振動(dòng)信號(hào)分析方法ppt課件

1、1、時(shí)域波形分析2、概貌圖3、振動(dòng)趨勢(shì)圖4、頻譜圖5、包絡(luò)解調(diào)譜(gse譜/峰值能量譜)2幅值分析：振動(dòng)總值振動(dòng)水平、烈度）、變化趨勢(shì)、頻譜分析：引起設(shè)備振動(dòng)原因的具體分析相位分析：設(shè)備振動(dòng)原因的進(jìn)一步確認(rèn)、共振相頻特性）、動(dòng)平衡分析波形分析：振動(dòng)總值峰值、峰峰值）、周期、拍節(jié)峰值能量譜分析：軸承、齒輪簡(jiǎn)易分析方法精密診斷的方法 頻譜分析法 趨勢(shì)分析法 通頻值趨勢(shì)分析、頻譜趨勢(shì)分析 時(shí)域分析法 波形分析、相關(guān)函數(shù)分析 倒頻譜分析法 模態(tài)分析法 包絡(luò)解調(diào)法其他數(shù)學(xué)方法 模式識(shí)別法 模糊診斷法 故障樹(shù)診斷法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 小波分析法 灰色系統(tǒng)法 分形幾何法 EMD方法1 1、時(shí)域波形、時(shí)域波形1.圖

2、譜對(duì)監(jiān)測(cè)、診斷起到什么作用？2.用戶(hù)會(huì)如何使用察看圖譜？1.圖譜對(duì)監(jiān)測(cè)、診斷起到什么作用？2.用戶(hù)會(huì)如何使用察看圖譜？2 2、概貌圖、概貌圖3 3、振動(dòng)趨勢(shì)圖、振動(dòng)趨勢(shì)圖趨勢(shì)分析法的理論根據(jù) 監(jiān)視機(jī)器的劣化過(guò)程 預(yù)測(cè)機(jī)器的失效時(shí)間正常使用期耗損期磨合期故障率時(shí)間“浴盆曲線”停機(jī)日期報(bào)警日期故障征兆時(shí)間劣化曲線報(bào)警值危險(xiǎn)值趨勢(shì)分析法通頻值趨勢(shì)分析通頻值趨勢(shì)分析 簡(jiǎn)單易行簡(jiǎn)單易行 不易發(fā)現(xiàn)早期故障不易發(fā)現(xiàn)早期故障頻譜趨勢(shì)分析頻譜趨勢(shì)分析 能早期發(fā)現(xiàn)齒輪、軸承等早期故能早期發(fā)現(xiàn)齒輪、軸承等早期故障障 能較快判定故障的部位能較快判定故障的部位復(fù)雜振動(dòng)信號(hào)從時(shí)域很難分辨出其含有哪些簡(jiǎn)諧振動(dòng)成分怎么辦？4

3、 4、頻譜圖、頻譜圖答：從頻域看。頻譜圖按頻率規(guī)律排列起來(lái)的各簡(jiǎn)諧振動(dòng)成分要得到頻域的數(shù)據(jù)，是通過(guò)離散傅里葉變換DFT實(shí)現(xiàn)的 幅值譜 橫坐標(biāo)：頻率 kf 縱坐標(biāo): X(k) 的模 功率譜 橫坐標(biāo)：頻率 kf 縱坐標(biāo): X(k) 模的平方Nk, 2 , 1102)(NnNnkjetnxfkX常見(jiàn)信號(hào)頻譜DFT是為了便于計(jì)算機(jī)處理而對(duì)FT改造構(gòu)造出的變換.它可以將N個(gè)時(shí)域的點(diǎn)與N個(gè)頻域的點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái).Nk, 2 , 1102)(NnNnkjetnxfkX dtetxfXftj2FTDFT10/21NkNnkjefkXNtnxIDFTNn, 2 , 1采樣定理時(shí)域時(shí)域離散離散采樣采樣時(shí)域時(shí)域加窗加窗截

4、斷截?cái)囝l域頻域離散離散采樣采樣DFT采樣間隔頻率混疊頻率泄漏頻域分辨率柵欄效應(yīng)FT采樣頻率快速傅里葉變換(FFT)與DFT本質(zhì)是一致的,只不過(guò)是DFT的一種快速實(shí)現(xiàn)算法其速度是DFT的數(shù)十倍因此，利用FFT求解頻譜圖是目前應(yīng)用最廣泛的方法10/21NkNnkjefkXNtnxNk, 2 , 1102)(NnNnkjetnxfkXDFTIDFTNn, 2 , 1max456. 2ffs采樣頻率fs）：指振動(dòng)信號(hào)通過(guò)電路傳入數(shù)采設(shè)備后，(通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的速率。也即：每秒鐘采得的振動(dòng)信號(hào)樣本的點(diǎn)數(shù)。采樣定理：如果需要分析的最高頻率為fmax，那么fs必須至少是fmax的2倍，工程上，一

