機械故障診斷學(xué)第2章3章

1、 姓名：田永慶 電話Mail:T設(shè)備的設(shè)計、材料或使用缺陷設(shè)備的設(shè)計、材料或使用缺陷 例如零件原始制造誤差例如零件原始制造誤差 運動副之間的間隙運動副之間的間隙 零件間的滾動及相互摩擦零件間的滾動及相互摩擦 回轉(zhuǎn)機件中產(chǎn)生的不平衡或沖擊等回轉(zhuǎn)機件中產(chǎn)生的不平衡或沖擊等 第二章、簡易振動診斷技術(shù)研究振動的目的研究振動的目的 檢查機器運轉(zhuǎn)時的振動特性，以檢驗產(chǎn)品質(zhì)量；檢查機器運轉(zhuǎn)時的振動特性，以檢驗產(chǎn)品質(zhì)量； 測定機械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性，以便確定機器設(shè)備承受振測定機械系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性，以便確定機器設(shè)備承受振動和沖擊的能力，并為產(chǎn)品的改進設(shè)計提供依據(jù)；動和沖擊的能力，并為

2、產(chǎn)品的改進設(shè)計提供依據(jù)； 分析振動產(chǎn)生的原因，尋找振源，以便有效地采取減振和分析振動產(chǎn)生的原因，尋找振源，以便有效地采取減振和隔振措施；隔振措施； 對運動中的機器進行故障監(jiān)控，以避免重大事故。對運動中的機器進行故障監(jiān)控，以避免重大事故。激勵激勵機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)響應(yīng)響應(yīng)振動研究振動研究振動分析：振動分析：已知激勵條件和系統(tǒng)的振動特性，欲求系統(tǒng)的響應(yīng)；已知激勵條件和系統(tǒng)的振動特性，欲求系統(tǒng)的響應(yīng)；系統(tǒng)識別：系統(tǒng)識別：已知系統(tǒng)的激勵條件和系統(tǒng)的響應(yīng)，要確定系統(tǒng)的已知系統(tǒng)的激勵條件和系統(tǒng)的響應(yīng)，要確定系統(tǒng)的特性特性 系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性測試問題；系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性測試問題；環(huán)境預(yù)測：環(huán)境預(yù)測：已知系統(tǒng)的振動

3、特性和系統(tǒng)的響應(yīng)，欲確定系統(tǒng)的已知系統(tǒng)的振動特性和系統(tǒng)的響應(yīng)，欲確定系統(tǒng)的激勵狀態(tài)激勵狀態(tài) 尋求振源的問題。尋求振源的問題。 振動的分類振動的分類 分類分類名名 稱稱主要特征與說明主要特征與說明按振按振動產(chǎn)動產(chǎn)生的生的原因原因自由振動自由振動系統(tǒng)受初始干擾或外部激振力取消后，系統(tǒng)本身由彈性恢復(fù)力系統(tǒng)受初始干擾或外部激振力取消后，系統(tǒng)本身由彈性恢復(fù)力和慣性力來維持的振動。當(dāng)系統(tǒng)無阻尼時，振動頻率為系統(tǒng)的和慣性力來維持的振動。當(dāng)系統(tǒng)無阻尼時，振動頻率為系統(tǒng)的固有頻率；當(dāng)系統(tǒng)存在阻尼時，其振動幅度將逐漸減弱固有頻率；當(dāng)系統(tǒng)存在阻尼時，其振動幅度將逐漸減弱受迫振動受迫振動由于外界持續(xù)干擾引起和維持的振

4、動，系統(tǒng)的振動頻率為激振由于外界持續(xù)干擾引起和維持的振動，系統(tǒng)的振動頻率為激振頻率頻率自激振動自激振動系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有反饋特性時，在一定條件下，沒有系統(tǒng)在輸入和輸出之間具有反饋特性時，在一定條件下，沒有外部激振力而由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種穩(wěn)定外部激振力而由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的交變力激發(fā)和維持的一種穩(wěn)定的周期性振動，其振動頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率的周期性振動，其振動頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率分類分類名名 稱稱主要特征與說明主要特征與說明按系統(tǒng)按系統(tǒng)的自由的自由度度單自由度系統(tǒng)振動單自由度系統(tǒng)振動用一個獨立變量就能表示系統(tǒng)振動用一個獨立變量就能表示系統(tǒng)振動多自由度系統(tǒng)振動多自由度系統(tǒng)

