機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)震動(dòng)和噪聲檢測(cè)

1、機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷現(xiàn)實(shí)生活和工業(yè)過(guò)程中惡性事故時(shí)有發(fā)生轉(zhuǎn)子事故機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷現(xiàn)實(shí)生活和工業(yè)過(guò)程中惡性事故時(shí)有發(fā)生透平機(jī)械事故機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷現(xiàn)實(shí)生活和工業(yè)過(guò)程中惡性事故時(shí)有發(fā)生 水輪機(jī)事故機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷現(xiàn)實(shí)生活和工業(yè)過(guò)程中惡性事故時(shí)有發(fā)生美國(guó)哥倫比亞號(hào)載人航天飛機(jī)失事機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷現(xiàn)實(shí)生活和工業(yè)過(guò)程中惡性事故時(shí)有發(fā)生斷裂部位三峽塔帶機(jī)斷裂事故 2002年9月3日我國(guó)因機(jī)械設(shè)備事故呵斥的損失非常嚴(yán)重1985年10月29日山西大同第二電廠20萬(wàn)千瓦2號(hào)機(jī)組因超速誘發(fā)軸系劇烈振動(dòng)，軸系斷裂為五段，機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞，直接經(jīng)濟(jì)損

2、失達(dá)1400萬(wàn)元；1998年2月12日陜西秦嶺電廠20萬(wàn)千瓦5號(hào)機(jī)組軸系發(fā)生突發(fā)性劇烈振動(dòng)，軸系斷裂為十三段，機(jī)組嚴(yán)重?fù)p毀，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3000萬(wàn)元；對(duì)石化引進(jìn)30萬(wàn)噸合成氨和40萬(wàn)噸尿素化肥廠中的五大透平緊縮機(jī)組的初步伐查結(jié)果闡明，僅1987年和1998年的兩年的不完全統(tǒng)計(jì)，機(jī)械事故就高達(dá)一百多次，蒙受經(jīng)濟(jì)損失約有幾個(gè)億機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷 對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)展形狀監(jiān)測(cè)和缺點(diǎn)診斷可以提高設(shè)備的可靠性，實(shí)現(xiàn) “事后維修到 “預(yù)知維修的轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)和設(shè)備的管理程度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，防止艱苦事故的發(fā)生，降低事故危害性，從而獲得潛在的宏大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。機(jī)電設(shè)備缺點(diǎn)診斷的意義： 日本運(yùn)用缺點(diǎn)

3、診斷技術(shù)后，事故發(fā)生率減少75%，維修費(fèi)用降低2550。英國(guó)對(duì)2000個(gè)國(guó)營(yíng)工廠的調(diào)查闡明，采用形狀監(jiān)測(cè)和缺點(diǎn)診斷技術(shù)后，每年可節(jié)省維修費(fèi)用3億英鎊，而缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)的本錢(qián)為0.5億英鎊。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷國(guó)外診斷技術(shù)的開(kāi)展概略： 美國(guó)最早，1967年美國(guó)宇航局倡導(dǎo)成立了機(jī)械缺點(diǎn)預(yù)防小組“MFPG 70年代英國(guó)機(jī)械保健中心成立，并用于核發(fā)電、鋼鐵、電力等診斷。 71年日本開(kāi)場(chǎng)開(kāi)展本人的TPM全員消費(fèi)維修：鋼鐵、石油、化工、鐵路 進(jìn)而歐美許多國(guó)家都在注重開(kāi)展。如瑞典SPM軸承監(jiān)測(cè)、挪威船舶診斷、丹麥B&K的振動(dòng)與聲發(fā)射診斷美國(guó)Pekrul電廠缺點(diǎn)診斷效益分析機(jī)械量:長(zhǎng)度,位移,速度, 加速

4、度,旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)數(shù), 分量,力,壓力, 真空度,力矩,風(fēng)速, 流速,流量,振動(dòng);聲: 聲壓,噪聲磁: 磁通,磁場(chǎng)溫度: 溫度,熱量,比熱振動(dòng)丈量機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng):離線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷 定期或不定期的巡檢的方式采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，然后回放到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)展監(jiān)測(cè)與診斷分析。 特點(diǎn)：離線分析，對(duì)突發(fā)缺點(diǎn)無(wú)能為力，但可精細(xì)分析 例如：基于便攜式數(shù)采儀的缺點(diǎn)診斷與預(yù)測(cè)維修系統(tǒng) 天 津大學(xué)機(jī)電科技中心機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)：離線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷在線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷 由傳感器及高速實(shí)時(shí)數(shù)采硬件、控制計(jì)算機(jī)及監(jiān)測(cè)分析軟件組成。 特點(diǎn)：在線監(jiān)測(cè)，可以給出設(shè)備的

