企業(yè)診斷ROZH設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷教材

企業(yè)診斷ROZH設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷教材 TOC\o"1-2"\h\z\u一 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)概 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生和作 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的含 設(shè)備維修管理與設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷的關(guān) 振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷技 二 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí) 設(shè)備基本資 設(shè)備監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇與標(biāo) 設(shè)備監(jiān)測(cè)周期的確 設(shè)備監(jiān)測(cè)信息采 三 設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷的理論基 機(jī)械振動(dòng)的分 簡(jiǎn)諧振動(dòng)及振動(dòng)三要 實(shí)際振動(dòng)及振動(dòng)的時(shí)域指 振動(dòng)的頻 四 數(shù)據(jù)采 傳感器知 采 信號(hào)處 五、設(shè)備故障基本分析方 時(shí)域分 頻譜分 趨勢(shì)分析、多趨勢(shì)分析、頻率趨勢(shì)分 瀑布 多時(shí)域、多頻 倒譜分 包絡(luò)解 長(zhǎng)時(shí)域波 交叉相 軸心軌 波德 六、設(shè)備狀態(tài)的評(píng) 絕對(duì)判斷標(biāo) 相對(duì)判斷標(biāo) 類比判斷標(biāo) 波峰因素評(píng)價(jià) 頻譜圖報(bào)警 七、機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)故障振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷方 不平 不對(duì) 機(jī)械松 滾動(dòng)軸承故 一、的安全性、維修成本的壓力。2060理的必然選擇。從技術(shù)背景方面看，2060技術(shù)飛速發(fā)展的年代，F(xiàn)FT生和發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。2070中國(guó)從80，20到了快速應(yīng)用和發(fā)展，也受到中國(guó)政府的重視。李鵬總理在198672展到以設(shè)備的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)為基礎(chǔ)的檢修制度?！@就要求我們采用一系列先進(jìn)的儀器圖1-1設(shè)備故障的含義 設(shè)備缺陷剛開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，由于檢測(cè)技術(shù)水平和儀器儀表等因素限制往往難以發(fā)現(xiàn)；Td實(shí)等等。實(shí)際上設(shè)備監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)就是盡早檢測(cè)出缺陷，并作好從TdTf從可靠性的觀點(diǎn)看設(shè)備故障模式有六種，如圖1-2。模式A是典型的浴盆曲線。模式B和模式FB模式F具有高的早期的故障率，而后降到一個(gè)固定水平或是略增趨勢(shì)。模式C設(shè)備顯示出故障率隨時(shí)間緩慢增長(zhǎng)而沒(méi)有具體的耗損期。模式D表示開(kāi)始時(shí)故障率低而后快速增長(zhǎng)到一個(gè)固定水平。模式E則表示故障率不隨時(shí)間變化。著設(shè)備的日趨復(fù)雜，越來(lái)越多的產(chǎn)品符合模式E和F)。圖1-2設(shè)備簡(jiǎn)易診斷和精密診斷的區(qū)別和關(guān)系可以用圖1-3圖1-3造成過(guò)維修或欠維修。定期大修至少有3種不良后果：近年來(lái)，基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)發(fā)展起來(lái)的設(shè)備按狀態(tài)維修是維修方式的革預(yù)測(cè)設(shè)備的劣化趨勢(shì)和剩余壽命，根據(jù)具體情況制定不同的維修措施。這種維修方式的目標(biāo)致力于：了可靠性維修（RCM或稱之為RBM）的基本框架見(jiàn)表1-1。表1-170%的機(jī)械故障可以從振動(dòng)測(cè)量中檢測(cè)出來(lái)。在線監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)、連續(xù)的采集設(shè)備相關(guān)信息（包括振動(dòng)和其它過(guò)程量信息），1機(jī)組運(yùn)行的關(guān)鍵性；2）機(jī)組突然停機(jī)造成的損失；3）災(zāi)難性破壞的損失費(fèi)用；4）A、B、CABCA、B狀態(tài)維修；C類設(shè)備可以采用事后維修方式，但也要作好點(diǎn)檢工作。設(shè)備故障記錄。掌握設(shè)備曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的故障情況，對(duì)于研究該設(shè)備的故障機(jī)理、分析掌握其運(yùn)行狀態(tài)及建??