機械設(shè)備故障診斷的現(xiàn)場開展

2022/11/16機械設(shè)備故障診斷現(xiàn)場開展機械設(shè)備故障診斷的關(guān)鍵點（4個W）振動——機械的脈搏振動參數(shù)的選擇振動幅值的表示方法振動測點的布置振動測試工況及測試周期頻帶設(shè)置測試前的準(zhǔn)備2022/11/16故障診斷的目的機械設(shè)備故障診斷的目的：When？Why？What？Where？故障在出現(xiàn)哪里？是什么樣的故障？故障產(chǎn)生的原因？故障什么時候發(fā)生？2022/11/16故障診斷的目的

圖1設(shè)備的浴盆曲線2022/11/16振動——機械的脈搏當(dāng)機器工作時，會產(chǎn)生振動；當(dāng)機器內(nèi)部發(fā)生異常時，會隨之出現(xiàn)振動加大和工作性能的變化，根據(jù)對機械振動信號的測量和分析，不用停機和解體方式，就可對機器的劣化程度和故障性質(zhì)有所了解，這就是振動測量技術(shù)。也就是說給機器“搭脈”。據(jù)統(tǒng)計，50~70%的機械故障通過振動形式表現(xiàn)出來。2022/11/16“當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域，在不停機情況下測試獲得的參數(shù)中，包含信息量最豐富的是振動信號?！?/p>

----ArtCrawford（美國振動學(xué)之父）振動——機械的脈搏振動分析是設(shè)備管理中實現(xiàn)預(yù)測維修的基本手段：頻域分析，使用快速傅立葉變換（FFT）將x(t)變換成頻率f

的函數(shù)X(f)。時域分析，將振動作為時間t的函數(shù)x(t)來觀測。2022/11/16如何選擇振動參數(shù)

加速度速度位移

accelerationvelocitydisplacement

位移D

速度V

加速度A

<1000Hz10~1000Hz>1000Hz

美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSIS218-1980

位移D

速度V

加速度A

m,mm,umm/s,mm/sm/s2,g=9.81m/s2

常用單位

2022/11/16振動幅值的表示方法峰值（單峰值P，峰峰值P－P）均方根值（有效值RMS）平均值（AV）2022/11/16振動測點的布置振動測點選擇原則：1，測點應(yīng)選擇信號傳遞路線最短捷的位置，并盡量減少中間界面

2，選擇能反映機器工作狀態(tài)的信號反應(yīng)比較敏感的部位作為測點。如軸承痤、機座，一般都選為典型測點。3，測點應(yīng)固定下來，選擇好測點后在該點做標(biāo)記。2022/11/16振動測點的布置一般情況下，都要用三個方向的振動來評定，因為象低頻振動(對于高頻振動，一般無方向性，通常只從一個方向來測量)在一個測點上，由于載荷的影響或故障的變化，造成這個測點在三個方向上的振動的變化是不一樣的，總有一個或兩個方向上會有敏感的反應(yīng)。例如：不平衡在水平方向上表現(xiàn)突出，不同軸則反應(yīng)在軸向上，而機器松動在垂直方向上容易發(fā)生。制定測點布置的方案是關(guān)系到測量結(jié)果的一件十分重要的工作。此前應(yīng)做好兩項準(zhǔn)備。第一，查閱有關(guān)機械設(shè)備的技術(shù)文件和圖紙資料，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理、機械運動動力學(xué)、故障機理等要有一個透徹的了解。第二，要到現(xiàn)場實地考察，主要察看傳感器的安裝位置是否安全可靠，測點布置的方案一旦形成，要繪制測點布置圖，并給每一個測點編號，以備考。2022/11/16測量工況及測量周期測量工況包含：