5、當(dāng)前形狀，捕捉突發(fā)缺點(diǎn)并進(jìn)展精細(xì)分析。 例如：在線缺點(diǎn)診斷與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 天 津大學(xué)機(jī)電科技中心機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)：機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)：在線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷機(jī)床電源計(jì)算機(jī)監(jiān)控箱記錄、文件機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)：在線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)：前瞻性的缺點(diǎn)診斷方式： 以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底，開(kāi)發(fā)出主從分布式網(wǎng)絡(luò)化集成在線監(jiān)控與診斷系統(tǒng)。 特點(diǎn)：充分發(fā)掘和發(fā)揚(yáng)網(wǎng)絡(luò)信息交換、資源共享的優(yōu)點(diǎn)，充分利用科研院所的專家資源，實(shí)現(xiàn)“挪動(dòng)的是數(shù)據(jù)而不是人，在網(wǎng)絡(luò)層面上實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)信息的發(fā)掘

6、和缺點(diǎn)類型確實(shí)診。 例如：中國(guó)設(shè)備遠(yuǎn)程診斷網(wǎng) chnpfd 天津大學(xué)機(jī)電科技中心形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)：。.信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理機(jī)組機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī).信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理機(jī)組機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)。.信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理機(jī)組機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)多機(jī)組網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方式機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷 設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷主要包括如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：機(jī)電設(shè)備形狀信息的獲取形狀特征的提取形狀判別與決策測(cè)取的信號(hào)應(yīng)能反映設(shè)備的形狀與缺點(diǎn)信息，詳細(xì)包括：振動(dòng)、聲、力、溫度、超聲、油污染、銹蝕、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、電流、電壓等。其中：振動(dòng)信號(hào)最常用，方法成熟，信息量大；聲信號(hào)采

7、用非接觸丈量，測(cè)取方便，信息量大，但容易受干擾方法：以振動(dòng)丈量為例，可以測(cè)：加速度、速度、位移。通常采用加速度傳感器。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷一、形狀信息的獲取壓電加速度傳感器 加速度傳感器輸出的電荷量與振動(dòng)加速度成正比。傳感器必需與前置電壓放大器、電荷放大器或丈量放大器配用。直接放大可測(cè)加速度，經(jīng)過(guò)一次積分可測(cè)速度，經(jīng)過(guò)二次積分可測(cè)位移。 加速度傳感器普通具有很高的固有頻率，適于丈量高頻振動(dòng)或設(shè)備振動(dòng)中的高頻成分。例如齒輪箱的捏合頻率、滾動(dòng)軸承的特征頻率等。 加速度傳感器丈量的是被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷一、形狀信息的獲取速度傳感器 速度傳感器固定在被測(cè)物體上，物體振動(dòng)

8、時(shí)，傳感器輸出的電量與振動(dòng)速度成正比。經(jīng)過(guò)一次積分可測(cè)位移，經(jīng)過(guò)一次微分可測(cè)加速度。 速度傳感器丈量的是被測(cè)物體的絕對(duì)振動(dòng)。 速度傳感器的頻響范圍較加速度低一些，不適宜丈量太高頻率的振動(dòng)。振幅：MM速度：mm/S加速度：M/S2詳細(xì)采用哪個(gè)檔位要根據(jù)頻率來(lái)選擇。5000HZ以上的建議選用加速度。1KHZ左右選用速度振幅100以下的選用。這樣才干丈量的比較準(zhǔn)確。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷一、形狀信息的獲取電渦流式位移傳感器 渦流傳感器屬于非接觸式傳感器一類，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中運(yùn)用最多?？梢杂脕?lái)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)形狀，例如轉(zhuǎn)子的徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)、軸心軌跡、軸心位置、油膜厚度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等信息。 渦流傳感

