名称主要特征与说明按系统单自由度系统振动用一个独立变量就能表示系统振动的自由多自由度系统振动须用多个独立变量表示系统振动度

5、连续弹性体振动须用无限多个独立变量表示系统振动可以用常系数线性微分方程来描述，系统的按系统线性振动惯性力、阻尼力和弹性力分别与振动加速度、结构参速度和位移成正比数的特要用非线性微分方程来描述，即微分方程中性非线性振动出现非线性项2012-05-087按振动的规律分2012-05-0885.2简易振动诊断技术简易振动诊断技术的特点•使用各种较简单、易于携带和便于在现场使用的振动诊断仪器及检测仪表；•由设备维护检修人员在生产现场进行；•仅对设备有无故障、严重程度及其发展趋势做出定性初判；•涉及的技术知识和经验比较简单，易于学习和掌握；•需要把采

6、集的故障信号储存建档。2012-05-089简易振动诊断应该达到的目的：•根据劣化趋势管理，早期发现异常。•依据趋势管理数据外推，预测故障发生时间。•依据自动切断等有效方法，保护设备安全。•依据检测分析，选定需作精密诊断的对象。2012-05-0810简易振动信号的幅值域分析1.振幅——表征机械振动的强度和能量。峰值：单峰值X表示振动瞬时冲击的最大幅值。P双峰值X反映了振动波形的最大偏移量。P-P有效值：Xrms表征了振动的破坏能力，是衡量振动能量大小的量。2012-05-0811有效值=0.707×峰值=1.11×平均值峰值=1.41

7、4×有效值=1.57×平均值平均值=0.637×峰值=0.90×有效值峰峰值=2×峰值相位测量可用于2.周期和频率（1）谐波分析3.相位（2）动平衡测定（3）振型测量（4）判断共振点等2012-05-0812常规幅值域参数通常又称为有量纲幅值域诊断参数，它们虽然会随着故障的发展而上升，但也会因工作条件的变化而改变。对故障足够敏感的无量纲幅值域参数：波形指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、峭度指标。2012-05-0813简易振动监测参数的测量1.监测参数的选取低频选位移、中频选速度、高频选加速度作为测量参数2012-05-08142.监

8、测点的选定首先应确定测量轴振动还是轴承振动：监测轴比测量轴承座或机壳的振动信息更为直接和有效。在出现故障时，转子上振动的变化比轴承座或机壳要敏感得多。监测轴的振动常常要比测量