5、般取2.56倍。采樣間隔(t):時(shí)域圖中兩采樣點(diǎn)間的間隔sft1sfts00195. 0512011采樣頻率Hzfs5120最大分析頻率Hzf2000max采樣間隔信號(hào)采樣長(zhǎng)度T=信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)N采樣間隔t采樣長(zhǎng)度TsfNtNTs2 . 051201024*信號(hào)采樣點(diǎn)數(shù)sfts00195. 0512011采樣間隔1024N加矩形窗效果示意圖頻率泄漏頻域分辨率(f)：頻域兩譜線間距離Nffslinesff#max分析線數(shù)(#lines):頻譜圖上有效的譜線數(shù)56. 2#Nlines Nffs采樣點(diǎn)數(shù)的選擇N不能無(wú)限長(zhǎng)，采樣點(diǎn)數(shù)一般選擇2M。對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械，一般是整周期采樣。例如 采樣點(diǎn)數(shù)(N)：102

6、4點(diǎn)1K） 采樣頻率(fs)：2048Hz2K） 采樣時(shí)間(T)：0.5s 采樣間隔(t)：約0.000488s 分析線數(shù)(#lines)：1024/2.56=400線 頻率分辨率(f) ：2048/1024=2Hz 最高分析頻率(fmax) ：800Hz軸承、齒輪箱等沖擊類(lèi)故障軸承、齒輪箱等沖擊類(lèi)故障 基本原理：調(diào)制與解調(diào)(modulation/demodulation) 基本方法：包絡(luò)(enveloping) 基本參數(shù)：gSE值 (Spike Energy in g, g=10m/s2)5 5、包絡(luò)解調(diào)譜、包絡(luò)解調(diào)譜(gse(gse譜譜/ /峰值能量譜峰值能量譜) )包絡(luò)解調(diào)基本原理：什么

7、是調(diào)制？！包絡(luò)解調(diào)基本原理：什么是調(diào)制？！敲杯子的信號(hào)敲杯子的信號(hào)原始數(shù)據(jù)頻率包絡(luò)頻率gSE值gSE譜/包絡(luò)譜包絡(luò)波形Accelerometer1#(High SNR)Bearing with outer race faultNormal BearingAccelerometer2#(Low SNR)1 1、遼陽(yáng)石化鍋爐裝置、遼陽(yáng)石化鍋爐裝置1 1爐乙側(cè)排粉機(jī)不爐乙側(cè)排粉機(jī)不平衡故障平衡故障2 2、高碑店污水處理廠消化泵軸承故障、高碑店污水處理廠消化泵軸承故障3 3、獨(dú)山子石化乙烯裝置輕烴反應(yīng)高速泵、獨(dú)山子石化乙烯裝置輕烴反應(yīng)高速泵齒輪箱故障齒輪箱故障 遼化鍋爐裝置遼化鍋爐裝置1爐乙側(cè)排粉機(jī)爐

8、乙側(cè)排粉機(jī) 一、排粉機(jī)概況一、排粉機(jī)概況二、故障原因分析二、故障原因分析三、故障解決方案三、故障解決方案運(yùn)行狀態(tài)圖運(yùn)行狀態(tài)圖趨勢(shì)圖趨勢(shì)圖 測(cè)點(diǎn)：測(cè)點(diǎn)：GL#1PF2_4h頻譜圖頻譜圖1爐乙側(cè)排粉機(jī)的振動(dòng)4h點(diǎn)水平速度值最大達(dá)到4.63mm/s使用BH500測(cè)量顯示如上圖振動(dòng)一直很大；從頻譜圖上分析1倍頻的數(shù)值很大綜上：可能為不平衡故障1、動(dòng)平衡后的振動(dòng)數(shù)值4h點(diǎn)振動(dòng)從89m 減小到12m。速度值從4.63mm/s減低到1.08mm/s。機(jī)組運(yùn)行恢復(fù)正常狀態(tài)。2、利用BH500掌上智能巡檢儀及智能維修管理系統(tǒng)系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)維修，從而可避免因事后維修所造成的相關(guān)損失，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行，起到了重要