9、器丈量的是被測(cè)物體與傳感器探頭端面之間的間隔。渦流式傳感器原理:渦流效應(yīng)。塊狀金屬置于變化著的磁場(chǎng)中或者在固定磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬體內(nèi)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流的流線在金屬體內(nèi)是閉合的所以叫做渦流。 5.19電渦流作用原理圖 5.20電渦流傳感器構(gòu)造圖5.21電渦流傳感器系統(tǒng) 5.22穩(wěn)頻調(diào)幅檢波式線路原理圖一、形狀信息的獲取機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷t0t0t0模擬信號(hào)離散量化 傳感器輸出的信號(hào)普通都是諸如電壓、電荷、電阻變化值、電容變化值等模擬信號(hào)，在利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)展處置之前必需對(duì)其進(jìn)展離散量化成數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的過(guò)程如以下圖所示。模擬信號(hào)的采集機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷二

10、、形狀特征的提取信號(hào)處置 信號(hào)處置的方法：時(shí)域分析、幅值域分析、頻域分析、時(shí)頻分析等 信號(hào)處置的目的：采用各種技術(shù)和手段發(fā)掘信號(hào)中內(nèi)含的本質(zhì)，即信息。詳細(xì)到機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)和缺點(diǎn)診斷中就是提取設(shè)備相關(guān)信號(hào)包括振動(dòng)、聲音、溫度、壓力等的特征，對(duì)設(shè)備當(dāng)前形狀作出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，對(duì)已發(fā)生的缺點(diǎn)進(jìn)展確診，提出正確的維建筑議。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷三、機(jī)電設(shè)備缺點(diǎn)診斷方法轉(zhuǎn)軸組件的缺點(diǎn)診斷 轉(zhuǎn)軸組件是機(jī)器中主要的裝配單元。它的振動(dòng)類型可分為徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)和改動(dòng)振動(dòng)三類。其中徑向振動(dòng)對(duì)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的影響最大，成了振動(dòng)監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象。 回轉(zhuǎn)機(jī)械中的振動(dòng)可分為兩種方式，其一是同步振動(dòng)，又稱為強(qiáng)迫振動(dòng)，主

11、要由轉(zhuǎn)子的不平衡、聯(lián)軸器的不對(duì)中、安裝不良等引起的。其振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率及其倍頻；振動(dòng)的幅值在轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速前隨著轉(zhuǎn)速的添加而增大；超越臨界轉(zhuǎn)速，那么隨轉(zhuǎn)速的添加而減小。 對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)展動(dòng)平衡處置，可以有效減輕和抑制這種振動(dòng)。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷四、在線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)系統(tǒng)方案上海吳中泵站水泵單機(jī)組在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)掘的運(yùn)用過(guò)程測(cè)試數(shù)據(jù)缺點(diǎn)數(shù)據(jù)Data Mining評(píng)價(jià)更新XX缺點(diǎn)機(jī) 器現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分類規(guī)那么現(xiàn)場(chǎng)評(píng)判機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷四、在線監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)硬件方案工 控 計(jì) 算 機(jī)A/D變換器采樣堅(jiān)持抗混濾波增益控制調(diào) 理 器預(yù)處置器數(shù)據(jù)采集器ICP集成壓電傳感器軸承數(shù)據(jù)庫(kù)前往頻

12、譜分析前往 下一頁(yè)小波分析前往 下一頁(yè)譜陣分析前往 下一頁(yè)包絡(luò)分析前往 下一頁(yè)在線監(jiān)測(cè)實(shí)施效果前往 下一頁(yè)(傳統(tǒng))信號(hào)處置結(jié)果例如現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖1前往 下一頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖2前往 下一頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖3前往 下一頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖4前往由于安裝導(dǎo)致信號(hào)干擾的要素：交叉干擾；探頭安裝不合理；探頭固定剛度缺乏；前置器輸入或輸出接頭松動(dòng)。 對(duì)33003500系列，A不小于25mm；對(duì)7200系列，A不小于40mm。小于這個(gè)最小尺寸，容易產(chǎn)生交叉巧合干擾。在國(guó)產(chǎn)DH型風(fēng)機(jī)上安裝傳感器時(shí)，由于軸徑縱向長(zhǎng)度太短，同時(shí)安裝鍵相傳感器時(shí)就會(huì)發(fā)生這種干擾，表現(xiàn)為正常振動(dòng)信號(hào)上疊加了脈沖信號(hào)，使得監(jiān)測(cè)儀表讀數(shù)偏大，經(jīng)常出現(xiàn)報(bào)警黃燈

