機(jī)械故障診斷技術(shù)5設(shè)備狀態(tài)的判定

1、第五章 設(shè)備狀態(tài)的判定與趨勢(shì)分析51 設(shè)備狀態(tài)診斷標(biāo)準(zhǔn)511 振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)的判定參數(shù)設(shè)備振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn) (或稱判定標(biāo)準(zhǔn))是通過(guò)振動(dòng)測(cè)試與分析，用來(lái)評(píng)價(jià)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的一種標(biāo)準(zhǔn)。在選好對(duì)象設(shè)備，決定測(cè)試方案之后，就要進(jìn)行認(rèn)真的測(cè)試。而對(duì)所測(cè)得的數(shù)值如何，判定它是正常值還是異常值或故障值，就需要依靠診斷標(biāo)準(zhǔn)的幫助。因此診斷標(biāo)準(zhǔn)的制訂和應(yīng)用是設(shè)備診斷工作中一項(xiàng)十分重要和必不可少的任務(wù)。理論證明，振動(dòng)部件的疲勞是與振動(dòng)速度成正比，而振動(dòng)所產(chǎn)生的能量則是與振動(dòng)速度的平方成正比，由于能量傳遞的結(jié)果造成了磨損和其他缺陷，因此，在振動(dòng)診斷判定標(biāo)準(zhǔn)中，是以速度為準(zhǔn)比較適宜。對(duì)于大多數(shù)的機(jī)器設(shè)備，最佳參數(shù)是也速度，這

2、也就是為什么有很多診斷標(biāo)準(zhǔn)，如IS02372、IS03945及VDl2056（德）等采用該參數(shù)的原因，當(dāng)然也還有一些標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)備的低、高頻工作狀態(tài)，分別選用振幅(位移)和加速度。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1512 狀態(tài)判定標(biāo)準(zhǔn)的分類根據(jù)判定標(biāo)準(zhǔn)的制定方法的不同，通常將振動(dòng)判定標(biāo)準(zhǔn)分為三類。1）絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)由某些權(quán)威機(jī)構(gòu)頒布實(shí)施。由國(guó)家頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)又稱為法定標(biāo)準(zhǔn)，具有強(qiáng)制執(zhí)行的法律效力。還有由行業(yè)協(xié)會(huì)頒布

3、的標(biāo)準(zhǔn)，稱為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ISO頒布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。以及大企業(yè)集團(tuán)聯(lián)合體頒布的企業(yè)集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)都是絕對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)，其適用范圍覆蓋頒布機(jī)構(gòu)所管轄的區(qū)域。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)都是根據(jù)某類設(shè)備長(zhǎng)期使用、觀測(cè)、維修及測(cè)試后的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，并規(guī)定了相應(yīng)的測(cè)試方法。因此在使用這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必需按規(guī)定的適用范圍和測(cè)定方法操作。目前應(yīng)用較廣泛的是：ISO 2372 機(jī)器振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)ISO 3945 振動(dòng)烈度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定與評(píng)定CDA/MS/NVSH 107 軸承振動(dòng)測(cè)量的判據(jù)VDI 2056 震動(dòng)烈度判據(jù)（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）等Evaluation only.Created with Asp

4、ose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.22）相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)同一設(shè)備，在同一部位定期測(cè)試，按某個(gè)時(shí)刻的正常值作為判定基準(zhǔn)，而根據(jù)實(shí)測(cè)值與基準(zhǔn)值的倍數(shù)，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)判定的方法。由于是基于設(shè)備自身某時(shí)刻的測(cè)量值作為判定基準(zhǔn)，所以稱為相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)。3）類比判定標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)判定標(biāo)準(zhǔn)是建立在長(zhǎng)期對(duì)某一設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上。若某個(gè)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)、或沒有建立長(zhǎng)期測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)判定時(shí)，可以采用類比判定標(biāo)準(zhǔn)。類比判定標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)多臺(tái)同樣設(shè)備在相同條件下運(yùn)行時(shí)，通過(guò)對(duì)各設(shè)備的同一部位的測(cè)

5、量值進(jìn)行相互對(duì)比，來(lái)判定設(shè)備狀態(tài)的方法。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.3513 振動(dòng)判定標(biāo)準(zhǔn)介紹1旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(1)旋轉(zhuǎn)機(jī)械幾個(gè)常用的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 目前，旋轉(zhuǎn)機(jī)械常用的振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布的ISO 2372和ISO 3945，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)VDI 12056，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS4675，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT1l347一1989等。這些標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)值級(jí)別上大同小異，但在各類診斷文獻(xiàn)中常以各自的標(biāo)準(zhǔn)名稱出現(xiàn)。Evaluation o

