轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷

1第四章轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張建宇2011-11-21EquipmentFaultDiagnostics2故障診斷基礎(chǔ)——機(jī)械振動(dòng)強(qiáng)迫振動(dòng)模型無阻尼自由振動(dòng)有阻尼自由振動(dòng)3力學(xué)模型例圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)振動(dòng)響應(yīng)：故障診斷基礎(chǔ)——機(jī)械振動(dòng)4幅頻與相頻曲線例圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)故障診斷基礎(chǔ)——機(jī)械振動(dòng)5頻譜圖軸心軌跡時(shí)域波形不平衡故障的振動(dòng)特征：波形、頻譜：正弦波，一倍頻為主；軸心軌跡：橢圓。高次諧波較小，呈“樅樹形”例圓盤轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)故障診斷基礎(chǔ)——機(jī)械振動(dòng)6故障診斷基礎(chǔ)——振動(dòng)信號(hào)采集信號(hào)拾取加速度速度位移信號(hào)調(diào)理抗混濾波（低通）信號(hào)轉(zhuǎn)換模擬數(shù)字（采樣定理）7故障診斷基礎(chǔ)——振動(dòng)信號(hào)分析(1)時(shí)域分析有量綱指標(biāo)無量綱指標(biāo)(2)頻域診斷相關(guān)分析倍頻分析邊頻分析(3)解調(diào)分析Hilbert變換包絡(luò)解調(diào)(4)時(shí)頻聯(lián)合分析短時(shí)傅里葉WVD小波分析8第四章轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷4.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的基本特性4.2轉(zhuǎn)子不平衡故障4.2轉(zhuǎn)子不對(duì)中故障94.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的基本特性(1)什么是旋轉(zhuǎn)機(jī)械？

旋轉(zhuǎn)機(jī)械：主要功能由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來完成的機(jī)械，尤其是指主要部件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的、轉(zhuǎn)速較高的機(jī)械。如:汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、離心壓縮機(jī)、水輪機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備。模擬故障試驗(yàn)臺(tái)（不平衡故障、軸承故障）Bently轉(zhuǎn)子試驗(yàn)臺(tái)（不平衡故障、油膜渦動(dòng)）104.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的基本特性(1)什么是旋轉(zhuǎn)機(jī)械？大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子114.1旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)動(dòng)的基本特性性(2)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振振動(dòng)特性由于旋轉(zhuǎn)機(jī)械械的結(jié)構(gòu)及其其零部件的加加工和安裝方方面的缺陷，，使機(jī)器在運(yùn)運(yùn)行時(shí)引起振振動(dòng)，其振動(dòng)動(dòng)類型可分為為橫向振動(dòng)、軸向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)三類。軸向振動(dòng)橫（徑）向振振動(dòng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)其中，過大的橫（徑徑）向振動(dòng)往往往是機(jī)器破破壞的主要原原因，所以成了振振動(dòng)監(jiān)測(cè)的主主要對(duì)象，也也是對(duì)機(jī)組狀狀態(tài)進(jìn)行診斷斷的主要依據(jù)據(jù)。12因工作原理、、制造誤差、、裝配誤差、、材質(zhì)不均勻勻、結(jié)垢不均均勻、零部件件脫落等原因因，轉(zhuǎn)子在工工作過程中常常常出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。。4.1轉(zhuǎn)子不平衡(1)何為不平衡？？134.1轉(zhuǎn)子不平衡例：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子子不平衡產(chǎn)生原因后果14原始不平衡漸發(fā)不平衡突發(fā)不平衡4.1轉(zhuǎn)子不平衡(2)不平衡的產(chǎn)生生原因15類型解決措施原始不平衡①按技術(shù)要求對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡②按要求對(duì)位安裝轉(zhuǎn)子上的零部件③消除轉(zhuǎn)子上松動(dòng)的部件漸變不平衡①轉(zhuǎn)子除垢，進(jìn)行修復(fù)②定期檢修③保證介質(zhì)清潔，不帶液，防止結(jié)垢和腐蝕突發(fā)不平衡①停機(jī)檢修，更換損壞的轉(zhuǎn)子②停機(jī)清理流道異物③消除應(yīng)力，防止轉(zhuǎn)子損壞4.1轉(zhuǎn)子不平衡(2)不平衡的產(chǎn)生生原因16特征參量故障特征原始不平衡漸變不平衡突發(fā)不平衡時(shí)域波形正弦波正弦波正弦波特征頻率1X1X1X常伴頻率較小的高次諧波較小的高次諧波較小的高次諧波振動(dòng)穩(wěn)定性穩(wěn)定逐漸增大突發(fā)性增大后穩(wěn)定4.1轉(zhuǎn)子不平衡(3)不平衡故障的的振動(dòng)特征振動(dòng)方向徑向徑向徑向相位特征穩(wěn)定漸變突變后穩(wěn)定軸心軌跡橢圓橢圓橢圓17透平機(jī)風(fēng)機(jī)TOTI齒輪箱1X頻率(水平)1X頻率(水平)1X頻率(鉛垂)1X頻率(鉛垂)軸向很小軸向很小4.1轉(zhuǎn)子不平衡故障實(shí)例118III4.1轉(zhuǎn)子不平衡(4)不平衡的解決決措施不平衡力不平衡轉(zhuǎn)矩分解后的不平平衡載荷配重面轉(zhuǎn)子平衡基本本思想：在平面I中F′的反方向上加加校正質(zhì)量m1，加重半徑為為r1使m1r1ω2=F′。在平面Ⅱ中F″的反方向向加m2(半徑為r2)，以平衡衡F″。思考：在在不解體體情況下下，應(yīng)如如何消除除設(shè)備的的不平衡衡問題？？