故障診斷方法的研究

機械動態(tài)監(jiān)測與故障診斷

第四章故障診斷方法第1頁，共34頁。4.1信號時域波形分析4、故障診斷方法第2頁，共34頁。4.2頻譜分析法第3頁，共34頁。電磁干擾油膜渦動轉子不平衡不同軸松動共振頻帶葉片通過頻率滾動軸承特征頻率fn,fi齒輪特征頻率Zfr流體噪聲沖擊脈沖流體空穴作用Hznfr2nfr~20000Hz~2000Hz~500Hz高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)50fr/2fr2fr3fr4fr旋轉機械主要特征頻率第4頁，共34頁。轉頻：fn2倍轉頻：2fn頻譜分析實例第5頁，共34頁。不對中不平衡軸承扭轉和軸系彎曲第6頁，共34頁。軸承松動結構松動支架變形:

軟腳,管道應力等第7頁，共34頁。結構共振臨界速度第8頁，共34頁。皮帶磨損,共振等皮帶輪不對中皮帶輪偏心/轉軸彎曲第9頁，共34頁。套筒軸承

(松動/摩擦)油膜渦動第10頁，共34頁。液力/氣動故障滾動軸承故障泵氣蝕、/

流體激振第11頁，共34頁。交流電動機故障:

轉子松動/繞阻交流電動機故障:

氣隙不均勻交流電動機故障:

轉子斷條/裂紋第12頁，共34頁。直流電動機故障:

驅動故障直流電動機故障：轉速波動

第13頁，共34頁。齒輪故障:

磨損,偏心,間隙齒輪故障

不對中第14頁，共34頁。第15頁，共34頁。4.3軸心軌跡分析第16頁，共34頁。軸心運動軌跡是指軸頸中心相對于軸承坐在軸線垂直平面內的運動軌跡，簡稱軸心軌跡。它是一平面曲線，與幅頻或相頻特性曲線比較，它更加直觀的反應了轉軸的運動情況。軸心軌跡的測量：將2個傳感器安裝在轉軸同一截面上，彼此互成90度，如下圖所示。電渦流傳感器的布置第17頁，共34頁。直接利用測量所獲得的數(shù)據(jù)繪制。其算法：將X、Y兩個傳感器所測的數(shù)值看做是軸心軌跡在x、y兩個方向的投影，去掉其中的直流分量（平均值——傳感器與軸頸表面的間隙），再按照（x，y）坐標值進行繪制。軸承風機聯(lián)軸器電機鑒相信號AAAA位移傳感器安裝支架位移傳感器90°第18頁，共34頁。直接利用測量所獲得的數(shù)據(jù)繪制。其算法：將X、Y兩個傳感器所測的數(shù)值看做是軸心軌跡在x、y兩個方向的投影，去掉其中的直流分量（平均值——傳感器與軸頸表面的間隙），再按照（x，y）坐標值進行繪制。軸承風機聯(lián)軸器電機鑒相信號AAAA位移傳感器安裝支架位移傳感器90°第19頁，共34頁。圖5.4一號大軸高通軸心軌跡圖圖5.5一號大軸濾波軸心軌跡圖軸心軌跡分析實例第20頁，共34頁。下圖是某轉子軸頸軸心軌跡隨轉速升高發(fā)生油膜振蕩的情況；(a)和(b)是在較低轉速情況下，由于存在不對中和非線性油膜力等影響因素，轉軸的振動信號中除了基頻分量外，還有其他振動頻率成分，因此軸心軌跡圖呈不規(guī)則狀。第21頁，共34頁。(c)是在臨界轉速附近，由不平衡力引起的基頻振動成為主要振動成分，此時軸心軌跡近似為圓；第22頁，共34頁。(e)為轉速升的很快時，系統(tǒng)出現(xiàn)了油膜渦動，軸心軌跡呈內八字形。第23頁，共34頁。轉速進一步升高，系統(tǒng)發(fā)生了油膜振蕩，軸心軌跡變的十分復雜，但也不是完全沒有規(guī)律，此時的振動為準周期運動。第24頁，共34頁。轉子不對中故障時的軸心軌跡通常呈香蕉行或外八字形，如下圖所示。具有外八字形的軸心軌跡，其頻譜一般表現(xiàn)為二倍頻或四倍頻分量較大。第25頁，共34頁。轉子發(fā)生碰摩故障時，視碰撞的輕、重程度不同，軸心軌跡在圓形的輪廓線之內有一個至多個小圈套。第26頁，共34頁。第27頁，共34頁。4.4窄帶報警法fA1/2frfr2frnfrzfr油膜渦動不平衡不對中葉片故障齒輪故障步驟：1、確定特征頻帶2、設置報警限3、判別報警fr：轉頻n：風機葉片數(shù)z：齒輪齒數(shù)第28頁，共34頁。4.5選擇性頻率趨勢圖fr：轉頻n：風機葉片數(shù)z：齒輪齒數(shù)油膜渦動1/2frt不平衡不對中葉片故障齒輪故障zfrAfr2frnfr第29頁，共34頁。4.6確認矩陣法fA1/2frfr2fr3frnfrfr：轉頻n：風機葉片數(shù)412537第30頁，共34頁。第31頁，共34頁。00.9160.0790.0040第32頁，共34頁。4.7自動診斷如圖所示，各振動測點的振動量、不平衡量、趨勢指標等均設置了報警值、危險值。人工觀測軸心軌跡，可判別轉子是否有初期輕微碰摩。由時域波形及特征頻譜分析可以得出許多有用的分析結果。

自動運行畫面

:第33頁，共34頁。內容梗概機械動態(tài)監(jiān)測與故障診斷

第四章故障診斷方法。機械動態(tài)監(jiān)測與故障診斷

第四章故障診斷方法。4.1信號時域波形分析。支架變形:

軟腳,管道應力等。液力/氣動故障。交流電動機故障:

轉子松動/繞阻。直流電動機故障:

驅動故障。齒輪故障:

磨損,偏心,間隙。軸心運動軌跡是指軸頸中心相對于軸承坐在軸線垂直平面內的運動軌跡，簡稱軸心軌跡。它是一平面曲線，與幅頻或相頻特性曲線比較，它更加直觀的反應了轉軸的運動情況。軸心軌跡的測量：將2個傳感器安裝在轉軸同一截面上，彼此互成90度，如下圖所示。其算法：將X、Y兩個傳感器所測的數(shù)值看做是軸心軌跡在x、y兩個方向的投影，去掉其中的直流分量（平均值——傳感器與軸頸表面的間隙），再按照（x，y）坐標值進行繪制。圖5.5一號大軸濾波軸心軌跡圖。(a)和(b)是在較低轉速情況下，由于存在不對中和非