振動測試儀-2010年全國振動工程及應用學術會議20100816

1、2010年全國振動工程及應用學術會議管立虹 中國區(qū)產(chǎn)品市場經(jīng)515-mail:電子測試儀器與工具的領導者福祿克公司成立于1948年總部：美國華盛頓州埃佛里特市 丹納赫集團的子公司，世界500強企業(yè)之一福祿克公司在全球有100多個分支機構2003財富雜志評選世界最受尊敬公司排名第一福祿克在中國l重慶重慶l成都成都烏魯木齊烏魯木齊l濟南濟南西安西安l上海上海l廣州廣州l深圳深圳l武漢武漢l沈陽沈陽l北京北京福祿克公司的系列產(chǎn)品福祿克公司福祿克公司精密測試儀器部精密測試儀器部工工 業(yè)業(yè) 測測 量量 儀儀 器器 部部網(wǎng)絡儀器部網(wǎng)絡儀器部振動測試儀-

2、Fluke8102010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 36您是否知道. 福祿克公司在20世紀80年代就開發(fā)出振動 數(shù)據(jù)收集器原型？ 雖然從未實現(xiàn)商品化，但最終轉(zhuǎn)化到獲得 成功的電能質(zhì)量產(chǎn)品系列中但是 需要不同類型的專業(yè)知識以便提供“即時答案” 福祿克如何成為了振動分析專家？ 振動簡介 2010 福祿克公司 振動簡介 12010 Fluke Corporation.技術參數(shù)和傳感器 2Fluke810診斷技術參數(shù) 分析最常見的旋轉(zhuǎn)設備： 電機 風機、鼓風機 皮帶和鏈傳動裝置 減速器（最多3個變速器） 聯(lián)軸器 泵（離心泵、活塞泵、葉片泵、旋槳泵、螺桿泵、螺紋/齒 輪/凸輪旋轉(zhuǎn)泵） 壓縮機（活

3、塞式、離心式、螺旋式） 永久接合機器 主軸 不能分析： 錐形齒輪減速器（其中，傳動系改變方向90度） 原因：大多數(shù)情況下，輸出軸轉(zhuǎn)速 200 RPM 傳動系改變方向90度，需改變傳感器的方向 發(fā)電機、渦輪機（大多數(shù)在發(fā)電廠中） 離心機 2010 福祿克公司 振動簡介 17常見機器故障和頻譜分析 每種機器故障都會產(chǎn)生獨特的振動信號。 振動頻譜中顯示的信號經(jīng)常會具有特征模式。 模式識別在振動分析中十分關鍵，但要識別各種模式，需要進行大量培訓并擁有相應經(jīng)驗。 在本次研討會上，我們將分析 4 種不同的故障： 不平衡 未對準 松動 軸承故障 不平衡的來源 各種機器狀況都可導致不平衡： 污物積累或缺少平衡

4、配重 材料不均勻，尤其是在鑄件中（如多孔部分、砂眼） 配合件（如軸、孔）的尺寸存在差別 輥子偏轉(zhuǎn)（如造紙機輥）或存在機加工誤差 電氣繞組的質(zhì)量分布不均勻 不均勻的腐蝕、偏心轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子腐蝕 不平衡通常會在 1 倍轉(zhuǎn)速下在任一方向上表現(xiàn)出來 2010 福祿克公司 振動簡介 192010 福祿克公司 振動簡介 20頻譜上顯示的不平衡 示例 下圖是從一臺失去平衡的機器上獲取的振動頻譜。在 1 倍轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)的這個 124 VdB 較大峰形就是由不平衡引起的。其他峰形是由機器中的不同現(xiàn)象引起的，我們不就對其進行討論。 級次 徑向 切向軸向 2010 福祿克公司 振動簡介 21什么是未對準？ 在機器設備上，

