振動(dòng)分析與故障診斷ppt課件

1、 振動(dòng)分析和缺點(diǎn)診斷振動(dòng)分析和缺點(diǎn)診斷我們的目的 形狀檢測 設(shè)備資產(chǎn)安康檢測 設(shè)備資產(chǎn)安康管理 提高設(shè)備可用率 減少維修本錢 延伸設(shè)備壽命 機(jī)器形狀檢修的根底是振動(dòng)頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械形狀信息振動(dòng)缺點(diǎn)分析和診斷的義務(wù)振動(dòng)缺點(diǎn)分析診斷的義務(wù)：從某種意義上講就是讀譜圖，把頻譜上的每個(gè)頻譜分量與監(jiān)測的機(jī)器的零部件對照聯(lián)絡(luò)，給每條頻譜以物了解釋1.振動(dòng)頻譜中存在那些頻譜分量？2.每條頻譜分量的幅值多大？3.這些頻譜分量彼此中間存在什么關(guān)系？4.假設(shè)存在明顯的高幅值的頻譜分量，它的準(zhǔn)確的來源？它與機(jī)器的零部件對應(yīng)關(guān)系如何？5.假設(shè)可以丈量相位，應(yīng)該檢查各測點(diǎn)信號之間的相位關(guān)系如何？振動(dòng)監(jiān)測和診斷的

2、本卷須知振動(dòng)監(jiān)測和診斷要想獲得準(zhǔn)確的結(jié)果必需思索仔細(xì)整個(gè)系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)：包括參數(shù)的選擇，傳感器及其固定方法，測點(diǎn)位置的選擇，儀器選擇以及分析參數(shù)的選擇等振動(dòng)的三要素振動(dòng)是個(gè)向量1.幅值2.頻率3.相位xAitiiisin()1 簡諧波形及其頻譜 脈沖波形及其頻譜 方波形及其頻譜 簡諧拍涉及其頻譜振動(dòng)參數(shù)1.振動(dòng)位移2.振動(dòng)速度國際規(guī)范和國家規(guī)范引薦通常采用的參數(shù)3.振動(dòng)加速度常見的設(shè)備缺點(diǎn)由閱歷歸納總結(jié)的十七類46種機(jī)械和電氣缺點(diǎn)的特征譜、特征時(shí)域信號和相位關(guān)系供診斷參考1.力不平衡2.力偶不平衡3.動(dòng)不平衡4.懸臂轉(zhuǎn)子不平衡1.聯(lián)軸器角不對中2.聯(lián)軸器平行不對中3.滾動(dòng)軸承偏斜地固定在軸上

3、1.A型松動(dòng)2.B型松動(dòng)3.C型松動(dòng)1.磨擦或間隙缺點(diǎn)2.油膜渦動(dòng)3.油膜振蕩1.堅(jiān)持架缺點(diǎn)2.滾動(dòng)體缺點(diǎn)3.外環(huán)缺點(diǎn)4.內(nèi)環(huán)缺點(diǎn)1.葉片經(jīng)過頻率2.紊亂3.氣穴1.齒輪負(fù)載2.齒輪偏心和齒輪側(cè)隙反彈3.齒輪不對中4.齒斷或齒裂5.齒輪組合形狀問題6.齒輪擺動(dòng)缺點(diǎn)7.齒輪軸承松動(dòng)1.定子偏心，鐵芯片短路或松動(dòng) 2.轉(zhuǎn)子偏心動(dòng)偏心 3.轉(zhuǎn)子缺點(diǎn)斷條等 4.相位缺點(diǎn)接頭松動(dòng)1.電樞繞組開裂接地缺點(diǎn)或系統(tǒng)調(diào)諧缺點(diǎn) 2.起動(dòng)卡缺點(diǎn)和保險(xiǎn)絲燒斷3.可控硅整流器缺點(diǎn)控制卡斷路接頭松動(dòng)保險(xiǎn)絲斷4.比較器卡缺點(diǎn)5.斷路電流經(jīng)過滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)1.皮帶磨損或不匹配2.皮帶輪偏心3.皮帶共振 同頻占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。假

