振動測試儀-2010年全國振動工程及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議20100816

1、2010年全國振動工程及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議管立虹 中國區(qū)產(chǎn)品市場經(jīng)515-mail:電子測試儀器與工具的領(lǐng)導(dǎo)者福祿克公司成立于1948年總部：美國華盛頓州埃佛里特市 丹納赫集團(tuán)的子公司，世界500強(qiáng)企業(yè)之一福祿克公司在全球有100多個分支機(jī)構(gòu)2003財富雜志評選世界最受尊敬公司排名第一福祿克在中國l重慶重慶l成都成都烏魯木齊烏魯木齊l濟(jì)南濟(jì)南西安西安l上海上海l廣州廣州l深圳深圳l武漢武漢l沈陽沈陽l北京北京福祿克公司的系列產(chǎn)品福祿克公司福祿克公司精密測試儀器部精密測試儀器部工工 業(yè)業(yè) 測測 量量 儀儀 器器 部部網(wǎng)絡(luò)儀器部網(wǎng)絡(luò)儀器部振動測試儀-

2、Fluke8102010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 36您是否知道. 福祿克公司在20世紀(jì)80年代就開發(fā)出振動 數(shù)據(jù)收集器原型？ 雖然從未實現(xiàn)商品化，但最終轉(zhuǎn)化到獲得 成功的電能質(zhì)量產(chǎn)品系列中但是 需要不同類型的專業(yè)知識以便提供“即時答案” 福祿克如何成為了振動分析專家？ 振動簡介 2010 福祿克公司 振動簡介 12010 Fluke Corporation.技術(shù)參數(shù)和傳感器 2Fluke810診斷技術(shù)參數(shù) 分析最常見的旋轉(zhuǎn)設(shè)備： 電機(jī) 風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī) 皮帶和鏈傳動裝置 減速器（最多3個變速器） 聯(lián)軸器 泵（離心泵、活塞泵、葉片泵、旋槳泵、螺桿泵、螺紋/齒 輪/凸輪旋轉(zhuǎn)泵） 壓縮機(jī)（活

3、塞式、離心式、螺旋式） 永久接合機(jī)器 主軸 不能分析： 錐形齒輪減速器（其中，傳動系改變方向90度） 原因：大多數(shù)情況下，輸出軸轉(zhuǎn)速 200 RPM 傳動系改變方向90度，需改變傳感器的方向 發(fā)電機(jī)、渦輪機(jī)（大多數(shù)在發(fā)電廠中） 離心機(jī) 2010 福祿克公司 振動簡介 17常見機(jī)器故障和頻譜分析 每種機(jī)器故障都會產(chǎn)生獨特的振動信號。 振動頻譜中顯示的信號經(jīng)常會具有特征模式。 模式識別在振動分析中十分關(guān)鍵，但要識別各種模式，需要進(jìn)行大量培訓(xùn)并擁有相應(yīng)經(jīng)驗。 在本次研討會上，我們將分析 4 種不同的故障： 不平衡 未對準(zhǔn) 松動 軸承故障 不平衡的來源 各種機(jī)器狀況都可導(dǎo)致不平衡： 污物積累或缺少平衡

4、配重 材料不均勻，尤其是在鑄件中（如多孔部分、砂眼） 配合件（如軸、孔）的尺寸存在差別 輥子偏轉(zhuǎn)（如造紙機(jī)輥）或存在機(jī)加工誤差 電氣繞組的質(zhì)量分布不均勻 不均勻的腐蝕、偏心轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子腐蝕 不平衡通常會在 1 倍轉(zhuǎn)速下在任一方向上表現(xiàn)出來 2010 福祿克公司 振動簡介 192010 福祿克公司 振動簡介 20頻譜上顯示的不平衡 示例 下圖是從一臺失去平衡的機(jī)器上獲取的振動頻譜。在 1 倍轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)的這個 124 VdB 較大峰形就是由不平衡引起的。其他峰形是由機(jī)器中的不同現(xiàn)象引起的，我們不就對其進(jìn)行討論。 級次 徑向 切向軸向 2010 福祿克公司 振動簡介 21什么是未對準(zhǔn)？ 在機(jī)器設(shè)備上，

5、當(dāng)兩個耦合軸的中心線重合時，就是理想對準(zhǔn)的情況。當(dāng)它們不重合時，就存在未對準(zhǔn)。 可能有三種類型的未對準(zhǔn)： 成角度 兩個軸的中心線不平行，發(fā)生交叉。 成角度未對準(zhǔn) 平行 兩個軸的中心線平行，但不同心。 平行未對準(zhǔn) 平行和成角度（常見） 大多數(shù)未對準(zhǔn)是成角度未對準(zhǔn)和平行未對準(zhǔn)的組合。福祿克公司2010 福祿克公司 振動簡介 22 未對準(zhǔn)的原因可能有以下幾種： 組裝不佳，或組裝后發(fā)生移動 管道張力造成變形 柔性支撐件的扭矩引起變形 溫度引起機(jī)器結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 聯(lián)軸器加工不良 聯(lián)軸器潤滑不夠充分 未對準(zhǔn)的來源 未對準(zhǔn)會以兩種方式表現(xiàn)出來： 在2倍轉(zhuǎn)速下，徑向和切向方向 上（平行） 在1倍轉(zhuǎn)速下，軸向方向