5、振動須用多個獨立變量表示系統(tǒng)振動須用多個獨立變量表示系統(tǒng)振動連續(xù)彈性體振動連續(xù)彈性體振動須用無限多個獨立變量表示系統(tǒng)振動須用無限多個獨立變量表示系統(tǒng)振動按系統(tǒng)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參結(jié)構(gòu)參數(shù)的特數(shù)的特性性線性振動線性振動可以用常系數(shù)線性微分方程來描述，系統(tǒng)的慣性力、可以用常系數(shù)線性微分方程來描述，系統(tǒng)的慣性力、阻尼力和彈性力分別與振動加速度、速度和位移成正阻尼力和彈性力分別與振動加速度、速度和位移成正比比非線性振動非線性振動要用非線性微分方程來描述，即微分方程中出現(xiàn)非線要用非線性微分方程來描述，即微分方程中出現(xiàn)非線性項性項按按振振動動的的規(guī)規(guī)律律分分 二簡諧振動第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述1、簡易振動診斷技術(shù)

6、的特點、簡易振動診斷技術(shù)的特點 使用各種較簡單、易于攜帶和便于在現(xiàn)場使用的振動診斷儀器及檢測儀使用各種較簡單、易于攜帶和便于在現(xiàn)場使用的振動診斷儀器及檢測儀表；表；由設(shè)備維護檢修人員在生產(chǎn)現(xiàn)場進行；由設(shè)備維護檢修人員在生產(chǎn)現(xiàn)場進行；僅對設(shè)備有無故障、嚴重程度及其發(fā)展趨勢做出定性初判；僅對設(shè)備有無故障、嚴重程度及其發(fā)展趨勢做出定性初判；涉及的技術(shù)知識和經(jīng)驗比較簡單，易于學(xué)習(xí)和掌握；涉及的技術(shù)知識和經(jīng)驗比較簡單，易于學(xué)習(xí)和掌握；需要把采集的故障信號儲存建檔。需要把采集的故障信號儲存建檔。簡易振動診斷技術(shù)簡易振動診斷技術(shù) 2、簡易振動診斷應(yīng)該達到的目的：、簡易振動診斷應(yīng)該達到的目的： 根據(jù)劣化趨勢管

7、理，早期發(fā)現(xiàn)異常。根據(jù)劣化趨勢管理，早期發(fā)現(xiàn)異常。 依據(jù)趨勢管理數(shù)據(jù)外推，預(yù)測故障發(fā)生時間。依據(jù)趨勢管理數(shù)據(jù)外推，預(yù)測故障發(fā)生時間。 依據(jù)自動切斷等有效方法，保護設(shè)備安全。依據(jù)自動切斷等有效方法，保護設(shè)備安全。 依據(jù)檢測分析，選定需作精密診斷的對象。依據(jù)檢測分析，選定需作精密診斷的對象。第二節(jié)機械振動的一般描述 一、振動的產(chǎn)生二、簡諧振動簡諧振動正弦表達形式 D（t）=Dsin（2/T）t+ D最大振幅，又稱峰值，單位mm或 m T振動周期，單位s 振動初始相位，單位ard 振動的三要素即使振幅、頻率、頻率和相位。簡易振動信號的幅值域分析簡易振動信號的幅值域分析 有效值有效值=0.707峰值峰

8、值=1.11平均值平均值峰值峰值=1.414有效值有效值=1.57平均值平均值平均值平均值=0.637峰值峰值=0.90有效值有效值峰峰值峰峰值=2峰值峰值 簡易振動監(jiān)測參數(shù)的測量簡易振動監(jiān)測參數(shù)的測量 1.監(jiān)測參數(shù)的選取監(jiān)測參數(shù)的選取 低頻選位移、中頻選速度、高頻低頻選位移、中頻選速度、高頻選加速度作為測量參數(shù)選加速度作為測量參數(shù)傳感器的典型安裝方式傳感器的典型安裝方式 2. 監(jiān)測點的選定監(jiān)測點的選定敏感點敏感點-振動部位振動部位關(guān)鍵點關(guān)鍵點-離監(jiān)測零離監(jiān)測零件最近的部位件最近的部位易損點易損點-容易產(chǎn)生容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的部位劣化現(xiàn)象的部位注意事項：注意事項：（1）避免高溫環(huán)境。）避免高溫環(huán)