5、當兩個耦合軸的中心線重合時，就是理想對準的情況。當它們不重合時，就存在未對準。 可能有三種類型的未對準： 成角度 兩個軸的中心線不平行，發(fā)生交叉。 成角度未對準 平行 兩個軸的中心線平行，但不同心。 平行未對準 平行和成角度（常見） 大多數(shù)未對準是成角度未對準和平行未對準的組合。福祿克公司2010 福祿克公司 振動簡介 22 未對準的原因可能有以下幾種： 組裝不佳，或組裝后發(fā)生移動 管道張力造成變形 柔性支撐件的扭矩引起變形 溫度引起機器結構發(fā)生變化 聯(lián)軸器加工不良 聯(lián)軸器潤滑不夠充分 未對準的來源 未對準會以兩種方式表現(xiàn)出來： 在2倍轉(zhuǎn)速下，徑向和切向方向 上（平行） 在1倍轉(zhuǎn)速下，軸向方向

6、上（成 角度） 2010 福祿克公司 振動簡介 23 機械松動有兩種類型： 旋轉(zhuǎn)松動：旋轉(zhuǎn)松動是由機器的旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的過大間 隙引起的（例如在軸承中）。 什么是松動？ 非旋轉(zhuǎn)松動：非旋轉(zhuǎn)松動是兩個正常的固定部件之間的松動，例如，支腳 和基礎之間或軸承外殼和機器之間。 2010 福祿克公司 振動簡介 24旋轉(zhuǎn)松動 軸承座套和滾動體之間間隙過大（軸承松動）會產(chǎn)生1倍頻率的各次諧波，有時可能會延伸到10倍頻率以上 過大的軸頸軸承間隙會產(chǎn)生0.5倍諧波，如圖所示。它們稱為“半次諧波分量”或“分諧波”。它們可由摩擦和嚴重的撞擊而產(chǎn)生。 頻譜中顯示的松動 非旋轉(zhuǎn)松動 大多數(shù)類型的非旋轉(zhuǎn)松動也會產(chǎn)

7、生運轉(zhuǎn)速度的諧波，但它們通常不會產(chǎn)生那么多，也不會產(chǎn)生分諧波。非旋轉(zhuǎn)松動除了可產(chǎn)生諧波外，還可產(chǎn)生隨機噪聲，這會產(chǎn)生一種連續(xù)頻譜，而不是確定的峰形。 2010 福祿克公司 振動簡介 27典型的軸承磨損發(fā)展情況 (2) 級次 級次 當缺陷的狀況變壞時，軸承音調(diào)的幅度就會增加。損傷變大會引起劣化速度增加。這種損傷模式在高速軸承中尤其普遍，但在任何類型的滾動軸承中也經(jīng)常會看到。這里，軸承音調(diào)已上升至97VdB，它的二次諧波現(xiàn)在變得明顯了。在很多軸承損傷的例子中（尤其是軸承座圈產(chǎn)生裂紋），將隨基波一起出現(xiàn)軸承音調(diào)的二次和其他諧波，甚至在基波變得明顯之前就會出現(xiàn)。2010 福祿克公司 振動簡介 28級次

8、 級次 典型的軸承磨損發(fā)展情況 (3) 在這個點處，軸承間隙增加，從而在機械系統(tǒng)中引入進一步的非線性。這會引起1倍頻率的諧波出現(xiàn)。引起振動的驅(qū)動力是不平衡所產(chǎn)生的基波1倍分量（是一種正弦波）。軸承中的松動引起正弦波失真，導致頻譜中的諧波。 隨著軸承磨損進一步加深，軸承音調(diào)將由軸的1倍基本旋轉(zhuǎn)速度進行幅度調(diào)制。這就證實了對軸承內(nèi)座圈故障的診斷，因為隨著軸的轉(zhuǎn)動，內(nèi)座圈上的故障點會進入和離開軸承的載荷區(qū)域，從而對音調(diào)進行幅度調(diào)制。幅度調(diào)制導致頻譜中的邊帶。2010 福祿克公司 振動簡介 29典型的軸承磨損發(fā)展情況 沒有軸承問題的機器 存在晚期軸承問題的機器 當軸承無法承載負荷時，寬帶噪聲級將增加