4、設(shè)只需不平衡，1X幅值大于等于通頻幅值 的80，且按轉(zhuǎn)速平方增大。 通常程度方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常 不應(yīng)超越兩倍。 同一設(shè)備的兩個(gè)軸承處相位接近。 程度方向和垂直方向的相位相差接近90 度。 典型的頻譜相 位 關(guān) 系力力 不不 平平 衡衡 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系力力 偶偶 不不 平平 衡衡 總存在一轉(zhuǎn)速頻率，在頻譜上占優(yōu)勢振幅按轉(zhuǎn)速平方增大。需進(jìn)展雙平面動(dòng)平衡。 偶不平衡在機(jī)器兩端支承處均產(chǎn)生振動(dòng)，有時(shí)一側(cè)比另一側(cè)大 較大的偶不平衡有時(shí)可產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)。 兩支承徑向同方向振動(dòng)相位相差180。 動(dòng)不平衡是前兩種不平衡的合成結(jié)果。 仍是X轉(zhuǎn)速頻率在振動(dòng)頻譜中占主導(dǎo)。 兩支承處

5、同方向振動(dòng)相位差接近 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系動(dòng)動(dòng) 不不 平平 衡衡 懸臂轉(zhuǎn)子不平衡在軸向和徑向都會(huì)引起較大1X振動(dòng)。 軸向相位穩(wěn)定，而徑向相位會(huì)有變化。 懸臂式轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)，軸向振動(dòng)有時(shí)甚至超越徑向振動(dòng)。 兩支承處軸向振動(dòng)相位接近。 往往是力不平衡和偶不平衡同時(shí)出現(xiàn)。 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系懸懸 臂臂 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 不不 平平 衡衡 當(dāng)旋轉(zhuǎn)的皮帶輪、齒輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子等有幾何偏心時(shí)，會(huì)在兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心連線方向上產(chǎn)生較大的1X振動(dòng)；偏心泵除產(chǎn)生1X振動(dòng)外，還由于流體不平衡會(huì)呵斥葉輪經(jīng)過頻率及倍頻的振動(dòng)。 垂直與程度方向振動(dòng)相位相差為0或180。 采用平衡的方法只能消除一方向的振動(dòng)。

6、典型的頻譜 相 位 關(guān) 系 彎曲的軸產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng) 假設(shè)彎曲接近軸的中部，占優(yōu)勢的是一倍頻；假設(shè)彎曲接近力偶，那么占優(yōu)勢的是二倍頻 振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速添加迅速添加，過了臨界轉(zhuǎn)速也一樣。 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系 有資料闡明現(xiàn)有企業(yè)在役設(shè)備3050存在不同程度的不對中，嚴(yán)重的不對中會(huì)呵斥設(shè)備部件的過早損 壞，同時(shí)會(huì)呵斥能源的浪費(fèi) 不對中既可產(chǎn)生徑向振動(dòng),又會(huì)產(chǎn)生軸向振動(dòng)；既會(huì)呵斥臨近聯(lián)軸節(jié)處支承的振動(dòng),也會(huì)呵斥遠(yuǎn)離聯(lián)軸節(jié)的自在端的振動(dòng)。不對中易產(chǎn)生2X振動(dòng)，嚴(yán)重的不對中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生類似松動(dòng)的高次諧波振動(dòng). 不對中分為角向不對中，平行不對中，軸承不對中 角不對中產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)，頻譜成分為1X和2X

7、； 常見1X、2X或3X都占優(yōu)勢的情況。 假設(shè)2X或3X超越1X的30到50，那么可以為是存在角不對中。 嚴(yán)重的角向不對中激起1轉(zhuǎn)速頻率的許多諧波頻率 聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸向振動(dòng)相位相差180. 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系角角 不不 對對 中中 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系平平 行行不不 對對 中中 平行不對中的振動(dòng)特性類似角不對中，但徑向振動(dòng)較大。 頻譜中2X較大，經(jīng)常超越1X，這與聯(lián)軸節(jié)構(gòu)造類型有關(guān)。. 角不對中和平行不對中嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多諧波的高諧次4X8X振動(dòng)。甚至出現(xiàn)類似機(jī)械松動(dòng)時(shí)出現(xiàn)完好系列的高頻諧波 聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)相位相差也是180。 軸承不對中或卡死將產(chǎn)生1X,2X軸向振動(dòng)，假設(shè)測試一側(cè)軸