13、甚至危險(xiǎn)紅燈。機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷也稱為機(jī)械缺點(diǎn)巡檢系統(tǒng)，通常由傳感器、便攜式數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)軟件組成采用定期巡回檢測(cè)和離線分析的方式任務(wù)適宜于對(duì)工廠中量大面廣的中、小型機(jī)械設(shè)備，尤其是那些尚無(wú)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的機(jī)器進(jìn)展定期的形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷便攜式震動(dòng)檢測(cè)儀表示振動(dòng)的四大要素：振幅、頻率、相位和能量 1、振幅：代表振動(dòng)的大小與設(shè)備或機(jī)械組件損壞的嚴(yán)重程度。 2、振幅的單位有：位移值mm、速度值mm/sec、加速度值g 3、頻率：代表振動(dòng)的來(lái)源，設(shè)備或機(jī)械組件損壞的緣由。 頻率的單位有：每秒發(fā)生次數(shù)Hz或CPS、每分鐘發(fā)生次數(shù)CPM 4、相位：代表測(cè)點(diǎn)間振動(dòng)的相互關(guān)系，設(shè)備或機(jī)械組件的運(yùn)轉(zhuǎn)模

14、態(tài)。 相位的單位為：度o 電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)值的規(guī)范是有國(guó)家規(guī)范的GB10068-2000是現(xiàn)行的對(duì)中心高在56mm以上電動(dòng)機(jī)的定義 傳感器種類頻響特性測(cè)量適用范圍優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)電渦流傳感器05000HZ或010000HZ轉(zhuǎn)軸相對(duì)振動(dòng)軸心軌跡軸承油膜厚度軸位移和脹差轉(zhuǎn)速和相位非接觸測(cè)量測(cè)量范圍寬靈敏度高抗干擾能力強(qiáng)不受介質(zhì)影響結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)被測(cè)材料敏感存在機(jī)械偏差和電氣偏差的可能及影響安裝較復(fù)雜速度傳感器10500HZ或101000HZ軸承座的絕對(duì)振動(dòng)不需電源,簡(jiǎn)單方便,靈敏度高輸出信號(hào)大、輸出阻抗低、電氣性能穩(wěn)定性好，不受外部噪聲干擾動(dòng)態(tài)范圍有限尺寸和重量大彈簧件易失效受高溫影響大加速度傳感器0.210

15、000HZ或更高軸承座的絕對(duì)振動(dòng)頻響范圍寬體積小、重量輕靈敏度高不易在高溫環(huán)境下使用裝配困難、成品率低機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷五、相關(guān)研討成果便攜式缺點(diǎn)診斷分析儀 TD2000系列便攜式缺點(diǎn)診斷分析儀采用高性能計(jì)算機(jī)和高速數(shù)據(jù)采集卡，具有抗振性好、抗干擾才干強(qiáng)、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，特別運(yùn)用于野外作業(yè)及惡劣工況條件下進(jìn)展缺點(diǎn)診斷與形狀分析。 機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷五、相關(guān)研討成果嵌入式便攜缺點(diǎn)診斷分析儀 嵌入式便攜缺點(diǎn)診斷與預(yù)測(cè)維修系統(tǒng)是由天津大學(xué)機(jī)電科技中心開(kāi)發(fā)的，該系統(tǒng)提供了一整套運(yùn)用于關(guān)鍵設(shè)備的形狀監(jiān)測(cè)、缺點(diǎn)診斷與預(yù)測(cè)維修的集成處理方案。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備的在線采集、缺點(diǎn)診斷、形狀預(yù)測(cè)，并與工廠的設(shè)備管理系統(tǒng)無(wú)縫集成，從而充分滿足關(guān)鍵設(shè)備的巡檢、點(diǎn)檢的需求。 機(jī)電設(shè)備形狀監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)診斷五、相關(guān)研討成果便攜式缺點(diǎn)診斷分析儀 基于筆記本和USB接口的TD2000B型缺點(diǎn)診斷分析儀具有熱插拔、攜帶方便、不需外界電源供電、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)大的軟件功能使得該系統(tǒng)可滿足各種工況下的設(shè)備監(jiān)測(cè)與缺點(diǎn)分析。 常用的噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)：聲場(chǎng)可視化方法近場(chǎng)聲全息NAH傳統(tǒng)方法基于邊