——現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平平衡19影響系數(shù)數(shù)法（前提：線線性系統(tǒng)統(tǒng)假設(shè)）：圖中：I，II———校正平面面Q1，Q2———試重A，B——測(cè)振點(diǎn)4.1轉(zhuǎn)子不平平衡(4)不平衡的的解決措措施——現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平平衡配重盤Bently動(dòng)平衡試試驗(yàn)臺(tái)20第一步：：測(cè)出平衡衡前A、B兩點(diǎn)振動(dòng)動(dòng)的原始始值A(chǔ)0、B0，包含振振幅和相相位。4.1轉(zhuǎn)子不平平衡(4)不平衡的的解決措措施——現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平平衡第二步：：先在平面面I上加一試試重Q1，角度為為r1，并在平平穩(wěn)轉(zhuǎn)速速下測(cè)得得兩軸承承的振動(dòng)動(dòng)為A1、B121第三步：：計(jì)算單位位試重引引起的效效果矢量量，影響響系數(shù)α1、β1，即α1=(A1-A0)/Q1;β1=(B1-B0)/Q1第四步：：取走Q1，再在平平面Ⅱ上加試重重Q2。同樣測(cè)測(cè)得軸承承振動(dòng)為為A2、B2，同理可可得A2-A0和B2-B0以及影響響系數(shù)α2、β2。4.1轉(zhuǎn)子不平平衡(4)不平衡的的解決措措施——現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平平衡224.1轉(zhuǎn)子不平平衡(4)不平衡的的解決措措施——現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平平衡第五步：：設(shè)校正平平面I、II中所需的的校正質(zhì)質(zhì)量為W1、W2,則W1、W2應(yīng)滿足下下列方程程：α1W1+α2W2=-A0β1W1+β2W2=-B0第六步：：在轉(zhuǎn)子上上加上校校正質(zhì)量量，重新新轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，如如振動(dòng)已已減小到到滿意的的程度，，則平衡衡結(jié)束，，否則需需再平衡衡或更換換試重或或修正影影響系數(shù)數(shù)。23平衡孔平衡塊4.1轉(zhuǎn)子不平平衡(4)不平衡的的解決措措施——現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平平衡9、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。1月-231月-23Sunday,January1,202310、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。20:05:4420:05:4420:051/1/20238:05:44PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。1月-2320:05:4420:05Jan-2301-Jan-2312、故人江海別別，幾度隔山山川。。20:05:4420:05:4420:05Sunday,January1,202313、乍見翻疑夢(mèng)夢(mèng)，相悲各問問年。。1月-231月-2320:05:4420:05:44January1,202314、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國國見青山。。。01一月月20238:05:44下下午20:05:441月-2315、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。一月238:05下下午1月-2320:05January1,202316、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2023/1/120:05:4420:05:4401January202317、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點(diǎn)點(diǎn)的的射射線線向向前前。。。。8:05:44下下午午8:05下下午午20:05:441月月-239、沒有失敗敗，只有暫暫時(shí)停止成成功！。1月-231月-23Sunday,January1,202310、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。20:05:4420:05:4420:051/1/20238:05:44PM11、成成功功就就是是日日復(fù)復(fù)一一日日那那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小小努努力力的的積積累累。。。。1月月-2320:05:4420:05Jan-2301-Jan-2312、世間成事事，不求其其絕對(duì)圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。20:05:4420:05:4420:05Sunday,January1,202313、不知香香積寺，，數(shù)里入入云峰。。。1月-231月-2320:05:4520:05:45January1,202314、意志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。01一月月20238:05:45下下午20:05:451月-2315、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。。一月月238:05下下午午1月月-2320:05January1,202316、少年十五二二十時(shí)，步行行奪得胡馬騎騎。。2023/1/120:05:4520:05:4501January202317、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來來秋。。。8:05:45下下午8:05下下午午20:05:451月-239、楊柳柳散和和風(fēng)，，青山山澹吾吾慮。。。1月-231月-23Sunday,January1,202310、閱閱讀讀一一切切好好書書如如同同和和過過去去最最杰杰出出的的人人談?wù)勗捲??！?0:05:4520:05:4520:051/1/20238:05:45PM11、越是沒沒有本領(lǐng)領(lǐng)的就越越加自命命不凡。。1月-2320:05:4520:05Jan-2301-Jan-2312、越是無能能的人，越越喜歡挑剔剔別人的錯(cuò)錯(cuò)兒。20:05:4520:05:4520:05Sunday,January1,202313、知人者智，，自知者明。。勝人者有力力，自勝者強(qiáng)強(qiáng)。1月-231月-2320:05:4520:05:45January1,202314、意志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。01一一月20238:05:45下午午20:05:451月-2315、最具挑戰(zhàn)戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)戰(zhàn)莫過于提提升自我。。。一月238:05下下午1月-2320:05January1,202316、業(yè)余生活要要有意義，不不要越軌。2023/1/120:05:4520:05:4501January202317、一個(gè)個(gè)人即即使已已登上