9、境。（2）低頻振動兩個方向；高頻振動一個方）低頻振動兩個方向；高頻振動一個方向即可。向即可。（3）減少中間環(huán)節(jié)。）減少中間環(huán)節(jié)。（4）足夠的剛度。）足夠的剛度。（5）監(jiān)測點要固定不變。）監(jiān)測點要固定不變。3. 監(jiān)測周期的確定監(jiān)測周期的確定定期巡檢定期巡檢隨機點檢隨機點檢 長期連續(xù)監(jiān)測長期連續(xù)監(jiān)測 一、測振傳感器一、測振傳感器 振動加速度傳感器振動加速度傳感器 050kHz 振動位移傳感器振動位移傳感器 010kHz 振動速度傳感器振動速度傳感器 10Hz2kHz 第四節(jié)第四節(jié) 簡易振動診斷的常用儀器設(shè)備簡易振動診斷的常用儀器設(shè)備 渦流式位移傳感器的工作原理圖渦流式位移傳感器的工作原理圖 渦流式

10、位移傳感器渦流式位移傳感器 渦流式位移傳感器典型的安裝方式渦流式位移傳感器典型的安裝方式 (1)被測物體性能；被測物體性能；(2)被測物體尺寸；被測物體尺寸；(3)被測物體表面加工狀況；被測物體表面加工狀況；(4)被測物體材料；被測物體材料；(5)被測物體表面鍍層；被測物體表面鍍層；(6)被測物體表面殘磁效應(yīng)。被測物體表面殘磁效應(yīng)。被測物體的性能參數(shù)影響整個傳感器系統(tǒng)的性能：被測物體的性能參數(shù)影響整個傳感器系統(tǒng)的性能： 磁電式速度傳感器磁電式速度傳感器 以振動體的振動速度為測量目標(biāo)的傳感器稱為速度傳以振動體的振動速度為測量目標(biāo)的傳感器稱為速度傳感器，適用于測量殼體的振動、感器，適用于測量殼體的

11、振動、 軸的絕對振動等。常用的軸的絕對振動等。常用的速度傳感器為（具有彈簧速度傳感器為（具有彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的）磁電式傳感器。它質(zhì)量系統(tǒng)的）磁電式傳感器。它測量的信號是被振動物體相對于大地或慣性空間的絕對運測量的信號是被振動物體相對于大地或慣性空間的絕對運動，因此又稱之為慣性式傳感器或地震式傳感器。動，因此又稱之為慣性式傳感器或地震式傳感器。 傳感器工作時，工作線圈的輸出電壓與被測振動體的傳感器工作時，工作線圈的輸出電壓與被測振動體的速度成正比，因此，經(jīng)過換算便可求得振動物體的速度。速度成正比，因此，經(jīng)過換算便可求得振動物體的速度。壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器 利用晶體的壓電效應(yīng)原理制成

12、，它輸出的電荷利用晶體的壓電效應(yīng)原理制成，它輸出的電荷量與它的殼體所承受的加速度值成正比量與它的殼體所承受的加速度值成正比 體積小、頻響寬、相頻特性好體積小、頻響寬、相頻特性好 是目前使用最普遍的傳感器是目前使用最普遍的傳感器 每個加速度傳感器有兩個或多個裝在一個相當(dāng)大的質(zhì)每個加速度傳感器有兩個或多個裝在一個相當(dāng)大的質(zhì)量塊下的壓電片，并通過強彈簧壓緊在一個相當(dāng)厚量塊下的壓電片，并通過強彈簧壓緊在一個相當(dāng)厚的金屬基座上。在一定頻率范圍內(nèi)，的金屬基座上。在一定頻率范圍內(nèi)， 壓電片所呈現(xiàn)的壓電片所呈現(xiàn)的電荷量將和加速度傳感器所承受的加速度成正比。電荷量將和加速度傳感器所承受的加速度成正比。前置放大器

13、前置放大器 v作用：進行阻抗變換，把高阻抗輸出變換為低阻抗輸出作用：進行阻抗變換，把高阻抗輸出變換為低阻抗輸出 放大壓電式傳感器輸出的微弱信號放大壓電式傳感器輸出的微弱信號v電荷放大器：輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大電荷放大器：輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器，受電纜電容的影響很小。器，受電纜電容的影響很小。 v電壓放大器：輸出電壓與輸入電壓成正比。對電纜對地電壓放大器：輸出電壓與輸入電壓成正比。對電纜對地電容的變化非常敏感電容的變化非常敏感 影響因素影響因素 1）濕度；）濕度；2）環(huán)境溫度；）環(huán)境溫度；3）電纜噪聲；）電纜噪聲；4）接地回路噪聲；）接地回路噪聲；5）傳感器橫向靈敏