8、承座的四等分點(diǎn)的振動(dòng)相位，對應(yīng)兩點(diǎn)的相位相差180。 經(jīng)過找對中無法消除振動(dòng)，只需卸下軸承重新安裝。 典型的頻譜 相 位 關(guān) 系軸軸 承承 不不 對對 中中 傳動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)頻率與系統(tǒng)的自然頻率一致時(shí)出現(xiàn)共振，使振動(dòng)急劇放大，導(dǎo)致過早損壞或?yàn)?zāi)難性的破壞這能夠是轉(zhuǎn)子的自然頻率，也經(jīng)常來源于支承框架，根底齒輪箱或皮帶 假設(shè)轉(zhuǎn)子處在或接近共振，由于很大的相位飄移，幾乎不能夠平衡掉，往往需求提高或降低自然頻率來改動(dòng)自然頻率自然頻率通常不隨轉(zhuǎn)速的變化而變化松動(dòng)本身不是純粹 的缺點(diǎn),不會(huì)直接 產(chǎn)生振動(dòng)，但它可 放大缺點(diǎn)的作用。A 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 框框 架架 或或 底底 座座 松松 動(dòng)動(dòng)B 軸軸 承承 座座 松松

9、動(dòng)動(dòng)C 軸軸 承承 等等部部 件件 配配 合合松松 動(dòng)動(dòng)A. 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 框框 架架/ 底底 座座 松松 動(dòng)動(dòng) 振 動(dòng) 特 征: 類似不平衡或不對中,頻譜主要以1X為主。 振動(dòng)具有部分性,只表如今松動(dòng)的轉(zhuǎn)子上。 相位分析可以提示在螺栓或機(jī)器底角與根底底板或根底本身的垂直方向丈量之間的相位差約90到100度。包括如下幾方面的缺點(diǎn)支腳、底板、水泥底座松動(dòng)/強(qiáng)度不夠；框架或底板變形；緊固螺絲松動(dòng)。B. 由于構(gòu)造由于構(gòu)造/ 軸承座晃動(dòng)或開裂引起的松動(dòng)軸承座晃動(dòng)或開裂引起的松動(dòng) 振動(dòng)特征: 主要以2X為特征(主要是徑向2X超越1X的50%) 幅值有時(shí)不穩(wěn)定 振動(dòng)只需伴隨其它缺點(diǎn)如不平衡或不對中時(shí)才有表現(xiàn)

10、,此時(shí)要消除平衡或?qū)χ袑⒑芾щy. 在間隙到達(dá)出現(xiàn)碰撞前,振動(dòng)主要是1X和2X；出現(xiàn)碰撞后,振動(dòng)將出現(xiàn)大量諧頻。包括如下幾方面的缺點(diǎn) 構(gòu)造或軸承座開裂 支承件長度不同引起的晃動(dòng) 部件間隙出現(xiàn)少量偏向時(shí)(尚無碰撞) 緊固螺絲松動(dòng)。C. 軸承在軸承座內(nèi)松動(dòng)或部件配合松動(dòng)軸承在軸承座內(nèi)松動(dòng)或部件配合松動(dòng) 振動(dòng)特征: 由于松動(dòng)的零部件對轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)力產(chǎn)生非線性的呼應(yīng)，經(jīng)常出現(xiàn)大量的高次諧頻,有時(shí)10X，甚至20X，松動(dòng)嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)半頻及諧頻(0.5X,1.5X.)成分。 半頻及諧頻往往隨不平衡或不對中等缺點(diǎn)出現(xiàn)。 振動(dòng)具有方向性和部分性。 振動(dòng)幅值變化較大，相位有時(shí)也不穩(wěn)定。包括如下幾方面的缺點(diǎn) 軸承在

11、軸承座內(nèi)松動(dòng) 軸承內(nèi)圈間隙大 軸承堅(jiān)持架在軸承蓋內(nèi)松動(dòng) 軸承松動(dòng)或與軸有相對轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與定子的摩擦?xí)浅鈬?yán)重的設(shè)備缺點(diǎn) 在摩擦過程中,轉(zhuǎn)子剛度發(fā)生改動(dòng)從而改動(dòng)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率,能夠激起一個(gè)或多個(gè)共振。 往往會(huì)激起亞諧波振動(dòng)(1/2X,1/3X.),嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)大量的諧頻(1/2X,1.5X,2.5X.)，并伴隨有噪音。類似粉筆在黑板上拖動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的寬帶噪聲軸徑和滑動(dòng)軸承鎢金干摩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子接觸葉輪與擴(kuò)壓器口接觸汽輪機(jī)葉片與靜葉嚴(yán)嚴(yán) 重重 摩摩 擦擦輕輕 微微 摩摩 擦擦軸與汽封摩擦聯(lián)軸器罩摩軸皮帶摩擦皮帶罩葉片摩擦外罩 典型的摩擦波形 滑動(dòng)軸承摩擦后期通常出現(xiàn)一系列完好的轉(zhuǎn)速頻率