并于設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)照分析。圖2-1這個(gè)數(shù)字序列從驅(qū)動(dòng)器非驅(qū)動(dòng)側(cè)的軸承座賦予數(shù)字001圖2-2圖2-3圖2-4??式機(jī)器周期振 復(fù)雜周期振確定性（規(guī)則）振 準(zhǔn)周期振機(jī)械振 瞬態(tài)振 這種分類，主要是根據(jù)振動(dòng)在時(shí)間歷程內(nèi)的變化特征來(lái)劃分的。大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)類型是周期振動(dòng)、準(zhǔn)周期振動(dòng)、窄頻帶隨機(jī)振動(dòng)和寬頻帶隨機(jī)振動(dòng)以及幾種不同類型振動(dòng)的自激振動(dòng)：在沒(méi)有外力作用下，只是由于系統(tǒng)自身的原因所產(chǎn)生的激勵(lì)而引起的振動(dòng)，如油膜振蕩、喘振等。這是因?yàn)橄到y(tǒng)在受到初始激勵(lì)后，將持續(xù)作用的能源轉(zhuǎn)換成周期作用的能源，從而維持或發(fā)展系統(tǒng)的振動(dòng)。例如鐘擺、電鈴鈴錘振動(dòng)、樂(lè) f<5f A—最大振幅，偏離平衡位置的最大值，又稱峰值，2AmmT—振動(dòng)的周期，即再現(xiàn)相同振動(dòng)狀態(tài)的最小時(shí)間間隔（或完成一次振動(dòng)所花的時(shí)間s；φf(shuō)=1/T=10（Hz以上的振幅、頻率和相位例如：振動(dòng)位移、速度或加速度的峰-峰值、峰值、均方根值（即有效值Xrms）等。這些簡(jiǎn)均 平均幅方根幅值；均方根值亦即“有效值”，XXav峭度指標(biāo)、裕度指標(biāo)、脈沖指標(biāo)對(duì)脈沖類故障比較敏感，特別是當(dāng)故障早期發(fā)生時(shí)，他們有明顯增加；但上升到一定程度后，隨著故障的逐漸發(fā)展，反而會(huì)下降，表明他們對(duì)早期故障有較高的敏感性，但穩(wěn)定性不好。一般來(lái)說(shuō)，均方根值（rms但對(duì)早期故障信號(hào)不敏感。所以，為了取得較好得效果，常常將他們同時(shí)使用，進(jìn)行多趨勢(shì)分析，以兼顧敏感性和穩(wěn)定性。頻譜分析是通過(guò)快速FFT變換將測(cè)量得到的時(shí)域振動(dòng)信號(hào)（幅值對(duì)時(shí)間）轉(zhuǎn)換成為頻域總的來(lái)說(shuō)，時(shí)域分析從波形的角度來(lái)分析信號(hào)的特征，頻譜分析則從頻率的角度來(lái)看信（1/s，Hz1500RPM1500/60=25Hz。1X=25Hz，也叫一倍頻,2X、3X等稱為倍頻分量，也叫諧波分量。齒輪傳動(dòng)：i12=n1/n2=Z2/Z1=f1/f2，Z皮帶輪傳動(dòng)：i12=n1/n2=D2/D1=f1/f2，D皮帶輪特征頻率=（皮帶長(zhǎng)度*轉(zhuǎn)頻）/（3.14*皮帶輪直徑BSF。四、測(cè)試過(guò)程中傳感器將反映被測(cè)試對(duì)象特性的物理量，如壓力、加速度、溫度等，檢出并轉(zhuǎn)換為電量，然后傳輸給中間變換裝置；中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分A/D效應(yīng)。利用材料壓電效應(yīng)制成的傳感器稱為壓電式傳感器?，F(xiàn)在普遍使用“ICP內(nèi)部放大壓100mv/g1g100mv1000mv/g（亦即其對(duì)傳感器的靈敏度要求較高。對(duì)于高噪聲的機(jī)器，靈敏度要求較低：10mv/gx(t)按一定的時(shí)間間隔Ts采樣定理： 1000Hz500RPMFmax2000Hz，1000Hz。加速Fmax5000Hz變換Fmax（譜線數(shù)時(shí)還要考慮的一個(gè)很重要的因素是頻率分辨率，在進(jìn)行頻譜分析時(shí)，頻率分辨率是一個(gè)很重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到頻譜分析的精度。所謂頻率分辨率是指頻譜圖上相鄰兩根譜線之間的間隔。設(shè)定好Fmax（或采樣長(zhǎng)度=Fmax/Fmax譜線數(shù)越多，頻率分辨率越高，頻譜分析的精度越高。濾波器的作用利用濾波器篩選頻率的特性，可以濾掉干擾噪聲，提高信噪比。對(duì)動(dòng)態(tài)0—f2f2為了正確判斷設(shè)備的狀況及診斷其故障，必須了解和設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的各種物理量隨時(shí)間（信號(hào)的時(shí)域分析是最基本、最常用的分析方法，也是其他分析方法的基礎(chǔ)。為了更迅速的識(shí)別譜圖中的特征頻率成分，軟件提供了特征信息面板，只要我們預(yù)先輸入軸承型號(hào)、齒輪齒數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速以及皮帶輪直徑等部件參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算故障特征頻率，并且可以直接標(biāo)注在譜圖上，從而降低了頻譜分析的難度，提高了頻譜分析的速度。下圖所示為一個(gè)軸承外圈故障的典型頻譜圖及其特征信息面板。圖5- 多參數(shù)趨勢(shì)瀑布圖（軸承外圈故障振動(dòng)等。利用轉(zhuǎn)速三維譜圖可以快速識(shí)別這兩種振源。如下圖所示：轉(zhuǎn)子的不平衡故障為1瀑布圖（不平衡故障的啟停車測(cè)試不同設(shè)備的同一測(cè)點(diǎn)的波形（或頻譜）同一設(shè)備下不同測(cè)點(diǎn)的波形（或頻譜）V、H、A（或頻譜）同一測(cè)量定義下不同時(shí)間的多個(gè)波形（或頻譜）50Hz1700KHz載 音樂(lè)和DJ的聲 記錄儀。