14、度；）傳感器橫向靈敏度；6）傳感器安裝方式。）傳感器安裝方式。加速度傳感器的安裝方法及特點加速度傳感器的安裝方法及特點 注意點注意點 1）長期監(jiān)測、頻譜分析：雙頭螺栓連接；）長期監(jiān)測、頻譜分析：雙頭螺栓連接；2）安裝點避開高溫、潮濕、帶電點；）安裝點避開高溫、潮濕、帶電點；3）傳感器電纜固定在機器表面；）傳感器電纜固定在機器表面；4）用手固定時探頭要垂直于基線，幾次測量）用手固定時探頭要垂直于基線，幾次測量在同一方向、同一點，用力要適中，防止在同一方向、同一點，用力要適中，防止共振。共振。二、記錄儀器二、記錄儀器 電子示波器電子示波器 光線示波器光線示波器 磁帶記錄儀磁帶記錄儀 X-Y記錄儀記

15、錄儀 電平記錄儀電平記錄儀 三、簡易診斷儀器三、簡易診斷儀器 振動計振動計一般只測一個物理量，讀取一個有效值或峰值。一般只測一個物理量，讀取一個有效值或峰值。 振動測量儀振動測量儀可測振動位移、速度和加速度三個物理量可測振動位移、速度和加速度三個物理量 沖擊振動測量儀沖擊振動測量儀測量振動高頻成分的大小，常用于檢測量振動高頻成分的大小，常用于檢測滾動軸承等的狀態(tài)。測滾動軸承等的狀態(tài)。 一、振動監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)一、振動監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn) 絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)絕對判斷標(biāo)準(zhǔn) 相對判斷標(biāo)準(zhǔn)相對判斷標(biāo)準(zhǔn) 類比判斷標(biāo)準(zhǔn)類比判斷標(biāo)準(zhǔn) 第五節(jié)第五節(jié) 簡易振動監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及機器狀態(tài)評價簡易振動監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及機器狀態(tài)評價 診斷標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與相對性

16、診斷標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性與相對性 明確標(biāo)準(zhǔn)所適用的診斷對象和應(yīng)用范圍明確標(biāo)準(zhǔn)所適用的診斷對象和應(yīng)用范圍 標(biāo)準(zhǔn)的綜合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的綜合應(yīng)用 如何在診斷中正確使用標(biāo)準(zhǔn)，須著重處理好三個問題：如何在診斷中正確使用標(biāo)準(zhǔn)，須著重處理好三個問題： 絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)絕對判斷標(biāo)準(zhǔn) 將被測量值與事先設(shè)定的將被測量值與事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)狀標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)門檻值態(tài)門檻值”相比較以判定設(shè)備運行狀態(tài)相比較以判定設(shè)備運行狀態(tài)的一類標(biāo)準(zhǔn)。常用的振動判斷絕對標(biāo)準(zhǔn)的一類標(biāo)準(zhǔn)。常用的振動判斷絕對標(biāo)準(zhǔn)有有ISO 2372、ISO 3495、VDI 2056、BS 4675、GB 6075-85、ISO 10816等。等。 機械設(shè)備振動速度分級標(biāo)準(zhǔn)機械設(shè)備振

17、動速度分級標(biāo)準(zhǔn) 相對判斷標(biāo)準(zhǔn)相對判斷標(biāo)準(zhǔn) 將設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時所測得的值定為初始值，然將設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時所測得的值定為初始值，然后對同一部位進行測定并進行比較，實測值與初始后對同一部位進行測定并進行比較，實測值與初始值相比的倍數(shù)叫相對標(biāo)準(zhǔn)。值相比的倍數(shù)叫相對標(biāo)準(zhǔn)。 振動相對判別標(biāo)準(zhǔn)振動相對判別標(biāo)準(zhǔn) 區(qū)域區(qū)域低頻振動低頻振動高頻振動高頻振動注意區(qū)域注意區(qū)域1.52倍倍3倍倍異常區(qū)域異常區(qū)域4倍倍6倍倍 類比判斷標(biāo)準(zhǔn)類比判斷標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)臺同樣規(guī)格的設(shè)備在相同條件下運行時，通數(shù)臺同樣規(guī)格的設(shè)備在相同條件下運行時，通過對各設(shè)備相同部件的測試結(jié)果進行比較，確定設(shè)過對各設(shè)備相同部件的測試結(jié)果進行比較，確定設(shè)備的運行

