故障診斷與現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)及應(yīng)用

1、旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷應(yīng)用摘要：故障診斷技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：頻譜分析 故障診斷 風(fēng)機(jī) 一、故障診斷技術(shù)1、設(shè)備故障的概念一般情況下，設(shè)備在工作中，因某種原因，“設(shè)備功能失?！被颉皢适б?guī)定功能”的現(xiàn)象，均稱為故障。這里所指的“設(shè)備”，可以是元件、零件、部件或系統(tǒng)。這里所指的“規(guī)定功能”是在設(shè)備的技術(shù)參數(shù)中明確規(guī)定的功能?！霸O(shè)備功能失常”也就是設(shè)備不能達(dá)到預(yù)期的工作狀態(tài),無法滿足應(yīng)有的性能和功能。.2、設(shè)備故障的分類從不同角度對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行分類，可以進(jìn)一步揭示設(shè)備故障的實(shí)質(zhì)。 按故障的性質(zhì)分類： 人為故障和自然故障 按故障產(chǎn)生原因分類：先天性故障和使用性故障 按故障發(fā)展速度分類：突發(fā)故障和漸進(jìn)

2、性故障 按故障持續(xù)時(shí)間分類：間接性故障和持續(xù)性故障 按故障的程度分類：局部故障和完全性故障 按故障造成的后果分類：輕微故障、一般故障、嚴(yán)重故障和惡性故障3、什么是設(shè)備故障診斷技術(shù)？在設(shè)備運(yùn)行中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預(yù)測預(yù)報(bào)未來狀態(tài)的技術(shù)。是防止事故的有效措施，也是設(shè)備維修的重要依據(jù)。4、設(shè)備故障診斷的目的及意義。開展設(shè)備故障診斷能及時(shí)地、正確的對(duì)各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)作出診斷，預(yù)防或消除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性、安全性和有效性，把故障損失降低到最底水平。保證設(shè)備發(fā)揮最大的設(shè)計(jì)能力，充分挖掘設(shè)備潛力，延長設(shè)備使用壽命。通過檢測監(jiān)視、故障分

3、析、性能評(píng)估，為設(shè)備結(jié)構(gòu)修改、優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理制造、生產(chǎn)過程以及故障維修提供數(shù)據(jù)和信息。避免造成安全事故、人員傷亡，避免造成巨大企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，避免造成不良社會(huì)影響，避免造成嚴(yán)重環(huán)境污染。5、故障診斷原理：利用振動(dòng)儀進(jìn)行設(shè)備故障診斷  設(shè)備的零部件、整機(jī)都有不同程度的振動(dòng)。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)往往會(huì)影響其工作精度，加劇設(shè)備的磨損，加速疲勞破壞；而隨著磨損的增加和疲勞損傷的加重，機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)將更加劇烈，如此惡性循環(huán)，直至設(shè)備發(fā)生故障、破壞。    設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，常表現(xiàn)為振動(dòng)頻率的變化，通過檢測振動(dòng)的頻率、轉(zhuǎn)數(shù)、振動(dòng)的速度、加速度、位移量、相位等參數(shù)，并進(jìn)行頻譜分

4、析，從中可以找出產(chǎn)生振動(dòng)變化的原因。故障診斷的一般程序框圖6、頻譜分析基礎(chǔ)對(duì)于現(xiàn)場設(shè)備的周期振動(dòng) ，不論其振動(dòng)波形有多復(fù)雜，都可以用傅立葉級(jí)數(shù)表示為許多頻率成簡諧關(guān)系的簡諧振動(dòng)組成：頻率變換以直角坐標(biāo)形式表示得到的圖形就是譜圖。頻譜是一個(gè)總稱，按頻率成分的內(nèi)容可分為幅值譜、相位、功率譜、能量譜、倒頻譜等類型，最常用為幅值譜。設(shè)備故障發(fā)生、發(fā)展會(huì)引起信號(hào)頻率結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)頻率信息進(jìn)行分析，可對(duì)設(shè)備故障原因進(jìn)行解釋。名稱 波形 頻譜 名稱 波形 頻譜6.1 常見波形的頻譜：6.2 頻譜分析的常用概念工頻（也稱基頻、轉(zhuǎn)頻、1X（1倍頻）等）。諧波（倍頻）是指某一頻率的整倍數(shù)頻率分量，如2X，3X，4

5、X，5XnX。次諧波是指某一頻率的分?jǐn)?shù)倍頻率分量，如1/2X，1/3X，1/4X，3/2X 6.3 設(shè)備常見故障特征基于振動(dòng)分析故障診斷的一般方法觀察時(shí)域波形的形狀，讀取有效值、峰值、平均值、脈沖指標(biāo)、峭度指標(biāo)等參數(shù)。根據(jù)時(shí)域波形的有量剛參數(shù)如有效值等判斷設(shè)備總體狀態(tài)。觀察頻譜圖中各頻率分量的大小和分布。既要關(guān)心各頻率分量幅值具體量的大小又要關(guān)心各頻率分量幅值的相對(duì)大小。 從頻率分布及其結(jié)構(gòu)判斷故障類型，并結(jié)合設(shè)備總體狀態(tài)判斷其嚴(yán)重程度。6.4轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械常見故障的特征頻率：強(qiáng)迫振動(dòng)類故障 自激振動(dòng)類故障二、現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)應(yīng)用1、轉(zhuǎn)子不平衡的故障診斷與處理不平衡故障的危害：加大了設(shè)備的振動(dòng)幅度；加