6、nly.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4 表51 ISO 2372和ISO 3945機(jī)械振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)強(qiáng)度ISO 2372ISO 3945分級(jí)范圍速度有效值mm/s級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)0.280.280.450.711.121.802.804.507.1011.2182845AAAA優(yōu)優(yōu)0.450.711.12B1.80B2.80CB良4.50CB良7.10DC可11.2DC可18D不可28D不可4571Evaluation only.Create

7、d with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.5（2）旋轉(zhuǎn)機(jī)械相對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 表55 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)診斷的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)注：1本標(biāo)準(zhǔn)的判斷依據(jù)有二：(1)實(shí)際測(cè)量振動(dòng)值與其初始值之比； (2)所測(cè)振動(dòng)信號(hào)的 頻率范圍。 2標(biāo)準(zhǔn)將設(shè)備狀態(tài)的評(píng)判分為三個(gè)等級(jí)：“良好注意”、“危險(xiǎn)”。振動(dòng)頻率1234567低頻振動(dòng)（1000Hz）良好注意危險(xiǎn)高頻振動(dòng)（1000Hz）良好注意危險(xiǎn)實(shí)測(cè)值與初值之 比Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.

8、5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.6（3）電動(dòng)機(jī)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)也屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械。它是一種原動(dòng)機(jī)，為它制定了專用標(biāo)準(zhǔn)后，便于單機(jī)檢測(cè)，有利于加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的維護(hù)管理。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的ISO32373標(biāo)準(zhǔn)和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN45665，在內(nèi)容上是相同的，故合并列于表56。表56 ISO32373和DIN45665 電動(dòng)機(jī)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)注：1本標(biāo)準(zhǔn)把電動(dòng)機(jī)按其中心高度(H)分為三個(gè)類型，中心高度越大，振動(dòng)閾值越大。2電動(dòng)機(jī)狀態(tài)判別分為三個(gè)等級(jí)：正常、良好、特佳。3本標(biāo)準(zhǔn)是指電動(dòng)機(jī)在空轉(zhuǎn)（不帶負(fù)荷）條件下的閾值。4診斷參數(shù)為速度有效值(Vrms)。質(zhì)

9、量等級(jí)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)中心高H=80400mm，允許最大Vrms(mm/s)SH132132H2252251000 Hz)實(shí)測(cè)振動(dòng)值大于正常值的2倍以上時(shí)，判為異常。2）在低頻段測(cè)量，若其振動(dòng)值大于其他設(shè)備的2倍以上；或高頻段的振動(dòng)測(cè)值大于其他設(shè)備4倍以上時(shí)，一般判為故障嚴(yán)重，應(yīng)考慮停機(jī)修理。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.1252 設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)分析521 狀態(tài)趨勢(shì)分析在故障監(jiān)測(cè)預(yù)警中的作用設(shè)備診斷的實(shí)質(zhì)就是設(shè)備運(yùn)行

10、狀態(tài)識(shí)別。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有兩類設(shè)備診斷模式都在應(yīng)用，一類是在線故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，它依靠復(fù)雜的測(cè)試分析系統(tǒng)對(duì)重要設(shè)備進(jìn)行24小時(shí)的連續(xù)監(jiān)測(cè)分析。另一種是采用便攜式儀器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的巡檢，記錄所測(cè)定的參數(shù)，根據(jù)在時(shí)間歷程的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障判斷、劣化趨勢(shì)分析。這類模式稱為點(diǎn)巡檢制度。又稱定人員、定時(shí)間、定測(cè)點(diǎn)參數(shù)、定測(cè)點(diǎn)部位、定測(cè)量?jī)x器的五定作業(yè)制度。這兩種設(shè)備診斷模式都在使用過(guò)程中產(chǎn)生大量的具有時(shí)間序列特征的數(shù)據(jù)，是設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢(shì)分析的基礎(chǔ)。趨勢(shì)分析屬于預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)于設(shè)備劣化趨勢(shì)分析屬于設(shè)備趨勢(shì)管Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET

11、3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.13理的內(nèi)容，也是狀態(tài)預(yù)知維修與其他維修方式相比，所具有的顯著而獨(dú)特的方式，其目標(biāo)是從過(guò)去和現(xiàn)在的已知情況出發(fā)，利用一定技術(shù)手段，去分析設(shè)備的正常、異常和故障三種狀態(tài)，推測(cè)故障的發(fā)展過(guò)程，有利維修決策和過(guò)程控制。設(shè)備劣化趨勢(shì)分析的作用有：l）檢查設(shè)備狀態(tài)是否處于控制范圍以內(nèi)；2）觀測(cè)設(shè)備狀態(tài)的變化趨向或現(xiàn)實(shí)狀況；3）預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)發(fā)展到危險(xiǎn)水平的時(shí)間；4）早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，及時(shí)采取對(duì)策；5）及時(shí)找出有問題的設(shè)備(提交精密診斷)。Evaluation only.Created with Aspose

12、.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.14趨勢(shì)圖樣例 設(shè)備劣化趨勢(shì)分析的數(shù)據(jù)類型可以是狀態(tài)信號(hào)分析中的各項(xiàng)時(shí)域指標(biāo)，也可以是頻譜分析中的某一特征頻率的振幅，或者是執(zhí)行點(diǎn)巡檢制度所獲得的記錄數(shù)據(jù)。圖55是時(shí)域指標(biāo)的趨勢(shì)分析圖例。其中：最下面的趨勢(shì)曲線是有效值Vrms；中間的趨勢(shì)曲線是峰值指標(biāo)；最上面的是劣化指標(biāo)峭度值2。圖55 時(shí)域指標(biāo)的趨勢(shì)分析圖例Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright

13、2004-2011 Aspose Pty Ltd.15繪制趨勢(shì)管理圖的步驟第1步 制作圖表格式首先要編制如圖56所示的表，在左上欄繪出設(shè)備簡(jiǎn)圖，標(biāo)明測(cè)點(diǎn)。設(shè)備的規(guī)格參數(shù)是診斷的重要依據(jù)，必須從實(shí)填寫。第2步 標(biāo)明刻度低頻領(lǐng)域以振動(dòng)速度表示，選擇合適的計(jì)量單位，如圖所示的范圍在0.0110cms之間，每格為0.1cm/s。中頻領(lǐng)域Hd及高頻領(lǐng)域Hi以加速度g為計(jì)量單位。第3步 填入標(biāo)準(zhǔn)值把設(shè)備在正常狀態(tài)下的振值作為標(biāo)準(zhǔn)值 記入圖表。當(dāng)無(wú)歷史數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以確定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可用正常狀態(tài)下的振動(dòng)平均值取代。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .

14、NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.16第4步 填入判斷標(biāo)準(zhǔn)需填入報(bào)警(Caution)值Xc及危險(xiǎn)(Danger)值Xd，當(dāng)無(wú)歷史數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可利用第3步中在正常狀態(tài)下測(cè)得的N個(gè)振值，首先計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)方差，然后再利用計(jì)算出報(bào)警值Xc及危險(xiǎn)值Xd。以上報(bào)警值和危險(xiǎn)值都必須記入圖中。第5步 按時(shí)間序列填寫測(cè)定值按規(guī)定的點(diǎn)檢測(cè)定周期，對(duì)被監(jiān)測(cè)的設(shè)備各規(guī)定測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的測(cè)取，然后將測(cè)得的值按時(shí)間序列的先后填入表格，用曲線或折線將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)成了設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的趨勢(shì)曲線。Evaluation only.Crea

15、ted with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.17522 趨勢(shì)分析應(yīng)用方法即便是趨勢(shì)管理圖中的總體測(cè)量值都是位于注意范圍之內(nèi)，也必須經(jīng)常注意有無(wú)任何特殊的趨勢(shì)。因?yàn)樵O(shè)備如在正常狀態(tài)下，其測(cè)點(diǎn)值是中間多兩端少，在標(biāo)準(zhǔn)線 的上下均等，并且應(yīng)是隨機(jī)分布。因此，在采用了理論性的統(tǒng)計(jì)方法之后，對(duì)數(shù)據(jù)的不規(guī)則性的檢查很有必要，在現(xiàn)場(chǎng)如能對(duì)以下五項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn)，將會(huì)取得好的效果。1）測(cè)點(diǎn)值的連接鏈?zhǔn)欠駢蜷L(zhǎng)；2）測(cè)點(diǎn)值是否偏向標(biāo)準(zhǔn)值( )的一側(cè)；3）測(cè)點(diǎn)值是否多分布于注意線( )的近旁；4）測(cè)點(diǎn)值是否具有一定的傾向性；5）測(cè)點(diǎn)值是否具有一定的周期性。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Pro.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.18通常當(dāng)測(cè)定值跑出上下管理線外時(shí)，已經(jīng)有了設(shè)