12、諧波多達(dá)10X20X。 破碎的滑動(dòng)軸承往往產(chǎn)生垂直方向比程度方向振幅更大的振動(dòng)。 間隙過大的滑動(dòng)軸承能夠會(huì)導(dǎo)致不平衡、不對中引起的振動(dòng)更大。噪聲地平闡明間隙過大松動(dòng) 松動(dòng)，1/2X,1/3X等成分，隨負(fù)荷變化較大 烏金零落，1/2X及諧頻，幅值小于松動(dòng)譜 瓦塊損壞，1/3X渦動(dòng)，調(diào)油溫有效油膜窩動(dòng)頻譜油膜窩動(dòng)不穩(wěn)定出如今0.4-0.8轉(zhuǎn)速頻率范圍內(nèi)，經(jīng)常比較嚴(yán)重；油膜窩動(dòng)由油膜激起的振動(dòng)正常的任務(wù)形狀的偏移使油楔推軸在軸承內(nèi)作環(huán)繞運(yùn)動(dòng)油膜窩動(dòng)是不穩(wěn)定的，由于它增大離心力，離心力增大窩動(dòng)力，可使油膜不能再支承軸假設(shè)機(jī)器處在或高于2轉(zhuǎn)子自然頻率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠出現(xiàn)油膜振蕩，轉(zhuǎn)子進(jìn)入兩倍鄰界轉(zhuǎn)速時(shí)，油膜窩

13、動(dòng)頻率將非常接近鄰界轉(zhuǎn)速頻率，引起過大的振動(dòng)，油膜能夠不再具有支承才干窩動(dòng)速度實(shí)踐將鎖定在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速，雖然機(jī)器轉(zhuǎn)速升高，但是這個(gè)尖峰不能經(jīng)過它，產(chǎn)生以轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速頻率的橫向正進(jìn)動(dòng)亞諧波振動(dòng) 有資料顯示僅有1020的軸承到達(dá)或接近設(shè)計(jì)壽命.其他部分由于如下各種緣由達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命. 光滑不當(dāng),運(yùn)用錯(cuò)誤的光滑劑；光滑劑或軸承內(nèi)混入贓物或雜質(zhì)；運(yùn)輸或存放不當(dāng)；選型不當(dāng)、安裝錯(cuò)誤等. 振動(dòng)監(jiān)測的最終目的是經(jīng)過跟蹤軸承形狀了解何時(shí)需求改換軸承.位移,不易用于軸承的監(jiān)測。加速度,可早期發(fā)現(xiàn)軸承的缺點(diǎn)征兆,應(yīng)與速度聯(lián)用。運(yùn)用包絡(luò)技術(shù)或g扴E監(jiān) 測 參 數(shù) 的 選 擇 第一階段：滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)初始階段，出如今超

14、聲段20K60KHz,它們可用g扴E、高頻(HFD)g來丈量、評定。例如：某軸承在第一階段的尖峰能量值為0.25g扴E(實(shí)測數(shù)值與測試位置和機(jī)械轉(zhuǎn)速有關(guān)) 。 第二階段：滾動(dòng)軸承的細(xì)微缺點(diǎn)階段，開場“敲擊出軸承元件的自有頻率(fn)，普通在5002KHz30K到120K轉(zhuǎn)分范圍內(nèi)；振動(dòng)尖峰能量的總量值增大從0.25gsE添加到0.50gsE滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)四個(gè)階段 第三階段：滾動(dòng)軸承宏觀缺點(diǎn)階段，出現(xiàn)磨損缺點(diǎn)頻率調(diào)和波出現(xiàn)，有FFT,BSF,BPFO,BPFI及其諧波的出現(xiàn)；同時(shí)邊帶頻率的數(shù)量添加 第四階段：軸承缺點(diǎn)的最后階段，這一階段甚至影響1X分量，并引起其它倍頻分量2X、3X等的增大。軸承缺