6、大了設(shè)備軸承的負(fù)載；加速了軸承的磨損、失效。不平衡的特征：波形類似正弦波；頻譜圖轉(zhuǎn)頻能量占主要成分。案例分析：2012年6月對(duì)球團(tuán)E3風(fēng)機(jī)振動(dòng)異常采集數(shù)據(jù)如下：波形圖頻譜圖故障診斷：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)頻為16.6Hz。從上面測點(diǎn)的頻譜圖可以看到第一個(gè)波峰為一倍頻，且只有一倍頻，波形圖類似正弦波，頻譜圖轉(zhuǎn)頻能量占主要成分，因此分析其原因?yàn)檗D(zhuǎn)子不平衡造成。采取措施：進(jìn)行現(xiàn)場動(dòng)平衡操作。2、數(shù)采器單平面動(dòng)平衡操作過程：·安裝振動(dòng)傳感器，一般是將振動(dòng)傳感器安裝在振動(dòng)幅值最大的方向上，如水平方向，并且是離轉(zhuǎn)子重心較近的軸承座上。·儀器的設(shè)置，如選擇傳感器類型、靈敏度、記角轉(zhuǎn)

7、向及動(dòng)平衡時(shí)使用的振動(dòng)測量單位，注意，測量單位選擇好后，在動(dòng)平衡操作過程中不能再改動(dòng)。·估算試加重量，已知轉(zhuǎn)子的重量、轉(zhuǎn)速、試加重量的安裝半徑，即可估算出試加重量的大小。·采集轉(zhuǎn)子的原始振動(dòng)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)子到工作轉(zhuǎn)速，數(shù)采器將記錄轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、振幅和相位，要重復(fù)讀取二到三次，確保記錄的讀數(shù)是穩(wěn)定的，然后保存。·停下轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上施加試加重量，然后將試加重量的大小及在轉(zhuǎn)子上相對(duì)于參考標(biāo)記的角度輸入到數(shù)采器，試加重量可以加在轉(zhuǎn)子上的任何位置，但為了簡單起見，我們一般把它加在0°處。·啟動(dòng)轉(zhuǎn)子，測量試加重以后新的振動(dòng)數(shù)據(jù)，在保存新的振動(dòng)數(shù)據(jù)之前，觀察振幅

8、或相位讀數(shù)是否有了至少30%的變化，如果此變化不夠顯著，那么停下轉(zhuǎn)子增加試加重的重量。 ·停下轉(zhuǎn)子，從轉(zhuǎn)子上取下試加重量（取下前做好標(biāo)記），然后進(jìn)入數(shù)采器動(dòng)平衡操作的下一步，你將會(huì)在窗口中看到初始修正重量的大小及以角度給出的施加位置，要注意記角的方向是順轉(zhuǎn)向還是逆轉(zhuǎn)向。·修正重量的分解，如果在轉(zhuǎn)子上施加修正重量處存在障礙物或是一個(gè)空缺的空間，這時(shí)就需要對(duì)修正重量進(jìn)行分解，將其等效地分成兩個(gè)可以方便地加到轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)部分。·啟動(dòng)轉(zhuǎn)子，測量加上初始修正重量后新的振動(dòng)值，與動(dòng)平衡標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，如果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，停下轉(zhuǎn)子，將修正重量永久地固定在轉(zhuǎn)子上，如果不能滿足，就進(jìn)

9、入下一步，找到應(yīng)該添加新重量的動(dòng)平衡調(diào)整操作。·當(dāng)測量完加上初始修正重量后的新振動(dòng)值后，你就可以得到調(diào)整重量的數(shù)據(jù)，停下轉(zhuǎn)子按數(shù)采器指示將調(diào)整重量加到轉(zhuǎn)子上，注意，在進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)整操作時(shí)不要拿下已加到轉(zhuǎn)子上的初始修正的重量。啟動(dòng)轉(zhuǎn)子，測量新的振動(dòng)值并與標(biāo)準(zhǔn)比較，如果滿足要求，動(dòng)平衡工作結(jié)束，否則，可重復(fù)進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)整操作，注意，始終都不要從轉(zhuǎn)子上取下前步所加上去的調(diào)整重量。·將所有修正重量進(jìn)行組合，如果在平衡過程中為了達(dá)到平衡標(biāo)準(zhǔn)的要求，有一個(gè)以上的修正重量加到了轉(zhuǎn)子上，可以將它們合成為一個(gè)修正重量。·將最終的修正重量可靠地固定到轉(zhuǎn)子上。·對(duì)整臺(tái)機(jī)進(jìn)行全面的振動(dòng)測試。不僅動(dòng)平衡問題已經(jīng)得到解決，也沒有引起其它問題。三、結(jié)論：設(shè)備故障診斷是一項(xiàng)非常重要的現(xiàn)代設(shè)備管理手段，并且具有十分廣闊的應(yīng)