9、的參考作用。 動(dòng)平衡前動(dòng)平衡前動(dòng)平衡后動(dòng)平衡后高碑店污水處理廠消化加熱循環(huán)泵故障高碑店污水處理廠消化加熱循環(huán)泵故障 一、消化加熱循環(huán)泵概況二、故障原因分析三、故障解決方案消化加熱循環(huán)泵實(shí)物照片和BH500設(shè)備組態(tài)圖巡檢人員通過(guò)每天對(duì)所監(jiān)測(cè)的設(shè)備進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)一臺(tái)二期消化加熱循環(huán)泵即13號(hào)右側(cè)振動(dòng)值偏大。螺桿泵由電機(jī)通過(guò)減速箱減速后轉(zhuǎn)速為210RPM，BH500巡檢儀對(duì)電機(jī)出口側(cè)、齒輪箱入口側(cè)和泵側(cè)軸承進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要通過(guò)加速度傳感器對(duì)軸承箱進(jìn)行加速度振動(dòng)值測(cè)量，并配合進(jìn)行g(shù)SE分析，發(fā)現(xiàn)加速度值和gSE值都偏大。13號(hào)右側(cè)4h和16號(hào)右側(cè)4h加速度振動(dòng)值比較 13號(hào)右側(cè)4V和16號(hào)右側(cè)4V加速度

10、振動(dòng)值比較 16號(hào)泵右側(cè)號(hào)泵右側(cè)正常正常13號(hào)泵右側(cè)號(hào)泵右側(cè)明顯偏大明顯偏大!13號(hào)右側(cè)4#測(cè)點(diǎn)gSE分析4h測(cè)點(diǎn)GSE沖擊診斷圖譜4v測(cè)點(diǎn)GSE沖擊診斷圖譜gSE值大！值大！包絡(luò)波形存在尖峰包絡(luò)波形存在尖峰!表明存在沖擊性故障表明存在沖擊性故障gSE譜譜(包絡(luò)譜包絡(luò)譜)精密診斷精密診斷 特征頻率有兩個(gè)f01100，f02115Hz，且在200220Hz、300345Hz、400460Hz處分別有這兩個(gè)特征頻率的2倍、3倍和4倍頻特征。 由于測(cè)量條件惡劣，信號(hào)信噪比不夠理想，頻譜尖峰不明顯，但仍能大致分析出上述特征頻率13號(hào)右側(cè)泵4通道gSE譜(包絡(luò)譜)放大圖兩個(gè)特征頻率及其倍頻測(cè)量位置靠近滾

11、動(dòng)軸承，且為沖擊性故障 ；考慮到存在兩個(gè)特征頻率，可能是滾動(dòng)軸承的部件上存在缺陷gSE值超大已經(jīng)比較明顯，說(shuō)明故障已經(jīng)不可忽略，建議做好維修準(zhǔn)備13號(hào)右側(cè)泵4通道圓錐滾子軸承外圈損壞情況13號(hào)右側(cè)泵4通道圓錐滾子軸承滾動(dòng)體損壞情況獨(dú)山子石化乙烯裝置獨(dú)山子石化乙烯裝置輕烴反應(yīng)高速反應(yīng)泵齒輪箱故障輕烴反應(yīng)高速反應(yīng)泵齒輪箱故障 一、高速反應(yīng)泵概況二、故障原因分析三、故障解決方案高速反應(yīng)泵測(cè)點(diǎn)示意圖輕烴高速泵齒輪箱加速度趨勢(shì)圖名 稱(chēng)傳 動(dòng) 比轉(zhuǎn)速(r/min)轉(zhuǎn) 頻/Hz嚙合頻率/Hz低速軸116642950.0049.175703.33中速軸751055346.8889.119357.03高速軸7485.63124.76名稱(chēng)內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)頻率（Hz）外圈旋轉(zhuǎn)頻率（Hz）滾動(dòng)體保持架組件旋轉(zhuǎn)頻率（Hz）滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)頻率（Hz）滾動(dòng)體滾過(guò)內(nèi)圈滾道上一點(diǎn)的頻率（Hz）滾動(dòng)體滾過(guò)外圈滾道上一點(diǎn)的頻率（Hz）滾動(dòng)體上一點(diǎn)滾過(guò)內(nèi)外圈滾道的頻率（Hz）低速軸49.667019.045100.746244.976152.357201.493中速軸90.021034.518182.603444.019276.148365.