9、軸承溫度過高 發(fā)生潤滑損耗 隨著磨損的發(fā)展，將引入隨機噪聲（“草垛”）級次 2010 福祿克公司 振動簡介 35產(chǎn)品深入介紹：專家系統(tǒng) 立即獲得答案。 振動測試儀-FLUKE810診斷報告： 1、故障嚴重度等級 （輕度、中度、嚴重、極嚴重） 2、維修詳情 3、引用的峰值 4、頻譜振動測試儀-FLUKE810軟件功能 診斷報告，設備設置下載與上傳，同機多次測試，振動趨勢圖，三軸頻譜圖可滿足主流需求的合作伙伴 福祿克對可靠和商品化的專家系統(tǒng)進行了全球范圍的研究，并找到四個潛在合作伙伴 獨立的、業(yè)內(nèi)公認的專家參加了在埃弗雷特市舉行的四個領先系統(tǒng)的角逐 AzimaDLI是能夠成功診斷測試期間的所有振動

10、故障的唯一軟件 福祿克獨自會見了AzimaDLI的客戶，以衡量他們對專家系統(tǒng)的滿意程度 AzimaDLI IP（專家系統(tǒng)和綜合基準）提供了滿足客戶需求的最短路徑 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 372010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 38 全球范圍內(nèi)的可靠專家系統(tǒng)十分有限 大多數(shù)采用“演繹法” AzimaDLI開發(fā)了一種獨一無二的自動化專家系統(tǒng)，其運行無需人員參與。 一種基于規(guī)則的系統(tǒng) 超過4700條規(guī)則，可識別超過956種特定故障 模式。 系統(tǒng)方法 診斷引擎將一臺機器視為其各個組成部件的總和（即，電 機 + 聯(lián)軸器 + 泵）。 自動化專家系統(tǒng) 關鍵信息 了解診斷結果的置信

11、度的最佳基準是，將它與人正確診斷問題的能力進行比較。 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 39準確程度多高？ 雖然硬件技術規(guī)格可幫助描述所收集數(shù)據(jù)的準確性，但它們無法概括最終診斷結果 的準確性 太多的變量產(chǎn)生影響：正確的機器設置、精確的轉(zhuǎn)速、變化的運行條件、預先進行 的維護活動、正確的傳感器布置/定向 了解診斷結果的置信度的最佳基準是，將它與人正確診斷問題的能力進行比較。 隨著振動信號的增強，設備故障嚴重性診斷中的總置信度將顯著提高。 準確度隨振動信號的增強而提高 關鍵信息 準確度基準將20年的振動專家作為黃金標準 隨著狀況達到“嚴重”或“極為嚴重”（此時客戶最有可能做出反應），準確度

12、會顯著提高 當前的準確度超出了目標客戶診斷問題的能力，是可以接受的 總準確度 所有機器(402) 無故障(282) 中等(61) 嚴重(34) 極為嚴重(25) 按嚴重性劃分的總準確度 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 40Fluke 810的診斷引擎 傳統(tǒng)的振動分析采用長期觀察方法，需要建立一種基準狀況，隨著時間的推移，將機器的狀況與最初的基準狀況進行比較。 Fluke 810將設置和測量數(shù)據(jù)輸入到一組功能強大的算法中，以便識別機器的機械故障。 問題：在缺乏歷史數(shù)據(jù)的情況下，如何評估機器狀況/嚴重性？當您不知道什么是“好的”時，您怎么能知道什么是“壞的”？ Fluke 810采用一

13、種創(chuàng)新的“綜合基準”來確定故障嚴重性。 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 42綜合基準 將實際測試數(shù)據(jù)與綜合基準進行比較，并識別超出基準的情況（“引用的峰形”）。 產(chǎn)品深入介紹：Viewer軟件 傳輸 機器設置 查看診斷結果（選擇和查看） 首選項 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件1 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件3 傳輸：導入/導出機器設置 傳輸 返回 導入到PC 將在分析儀中創(chuàng)建的機器設置導入到Viewer軟件中 將在PC中創(chuàng)建的機器設置導出到測試儀中 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件6 將診斷數(shù)據(jù)導出為.PDF格式的報告 傳輸：將故障數(shù)據(jù)導出為. pdf文件 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件7 機器設置 在Viewer軟件中創(chuàng)建和管理機器設置，然后將其與810振動測試儀同步 2010 Fluke Corporat