采集的時(shí)間由用戶輸入，采集數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度不超過(guò)64M，如雙通道采集，則數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度不超過(guò)32M，可代替磁帶記錄儀，抓取設(shè)備的瞬態(tài)過(guò)程數(shù)據(jù)，如軋鋼設(shè)備的一個(gè)完圖5- 長(zhǎng)時(shí)域波形數(shù)4K，100ms，對(duì)以上長(zhǎng)時(shí)域波形進(jìn)行瀑布圖分析如下：圖5- 瀑布圖分析設(shè)圖5- 對(duì)長(zhǎng)時(shí)域波形數(shù)據(jù)進(jìn)行瀑布圖分1X圖 原始軸心軌跡和提純軸心軌跡波德圖(BodePlot)和極坐標(biāo)圖(PolarPlot)（Nyquist）兩者所含信息相同，波德 奈魁斯特以前常用的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)是ISO2372（表6-1，目前ISO10186（表6-2）等國(guó)際振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)是 ISO2372國(guó)際振動(dòng)烈度標(biāo)值6-2ISO10186300KW50MW電機(jī)轉(zhuǎn)軸高度位移有效值15KW300KW電機(jī)轉(zhuǎn)軸高 160≤15KW位移有效值業(yè)機(jī)器；2）A：B：C：D：危險(xiǎn)。ISO7919 軸振動(dòng)標(biāo)6-3：12ABC的，振動(dòng)變化意味著機(jī)組可能有故障。振動(dòng)幅值變化量報(bào)警設(shè)定值為：基線值+區(qū)域B25%。 API-613振動(dòng)標(biāo)振動(dòng)容許值（雙振幅軸（軸承附件軸（軸承附件8000-（IEC6-5。該標(biāo)準(zhǔn)給出的振動(dòng)值為經(jīng)過(guò)良好平衡、在額定轉(zhuǎn)速和穩(wěn)定工況下運(yùn)行的蒸汽透平的振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)振動(dòng)限制值沒(méi)有做出規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范又指出，“在汽輪機(jī)振動(dòng) IEC蒸汽透平振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)/（μm，峰－峰值轉(zhuǎn)速 API611通用蒸汽渦輪機(jī)振動(dòng)標(biāo)振動(dòng)容許值（軸（軸承附近40006-76-8GB7777－1987《往復(fù)活塞壓縮機(jī)械振動(dòng)測(cè)量與評(píng) GB7777－1987往復(fù)活塞壓縮機(jī)械振動(dòng)烈度分級(jí)振動(dòng)速度有效值振動(dòng)速度有效值 GB7777－1987往復(fù)活塞壓縮機(jī)械振動(dòng)標(biāo)角度式（LVW??（V/H/A/NON定。將機(jī)器的正常值作為初始值，后來(lái)的實(shí)測(cè)值與初始值與初始值進(jìn)行比較。表6-9為ISO2372相對(duì)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)。6-9ISO23721000Hz4000Hz2．5倍６倍１０倍１００倍6-10為推薦的類比判斷標(biāo)準(zhǔn)。6-101000Hz１000Hz10～15；3。（觀察量）的發(fā)展變化，從而得出比較準(zhǔn)確的結(jié)論，僅憑一、二次測(cè)量很難對(duì)設(shè)備狀態(tài)做出準(zhǔn)確的判斷。因此，在做這項(xiàng)工作時(shí)一定要注意數(shù)據(jù)的積累，定期地測(cè)取設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)及其它工藝量信息，包括五感經(jīng)驗(yàn)也要記錄下來(lái)；關(guān)于設(shè)備的一些基礎(chǔ)資料也要相應(yīng)的收集、整2X（VH、A）的數(shù)據(jù)的變化、是否有諧波成分、有無(wú)邊頻帶、高頻段是否有譜峰群、各頻率處能量的變化等等。這些變化通過(guò)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)（設(shè)備正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)）的比較可以很方便的識(shí)別出來(lái)。例如：1X2X1X1X

901X2X,3X180（反相1X1X1X、2X、3X1X、2X、3X振動(dòng)頻率以1X和2X轉(zhuǎn)頻振動(dòng)為主，2X轉(zhuǎn)頻振動(dòng)往往超過(guò)聯(lián)軸器兩側(cè)相位相差0振動(dòng)頻率以1X和2X轉(zhuǎn)頻振動(dòng)為主；但往往存在3X如果2X或3X轉(zhuǎn)頻振動(dòng)超過(guò)1X的30％到50％，聯(lián)軸器兩側(cè)軸向振動(dòng)相位相差180振動(dòng)頻率以1X和2X聯(lián)軸器兩側(cè)軸向振動(dòng)相位相差在01801000Hz機(jī)械松動(dòng)一般分為旋轉(zhuǎn)件松動(dòng)和非旋轉(zhuǎn)件松動(dòng)（結(jié)構(gòu)松動(dòng)7-17-1波最高可出現(xiàn)16X最高可出現(xiàn)16X