18、狀態(tài)。類比時所確定的機器正常運行時振備的運行狀態(tài)。類比時所確定的機器正常運行時振動的允許值即為類比判斷標(biāo)準(zhǔn)。動的允許值即為類比判斷標(biāo)準(zhǔn)。 二、機器狀態(tài)評價二、機器狀態(tài)評價 用于機器狀態(tài)評價的測量參數(shù)常用的有：用于機器狀態(tài)評價的測量參數(shù)常用的有： 軸承的絕對振動軸承的絕對振動 軸的相對振動軸的相對振動 滾動軸承狀況單位值滾動軸承狀況單位值 軸的相對軸向位置軸的相對軸向位置 機器評價包括以下幾個方面內(nèi)容機器評價包括以下幾個方面內(nèi)容： 測量一個或多個參數(shù)，如機械振動、溫度等測量一個或多個參數(shù)，如機械振動、溫度等 確定相應(yīng)的測量單位，如振動速度的均方根值、攝氏確定相應(yīng)的測量單位，如振動速度的均方根值、

19、攝氏度等度等 建立和確定機器測量參數(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)，將測量值與允建立和確定機器測量參數(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)，將測量值與允許和極限值進行比較許和極限值進行比較 對測量值隨時間的變化作出評估，考慮其歷程或趨勢對測量值隨時間的變化作出評估，考慮其歷程或趨勢鍋爐除塵風(fēng)機測點布置簡圖鍋爐除塵風(fēng)機測點布置簡圖 三、設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢分析三、設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢分析 主要作用主要作用： 對設(shè)備故障實行趨勢管理，可以預(yù)測設(shè)備狀態(tài)未來的對設(shè)備故障實行趨勢管理，可以預(yù)測設(shè)備狀態(tài)未來的發(fā)展趨勢。發(fā)展趨勢。 掌握設(shè)備狀態(tài)變化的趨勢，有利于分析故障的性質(zhì)。掌握設(shè)備狀態(tài)變化的趨勢，有利于分析故障的性質(zhì)。通過趨勢圖，可以看出機器狀態(tài)劣化的速度

20、。速度快通過趨勢圖，可以看出機器狀態(tài)劣化的速度。速度快是突發(fā)故障的信號，如油膜振蕩、葉片脫落或機件刮是突發(fā)故障的信號，如油膜振蕩、葉片脫落或機件刮斷等，劣化速度慢，則是磨損故障的特征。斷等，劣化速度慢，則是磨損故障的特征。 實現(xiàn)特征頻率分量的幅值變化的趨勢管理，可監(jiān)視設(shè)實現(xiàn)特征頻率分量的幅值變化的趨勢管理，可監(jiān)視設(shè)備總體狀態(tài)變化，也能診斷故障的原因。備總體狀態(tài)變化，也能診斷故障的原因。 設(shè)備的狀態(tài)趨勢管理圖設(shè)備的狀態(tài)趨勢管理圖 不同變化率的狀態(tài)趨勢管理圖不同變化率的狀態(tài)趨勢管理圖 一、簡易振動診斷的開展方法一、簡易振動診斷的開展方法 第六節(jié)第六節(jié) 簡易振動診斷的開展方法與實施簡易振動診斷的開展

21、方法與實施 定機組定機組 定人員定人員 定儀器定儀器 定標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)準(zhǔn) 定路徑定路徑 定周期定周期 定測點定測點 定參數(shù)定參數(shù) 八定八定二、現(xiàn)場簡易振動診斷的實施二、現(xiàn)場簡易振動診斷的實施 三個環(huán)節(jié)：三個環(huán)節(jié)：準(zhǔn)備工作、診斷實施、決策與驗證準(zhǔn)備工作、診斷實施、決策與驗證六個步驟六個步驟 ： （1）診斷對象的確定）診斷對象的確定 （2）診斷方案的確定）診斷方案的確定 （3）進行振動測量與信號分析）進行振動測量與信號分析 （4）實施狀態(tài)判別）實施狀態(tài)判別 （5）做出診斷決策）做出診斷決策 （6）檢查驗證）檢查驗證診斷對象的確定診斷對象的確定 有重點地選定用作監(jiān)測對象的設(shè)備、應(yīng)盡量多地覆蓋設(shè)備種類有重點

