设备状态监测与故障诊断技术知识及应用.ppt

工业监测检测设备 状态监测（简易诊断） 内容： 识别有无故障 明确故障严重程度 解决故障 由设备维修人员在现场进行 故障诊断（精密诊断） 内容： *确定故障部位 *确定故障原因 *在线检测 由设备诊断人员在现场或中心进行 返回 HG-2500系列测振仪的使用 返回 3）、轴心轨迹图 返回 （二）转子不对中故障的诊断 转子不对中引起的故障 轴承失效 密封失效 连轴节磨损 过热 效率降低 能量损失 振动值变大 电机 水泵 PO PI MO MI . 转子不对中的类型 正确对中 e = 0, ? = 0 平行不对中 e ? 0, ? = 0 角度不对中 e = 0, ? ? 0 综合不对中 e ? 0, ? ? 0 转子的不对中的特征与诊断： 时域波形近似正弦波形 二倍工频占振动的主要成分 不对中严重时，会产生较多谐波的高谐次（4-8）倍频的振动 角不对中产生较大的轴向振动 如果联轴节的短节过长或过短，通常会产生明显的3倍频的振动 振动随负荷而变，工频振动变化明显 轴心轨迹呈香蕉形或8字形 不对中故障的特征 波形特征：总体模样类似正弦波 频谱特征：存在较大的2X转频的频率分量 返回 转子系统松动故障的诊断 波形出现许多毛刺。 谱图中噪声水平高。 出现精确2X，3X…等成分，最高可达16X。 松动结合面两边，振幅有明显差别。 电机 水泵 PO PI 转速的精确 倍频成分 最高可出现 16X成分 噪声水平高 返回 D — 节圆直径 d — 滚珠直径 ? — 接触角 z — 滚珠数 n — 轴的转速 滚动轴承故障的特征频率 d D ? 外环故障频率 内环故障频率 滚珠故障频率 保持架碰外环 保持架碰内环 转子磨碰故障特征 时域波形存在削波现象； 频谱图除了工频外，还会有丰富的高次谐波； 严重磨损时，还会有1/2 ×、1/3 ×、3/2 ×等精确的分频成分； 轴心轨迹存在尖角； 带有温升和噪声； 结合铁谱分析有利于确定故障。 返回 齿轮故障的诊断 齿轮啮合频率GMF等于齿数乘以齿轮转速频率。 齿轮啮合频率两边有边频，间距为1X。 随着齿轮故障发展，边频越来越丰富，幅值增加。 可用倒频谱作进一步分析。 OU BS IS OL 齿轮箱 上辊 下辊 输入轴 啮合频率 GMF 上边频 下边频 2X 齿轮类故障特征 齿轮啮合频率等于齿数乘以齿轮转频； 啮合频率两边存在边频，间距为1 ×； 随齿轮故障的发展，边频越来越丰富，幅值增加； 齿轮断齿表现为断齿数量乘以齿轮转频； 齿面损伤程度看边频带，同时出现损伤齿数乘以齿轮转频的振动； 同原始谱进行比较判断。 返回 ISO10816（ISO2372）国际振动烈度标准 转速：600~12000r/min; 10~1000Hz的通频带速度有效值Vrms 电机的振动强度极限（ISO2373） 摘自加拿大政府文件CDA/MS/NVSH107“维护振动极限” 表3-1 电厂汽轮机振动标准（IEC1968） 单位：mm 部分日本引进设备的Dp-p (全振幅)标准。 表3-3 振幅标准 JEAC3717-1974振动标准 日本电气协会10MW汽轮发电机组振动允许值 表3-2 部分化工设备的振幅标准 注：1. .30MPa 活塞式压缩机转速200r/min, 允许振动全幅度为0.20mm。 2. * 表示参考值。 返回 旋转机械故障自诊断系统： 这套系统是在吸收国内外诊断专家多年经验和理论研究成果研制而成的故障自诊断系统，综合了许多典型的故障频谱特征，把振动信息、设备资料、频谱分析、设备诊断、信息融合等只是结合在一起的综合系统，对设备的常见（转子不平衡、转子弯曲、不对中、油膜涡动、油膜振荡、旋转失速、喘振、摩擦、裂纹等）故障提出解决方案。这套系统可以减轻我们在故障诊断时的劳动强度。 故障诊断的专家系统框图 专家系统是一个故障诊断的专用程序。 用户可以把其中积累的诊断专家的知识用于诊断工作。 结果及解释 征兆事实库 知识获取 征兆获取 推理机 诊断知识库 设备参数库 工作存贮器 人机对话 故障对策 传感器信号 领域专家 用 户 返回 趋势分析法 监视机器的劣化过程 预测机器的失效时间 通频值趋势分析 简单易行 不易发现早期故障 频谱趋势分析 能早期发现齿轮、轴承等早期故障 能较快判定故障的部位 制定报警值和危险值的方法 根据各种标准，ISO GB API等 以机器正常状态的振动值，乘一倍数，如X(3~4)、X(8~10) 精密诊断的方法 频谱分析法 每种故障有其对应的特征频率。据此确定机器的故障性质和严重程度。 趋势分析法、频谱趋势分析法 振动的通频幅值或特征频率