6、上（成 角度） 2010 福祿克公司 振動簡介 23 機(jī)械松動有兩種類型： 旋轉(zhuǎn)松動：旋轉(zhuǎn)松動是由機(jī)器的旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的過大間 隙引起的（例如在軸承中）。 什么是松動？ 非旋轉(zhuǎn)松動：非旋轉(zhuǎn)松動是兩個正常的固定部件之間的松動，例如，支腳 和基礎(chǔ)之間或軸承外殼和機(jī)器之間。 2010 福祿克公司 振動簡介 24旋轉(zhuǎn)松動 軸承座套和滾動體之間間隙過大（軸承松動）會產(chǎn)生1倍頻率的各次諧波，有時可能會延伸到10倍頻率以上 過大的軸頸軸承間隙會產(chǎn)生0.5倍諧波，如圖所示。它們稱為“半次諧波分量”或“分諧波”。它們可由摩擦和嚴(yán)重的撞擊而產(chǎn)生。 頻譜中顯示的松動 非旋轉(zhuǎn)松動 大多數(shù)類型的非旋轉(zhuǎn)松動也會產(chǎn)

7、生運轉(zhuǎn)速度的諧波，但它們通常不會產(chǎn)生那么多，也不會產(chǎn)生分諧波。非旋轉(zhuǎn)松動除了可產(chǎn)生諧波外，還可產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，這會產(chǎn)生一種連續(xù)頻譜，而不是確定的峰形。 2010 福祿克公司 振動簡介 27典型的軸承磨損發(fā)展情況 (2) 級次 級次 當(dāng)缺陷的狀況變壞時，軸承音調(diào)的幅度就會增加。損傷變大會引起劣化速度增加。這種損傷模式在高速軸承中尤其普遍，但在任何類型的滾動軸承中也經(jīng)常會看到。這里，軸承音調(diào)已上升至97VdB，它的二次諧波現(xiàn)在變得明顯了。在很多軸承損傷的例子中（尤其是軸承座圈產(chǎn)生裂紋），將隨基波一起出現(xiàn)軸承音調(diào)的二次和其他諧波，甚至在基波變得明顯之前就會出現(xiàn)。2010 福祿克公司 振動簡介 28級次

8、 級次 典型的軸承磨損發(fā)展情況 (3) 在這個點處，軸承間隙增加，從而在機(jī)械系統(tǒng)中引入進(jìn)一步的非線性。這會引起1倍頻率的諧波出現(xiàn)。引起振動的驅(qū)動力是不平衡所產(chǎn)生的基波1倍分量（是一種正弦波）。軸承中的松動引起正弦波失真，導(dǎo)致頻譜中的諧波。 隨著軸承磨損進(jìn)一步加深，軸承音調(diào)將由軸的1倍基本旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行幅度調(diào)制。這就證實了對軸承內(nèi)座圈故障的診斷，因為隨著軸的轉(zhuǎn)動，內(nèi)座圈上的故障點會進(jìn)入和離開軸承的載荷區(qū)域，從而對音調(diào)進(jìn)行幅度調(diào)制。幅度調(diào)制導(dǎo)致頻譜中的邊帶。2010 福祿克公司 振動簡介 29典型的軸承磨損發(fā)展情況 沒有軸承問題的機(jī)器 存在晚期軸承問題的機(jī)器 當(dāng)軸承無法承載負(fù)荷時，寬帶噪聲級將增加

9、軸承溫度過高 發(fā)生潤滑損耗 隨著磨損的發(fā)展，將引入隨機(jī)噪聲（“草垛”）級次 2010 福祿克公司 振動簡介 35產(chǎn)品深入介紹：專家系統(tǒng) 立即獲得答案。 振動測試儀-FLUKE810診斷報告： 1、故障嚴(yán)重度等級 （輕度、中度、嚴(yán)重、極嚴(yán)重） 2、維修詳情 3、引用的峰值 4、頻譜振動測試儀-FLUKE810軟件功能 診斷報告，設(shè)備設(shè)置下載與上傳，同機(jī)多次測試，振動趨勢圖，三軸頻譜圖可滿足主流需求的合作伙伴 福祿克對可靠和商品化的專家系統(tǒng)進(jìn)行了全球范圍的研究，并找到四個潛在合作伙伴 獨立的、業(yè)內(nèi)公認(rèn)的專家參加了在埃弗雷特市舉行的四個領(lǐng)先系統(tǒng)的角逐 AzimaDLI是能夠成功診斷測試期間的所有振動