22、地選定用作監(jiān)測對象的設(shè)備、應(yīng)盡量多地覆蓋設(shè)備種類 一般是連續(xù)作業(yè)和流程作業(yè)中的設(shè)備一般是連續(xù)作業(yè)和流程作業(yè)中的設(shè)備 停機或存在故障會造成很大損失的設(shè)備停機或存在故障會造成很大損失的設(shè)備 故障發(fā)生后，會造成環(huán)境污染的設(shè)備故障發(fā)生后，會造成環(huán)境污染的設(shè)備 維修費用高的設(shè)備，如發(fā)動機維修費用高的設(shè)備，如發(fā)動機 沒有備用機組的關(guān)鍵設(shè)備沒有備用機組的關(guān)鍵設(shè)備 價格昂貴的大型精密和成套設(shè)備價格昂貴的大型精密和成套設(shè)備 容易造成人身安全事故的設(shè)備容易造成人身安全事故的設(shè)備 容易發(fā)生故障的設(shè)備容易發(fā)生故障的設(shè)備對列為診斷對象的設(shè)備要著重掌握對列為診斷對象的設(shè)備要著重掌握: 設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成及其連接關(guān)系設(shè)備的結(jié)構(gòu)

23、組成及其連接關(guān)系 機器的工作原理和運行特性機器的工作原理和運行特性 機器的工作條件機器的工作條件 設(shè)備基礎(chǔ)型式及狀況設(shè)備基礎(chǔ)型式及狀況 主要技術(shù)檔案資料主要技術(shù)檔案資料 診斷方案的確定診斷方案的確定 (1) 選擇測點選擇測點 (2) 預(yù)估頻率和振幅預(yù)估頻率和振幅 (3) 確定測量參數(shù)確定測量參數(shù)(4) 選擇診斷儀器選擇診斷儀器 (5) 選擇與安裝傳感器選擇與安裝傳感器 (6) 做好其他相關(guān)事項的準(zhǔn)備做好其他相關(guān)事項的準(zhǔn)備 進行振動測量與信號分析進行振動測量與信號分析 根據(jù)診斷目的對設(shè)備進行各項相關(guān)參數(shù)測量根據(jù)診斷目的對設(shè)備進行各項相關(guān)參數(shù)測量 對于初次測量的信號，要進行信號重放和直觀對于初次測

24、量的信號，要進行信號重放和直觀分析，檢查測得的信號是否真實分析，檢查測得的信號是否真實 測量數(shù)據(jù)一定要作詳細記錄測量數(shù)據(jù)一定要作詳細記錄 對所測得的參數(shù)值最好進行分類整理對所測得的參數(shù)值最好進行分類整理 實施狀態(tài)判別實施狀態(tài)判別 首先判斷它是否正常，然后對存在異常的設(shè)備首先判斷它是否正常，然后對存在異常的設(shè)備作進一步分析，指出故障的原因、部位和程度。作進一步分析，指出故障的原因、部位和程度。對那些不能用簡易診斷解決的疑難故障，須動用對那些不能用簡易診斷解決的疑難故障，須動用精密診斷手段去加以確診。精密診斷手段去加以確診。做出診斷決策做出診斷決策 通過測量分析、狀態(tài)識別等幾個程序，弄清通過測量分

25、析、狀態(tài)識別等幾個程序，弄清了設(shè)備的實際狀態(tài)，為處理決策創(chuàng)造了條件。了設(shè)備的實際狀態(tài)，為處理決策創(chuàng)造了條件。這時應(yīng)當(dāng)提出處理意見：或是繼續(xù)運行，或是這時應(yīng)當(dāng)提出處理意見：或是繼續(xù)運行，或是停機修理。對需要修理的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)指出修理停機修理。對需要修理的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)指出修理的具體內(nèi)容，如待處理的故障部位、所需要更的具體內(nèi)容，如待處理的故障部位、所需要更換的零部件等。換的零部件等。檢查驗證檢查驗證 診斷人員應(yīng)當(dāng)向用戶了解設(shè)備拆機檢修的診斷人員應(yīng)當(dāng)向用戶了解設(shè)備拆機檢修的詳細情況及處理后的效果，或者親臨現(xiàn)場察看，詳細情況及處理后的效果，或者親臨現(xiàn)場察看，檢查診斷結(jié)論與實際情況是否符合。檢查診斷結(jié)論與實際