15、點(diǎn)頻率和固有頻率開場“消逝被隨機(jī)的寬帶高頻噪音地平替代，高頻量和尖峰能量值很大。滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)四個(gè)階段滾動(dòng)軸承的四種缺點(diǎn)頻率及四個(gè)區(qū)域 滾動(dòng)軸承堅(jiān)持架缺點(diǎn)頻率：FTF 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)缺點(diǎn)頻率：BSF 滾動(dòng)軸承外環(huán)缺點(diǎn)頻率：BPFO 滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)缺點(diǎn)頻率：BPFI * A區(qū)域：常規(guī)機(jī)械缺點(diǎn)頻率區(qū) * B區(qū)域：滾動(dòng)軸承缺點(diǎn)頻率區(qū) * C區(qū)域：軸承零部件自振頻率區(qū) * D區(qū)域：振動(dòng)尖峰能量gsE區(qū)振動(dòng)尖峰能量gsE技術(shù) 振動(dòng)尖峰能量gsE利用高通濾波濾掉常規(guī)機(jī)械振動(dòng)缺點(diǎn)不平衡，不對中，松動(dòng)等頻率，只檢測高頻振動(dòng)，此頻率范圍內(nèi)滾動(dòng)軸承缺陷脈沖能激起機(jī)器零部件或構(gòu)造或振動(dòng)加速度計(jì)安裝固定共振頻率，作為

16、載頻調(diào)制軸承缺點(diǎn)頻率，并利用峰峰檢波檢測并堅(jiān)持高頻脈沖峰值，用衰減時(shí)間常數(shù)確定gsE頻譜的最高頻率Fmax這樣既堅(jiān)持了缺點(diǎn)的嚴(yán)重程度，又突出了缺點(diǎn)頻率基頻及其諧波頻率參見振動(dòng)分析和缺點(diǎn)診斷74頁滾 動(dòng) 軸 承 故 障 頻 譜滾 動(dòng) 軸 承 故 障 前 后gSE 譜十流體動(dòng)力激振 葉片經(jīng)過頻率BPF葉片數(shù)目轉(zhuǎn)速頻率在泵，風(fēng)機(jī)和緊縮機(jī)中，這種葉片經(jīng)過頻率總是有的，通常不成為缺點(diǎn)然而假設(shè)泵中旋轉(zhuǎn)葉片與靜止的擴(kuò)壓器之間在圓周方向上不均勻，那么能夠產(chǎn)生大幅值的葉片經(jīng)過頻率及其諧波而且，有時(shí)葉片經(jīng)過頻率及其諧波與系統(tǒng)的某自然頻率一致，產(chǎn)生大的振動(dòng)假設(shè)葉輪摩擦環(huán)卡住軸承，或者焊接固定的擴(kuò)壓器葉片損壞，那么能

17、夠產(chǎn)生大的葉片經(jīng)過頻率振動(dòng)管道的忽然彎曲，防礙流體流動(dòng)的妨礙物，阻尼器或者假設(shè)泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與其殼體中心不重合都會(huì)引起葉片經(jīng)過頻率的大振動(dòng)轉(zhuǎn)子葉片經(jīng)過頻率和靜子葉片經(jīng)過頻率紊流 風(fēng)機(jī)中由于分機(jī)流道中或管道中空氣的壓力或速度變化，經(jīng)常出現(xiàn)紊流這種流動(dòng)的中斷引起紊流，產(chǎn)生隨機(jī)的，低頻振動(dòng)，典型地在502000轉(zhuǎn)分頻率范圍內(nèi)假設(shè)緊縮機(jī)內(nèi)出現(xiàn)喘振，那么能夠出現(xiàn)隨機(jī)的寬帶高頻振動(dòng)過大的紊流也能夠激起寬帶高頻振動(dòng)詳見振動(dòng)分析和缺點(diǎn)診斷82頁氣穴 氣穴通常產(chǎn)生隨機(jī)的，較高頻率寬帶能量，有時(shí)疊加葉片經(jīng)過頻率的諧波頻率通常指示進(jìn)口壓力不夠缺乏流表達(dá)象假設(shè)不采取措施排除，氣穴對泵內(nèi)部能夠非常有害它能夠部分侵蝕葉輪的葉片存在氣穴時(shí)，經(jīng)常發(fā)出象卵石經(jīng)過泵的聲音氣穴通常是進(jìn)口流量不夠引起的能夠這次丈量時(shí)出現(xiàn)，下次丈量時(shí)沒有了假設(shè)改動(dòng)進(jìn)口閥門的設(shè)定的話 正 常 的 頻 譜 出 現(xiàn) 所 有 轉(zhuǎn) 軸 的1X 和 嚙 合 頻 率(GMF)。 齒 輪 嚙 合 頻 率 的 兩 側(cè) 有 轉(zhuǎn) 速 邊 帶， 其 峰 值 較 小。 齒 磨 損：齒 輪 固 有 頻 率 出 現(xiàn)，且 有 磨 損 齒 輪 所 在 軸 的 轉(zhuǎn) 速 邊 帶