10、故障的唯一軟件 福祿克獨自會見了AzimaDLI的客戶，以衡量他們對專家系統(tǒng)的滿意程度 AzimaDLI IP（專家系統(tǒng)和綜合基準(zhǔn)）提供了滿足客戶需求的最短路徑 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 372010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 38 全球范圍內(nèi)的可靠專家系統(tǒng)十分有限 大多數(shù)采用“演繹法” AzimaDLI開發(fā)了一種獨一無二的自動化專家系統(tǒng)，其運行無需人員參與。 一種基于規(guī)則的系統(tǒng) 超過4700條規(guī)則，可識別超過956種特定故障 模式。 系統(tǒng)方法 診斷引擎將一臺機(jī)器視為其各個組成部件的總和（即，電 機(jī) + 聯(lián)軸器 + 泵）。 自動化專家系統(tǒng) 關(guān)鍵信息 了解診斷結(jié)果的置信

11、度的最佳基準(zhǔn)是，將它與人正確診斷問題的能力進(jìn)行比較。 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 39準(zhǔn)確程度多高？ 雖然硬件技術(shù)規(guī)格可幫助描述所收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，但它們無法概括最終診斷結(jié)果 的準(zhǔn)確性 太多的變量產(chǎn)生影響：正確的機(jī)器設(shè)置、精確的轉(zhuǎn)速、變化的運行條件、預(yù)先進(jìn)行 的維護(hù)活動、正確的傳感器布置/定向 了解診斷結(jié)果的置信度的最佳基準(zhǔn)是，將它與人正確診斷問題的能力進(jìn)行比較。 隨著振動信號的增強(qiáng)，設(shè)備故障嚴(yán)重性診斷中的總置信度將顯著提高。 準(zhǔn)確度隨振動信號的增強(qiáng)而提高 關(guān)鍵信息 準(zhǔn)確度基準(zhǔn)將20年的振動專家作為黃金標(biāo)準(zhǔn) 隨著狀況達(dá)到“嚴(yán)重”或“極為嚴(yán)重”（此時客戶最有可能做出反應(yīng)），準(zhǔn)確度

12、會顯著提高 當(dāng)前的準(zhǔn)確度超出了目標(biāo)客戶診斷問題的能力，是可以接受的 總準(zhǔn)確度 所有機(jī)器(402) 無故障(282) 中等(61) 嚴(yán)重(34) 極為嚴(yán)重(25) 按嚴(yán)重性劃分的總準(zhǔn)確度 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 40Fluke 810的診斷引擎 傳統(tǒng)的振動分析采用長期觀察方法，需要建立一種基準(zhǔn)狀況，隨著時間的推移，將機(jī)器的狀況與最初的基準(zhǔn)狀況進(jìn)行比較。 Fluke 810將設(shè)置和測量數(shù)據(jù)輸入到一組功能強(qiáng)大的算法中，以便識別機(jī)器的機(jī)械故障。 問題：在缺乏歷史數(shù)據(jù)的情況下，如何評估機(jī)器狀況/嚴(yán)重性？當(dāng)您不知道什么是“好的”時，您怎么能知道什么是“壞的”？ Fluke 810采用一

13、種創(chuàng)新的“綜合基準(zhǔn)”來確定故障嚴(yán)重性。 2010 福祿克公司 專家系統(tǒng)和查看器軟件 42綜合基準(zhǔn) 將實際測試數(shù)據(jù)與綜合基準(zhǔn)進(jìn)行比較，并識別超出基準(zhǔn)的情況（“引用的峰形”）。 產(chǎn)品深入介紹：Viewer軟件 傳輸 機(jī)器設(shè)置 查看診斷結(jié)果（選擇和查看） 首選項 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件1 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件3 傳輸：導(dǎo)入/導(dǎo)出機(jī)器設(shè)置 傳輸 返回 導(dǎo)入到PC 將在分析儀中創(chuàng)建的機(jī)器設(shè)置導(dǎo)入到Viewer軟件中 將在PC中創(chuàng)建的機(jī)器設(shè)置導(dǎo)出到測試儀中 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件6 將診斷數(shù)據(jù)導(dǎo)出為.PDF格式的報告 傳輸：將故障數(shù)據(jù)導(dǎo)出為. pdf文件 2010 Fluke Corporation.專家系統(tǒng)和Viewer軟件7 機(jī)器設(shè)置 在Viewer軟件中創(chuàng)建和管理機(jī)器設(shè)置，然后將其與810振動測試儀同步 2010 Fluke Corporat