26、情況是否符合。 一、滾動軸承的常見故障一、滾動軸承的常見故障 第七節(jié)第七節(jié) 滾動軸承的簡易診斷法滾動軸承的簡易診斷法 u 磨損磨損u 疲勞疲勞u 壓痕壓痕u 腐蝕腐蝕u電蝕電蝕u 破裂破裂u 膠合（粘著）膠合（粘著）u 保持架損壞保持架損壞 二、滾動軸承的振動測量二、滾動軸承的振動測量 u 低頻段（小于低頻段（小于1kHz）：）： 檢測參數(shù)：速度。檢測參數(shù)：速度。u 中頻段（中頻段（120kHz）：）： 檢測參數(shù)：加速度的峰值、有效值或峭度系檢測參數(shù)：加速度的峰值、有效值或峭度系數(shù)等。數(shù)等。u 高頻段（高頻段（2080kHz）：）： 瑞典發(fā)明的沖擊脈沖法瑞典發(fā)明的沖擊脈沖法(SPM)和美國首創(chuàng)

27、的和美國首創(chuàng)的共振解調(diào)法共振解調(diào)法(IFD)就是在這個頻段上。就是在這個頻段上。 三、滾動軸承故障的簡易診斷法三、滾動軸承故障的簡易診斷法 （1）振幅值監(jiān)測）振幅值監(jiān)測 通過將實測的振幅值與判定標(biāo)準(zhǔn)中給定的值進行通過將實測的振幅值與判定標(biāo)準(zhǔn)中給定的值進行比較來診斷。比較來診斷。峰值峰值反映的是某時刻振幅的最大值，因而它適用反映的是某時刻振幅的最大值，因而它適用于像表面點蝕損傷之類的具有瞬時沖擊的故障診斷；于像表面點蝕損傷之類的具有瞬時沖擊的故障診斷；均方根值均方根值是對時間平均的，因而它適用于像磨損是對時間平均的，因而它適用于像磨損之類的振幅值隨時間緩慢變化的故障診斷。之類的振幅值隨時間緩慢變

28、化的故障診斷。（2）峰值系數(shù)監(jiān)測）峰值系數(shù)監(jiān)測 峰值系數(shù)定義為峰值與均方根值之比峰值系數(shù)定義為峰值與均方根值之比(XP/Xrms)。 它不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速、載荷及環(huán)境溫度的影響，它不受軸承尺寸、轉(zhuǎn)速、載荷及環(huán)境溫度的影響，也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度變化也不受傳感器、放大器等一、二次儀表靈敏度變化的影響。的影響。 通過對通過對XP/Xrms值隨時間變化趨勢的監(jiān)測，可以有值隨時間變化趨勢的監(jiān)測，可以有效地對滾動軸承故障進行早期預(yù)報，并能反映故障效地對滾動軸承故障進行早期預(yù)報，并能反映故障的發(fā)展變化趨勢。的發(fā)展變化趨勢。 （3）峭度系數(shù)監(jiān)測）峭度系數(shù)監(jiān)測 隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，峭度值具

29、有與波峰因數(shù)隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，峭度值具有與波峰因數(shù)類似的變化趨勢。類似的變化趨勢。 與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸、載荷及環(huán)境溫度無關(guān)。與軸承的轉(zhuǎn)速、尺寸、載荷及環(huán)境溫度無關(guān)。 （4）沖擊脈沖法（）沖擊脈沖法（SPM法）法） 原理：滾動軸承運行中有缺陷（如疲勞剝落、裂原理：滾動軸承運行中有缺陷（如疲勞剝落、裂紋、磨損和混入雜物）時，就會發(fā)生沖擊，引起脈紋、磨損和混入雜物）時，就會發(fā)生沖擊，引起脈沖性振動，沖擊脈沖的強弱反映了故障的程度。沖性振動，沖擊脈沖的強弱反映了故障的程度。 常用的儀器有沖擊脈沖計常用的儀器有沖擊脈沖計CMJ-1型、電腦軸承分型、電腦軸承分析儀析儀HBA-2等等 。 （5）共振解調(diào)

30、法（）共振解調(diào)法（IFD法）法） 也稱為早期故障探測法，它是利用傳感器及電路也稱為早期故障探測法，它是利用傳感器及電路的諧振，將軸承故障沖擊引起的衰減振動放大，從的諧振，將軸承故障沖擊引起的衰減振動放大，從而提高了故障探測的靈敏度；而提高了故障探測的靈敏度； 還利用解調(diào)技術(shù)將軸承故障信息提取出來，通過還利用解調(diào)技術(shù)將軸承故障信息提取出來，通過對解調(diào)后的信號作頻譜分析，用以診斷軸承故障。對解調(diào)后的信號作頻譜分析，用以診斷軸承故障。 （6）軸承的劣化趨勢圖）軸承的劣化趨勢圖 表示滾動軸承的振動參數(shù)隨點檢日程（時間）變化的表示滾動軸承的振動參數(shù)隨點檢日程（時間）變化的趨勢圖稱為滾動軸承的劣化趨勢圖。

31、趨勢圖稱為滾動軸承的劣化趨勢圖。 是現(xiàn)場對滾動軸承狀態(tài)的進行監(jiān)測的重要內(nèi)容和依據(jù)。是現(xiàn)場對滾動軸承狀態(tài)的進行監(jiān)測的重要內(nèi)容和依據(jù)。 振動參數(shù)常用速度、加速度、沖擊脈沖值等。振動參數(shù)常用速度、加速度、沖擊脈沖值等。 一、精密診斷技術(shù)的特點一、精密診斷技術(shù)的特點 精密振動診斷技術(shù)精密振動診斷技術(shù) 1）使用各種比較復(fù)雜的診斷分析儀器或?qū)Ｓ迷\斷設(shè)備；）使用各種比較復(fù)雜的診斷分析儀器或?qū)Ｓ迷\斷設(shè)備；2）由具有一定經(jīng)驗的工程技術(shù)人員及專家在生產(chǎn)現(xiàn)場或診斷）由具有一定經(jīng)驗的工程技術(shù)人員及專家在生產(chǎn)現(xiàn)場或診斷中心進行；中心進行；3）需對設(shè)備故障的存在部位、發(fā)生原因及故障類型進行識別）需對設(shè)備故障的存在部位、發(fā)

32、生原因及故障類型進行識別和定量評價；和定量評價；4）涉及的技術(shù)知識和經(jīng)驗比較復(fù)雜，需要較多的學(xué)科配合；）涉及的技術(shù)知識和經(jīng)驗比較復(fù)雜，需要較多的學(xué)科配合；5）進行深入的信號處理，以及根據(jù)需要預(yù)測設(shè)備壽命；）進行深入的信號處理，以及根據(jù)需要預(yù)測設(shè)備壽命；6）對設(shè)備進行評價和分析后，應(yīng)給出對應(yīng)的維修建議。）對設(shè)備進行評價和分析后，應(yīng)給出對應(yīng)的維修建議。二、機械振動信號的精密診斷分析方法二、機械振動信號的精密診斷分析方法 幅域分析：在幅值上的各種處理幅域分析：在幅值上的各種處理 時域分析：研究信號在時間域內(nèi)的變化或分布時域分析：研究信號在時間域內(nèi)的變化或分布 頻域分析：確定信號的頻域結(jié)構(gòu)頻域分析：確

33、定信號的頻域結(jié)構(gòu) 1. 數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理模擬信號模擬信號 數(shù)字信號數(shù)字信號 采樣采樣 波波形形分分析析 信號時域分析（信號時域分析（ 波形分析）波形分析） 的一個重要功能是根的一個重要功能是根據(jù)信號的分類和各類信號的特點，確定信號的類型。據(jù)信號的分類和各類信號的特點，確定信號的類型。然后再根據(jù)信號類型選用可行的信號分析方法。然后再根據(jù)信號類型選用可行的信號分析方法。2. 振動信號的時域分析振動信號的時域分析 波波形形分分析析不平衡的時域波形不平衡的時域波形 不對中的時域波形不對中的時域波形 軸心軌跡測量傳感器的安裝軸心軌跡測量傳感器的安裝 軸軸心心軌軌跡跡分分析析典型故障的波形及軸心軌跡圖典型故障的波形及軸心軌跡圖 傅立葉變換與頻譜分析圖示傅立葉變換與頻譜分析圖示 3. 振動信號的頻域分析振動信號的頻域分析 讀譜圖讀譜圖 1）振動頻譜中存在哪些頻譜分量）振動頻譜中存在哪些頻譜分量?2）每條頻譜分量的幅值多大）每條頻譜分量的幅值多大?3）這些頻譜分量彼此之間存在什么關(guān)系）這些頻譜分量彼此之間存在什么關(guān)系?4）如果存在明顯高幅值的頻譜分量，它準(zhǔn)確的來源）如果存在明顯高幅值的頻譜分量，它準(zhǔn)確的來源?它與機器的零部件對應(yīng)關(guān)系如何它與機器的零部件對應(yīng)關(guān)系如何?5）如果能測量相位，應(yīng)該檢查相位是否穩(wěn)定）如果能測量相位，應(yīng)該檢查相位是否穩(wěn)定?各測點各測點