輕載與重載，快速與慢速，高壓與低壓，啟動與停機等

定期的狀態(tài)監(jiān)測與趨勢分析時

：

一般選擇機器的穩(wěn)定工況即機器在正常運轉(zhuǎn)時的工況

給機器作故障診斷時：

在現(xiàn)場許可的條件下，我們一般選擇最能暴露機器故障的工況

2022/11/16測量工況及測量周期

測試周期必須和機器設(shè)備的技術(shù)狀況同步。

對于一般轉(zhuǎn)速的、劣化過程發(fā)展緩慢的機器設(shè)備，可采用周期性的測試方法，也稱為離線監(jiān)測；而對于高速旋轉(zhuǎn)的、其劣化異變是瞬時發(fā)生的機器設(shè)備，則需要進行現(xiàn)場跟蹤實時測量，也稱為在線監(jiān)測。

必須對機器的劣化速度進行充分的研究。

振動測量周期2022/11/16頻帶設(shè)置選擇頻帶設(shè)置相關(guān)因素：設(shè)備轉(zhuǎn)速（nRPM）、轉(zhuǎn)頻（order）、設(shè)備結(jié)構(gòu)、故障類型根據(jù)所測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障選擇頻帶

故障類型

測量類型

頻帶設(shè)置不對中、不平衡松動、共振，皮帶速度頻譜圖加速度時域圖500Hz

滾動軸承故障加速度時域圖加速度頻譜圖70×RPM齒輪故障速度時域圖頻譜圖3.5GMF2022/11/16測試前的準(zhǔn)備被測機器設(shè)備的技術(shù)調(diào)研

制訂測試方案

確定測試的技術(shù)路線

頻率計算

繪制機器簡圖，注上測點編號

選擇振動參數(shù)，振動幅值，頻帶以及測試工況

2022/11/16信號獲取2022/11/16FFT信號處理2022/11/16每種設(shè)備故障產(chǎn)生特定的振動模式設(shè)備故障診斷振動測試可以提供整個設(shè)備運行的信息

振動頻率是由設(shè)備幾何結(jié)構(gòu)和運行速度確定的2022/11/16案例分析1，不平衡

2，不對中

3，機械松動4，滾動軸承2022/11/16不平衡－原因原因部件裝配不當(dāng)風(fēng)機葉片或葉輪上雜質(zhì)堆積旋轉(zhuǎn)元件的磨損部件斷裂或失落新進來的設(shè)備沒有關(guān)于平衡的規(guī)格書,或規(guī)格書不正確2022/11/16不平衡－特征特征在轉(zhuǎn)速的1倍頻上有高的徑向峰值在轉(zhuǎn)速的1倍頻上軸向振動較低轉(zhuǎn)速的倍頻較低在時域波形中，有明顯的1倍轉(zhuǎn)速的正弦形式將導(dǎo)致發(fā)生其它故障類型，特別是松動2022/11/16不平衡－案例1（渦輪機）2022/11/16不平衡－案例12022/11/16不平衡－案例22022/11/16不平衡－案例12022/11/16不平衡－案例1分析：時域波形顯示出了正弦特性頻域波形：在四個徑向測點（TOH、TIH、TOV、TIV）上的轉(zhuǎn)速頻率處均表現(xiàn)出了較大的振動,徑向振動小

2022/11/16不平衡－案例1診斷結(jié)論：該渦輪機出現(xiàn)了不平衡故障

2022/11/16不對中－類型類型：偏移不對中

角向不對中

軸承不對中

2022/11/16不對中－特征

特征:軸向的轉(zhuǎn)速2倍頻占主導(dǎo)地位軸向的轉(zhuǎn)速1倍頻、2倍頻、和3倍頻讀數(shù)大徑向的轉(zhuǎn)速1倍頻、2倍頻、和3倍頻讀數(shù)大高于4倍頻轉(zhuǎn)速的諧頻較低接手兩端的相位讀數(shù)有180度的相位差2022/11/16不對中－案例1（WMH-PUMP

）2022/11/16不對中－案例12022/11/16不對中－案例12022/11/16不對中－案例12022/11/16不對中－案例2（風(fēng)機）2022/11/16不對中－案例22022/11/16不對中－案例22022/11/16不對中－案例22022/11/16機械松動－類型結(jié)構(gòu)松動：機座松動箱體分裂軸承端蓋松動軸承支架松動

轉(zhuǎn)動部分松動:輪葉松動風(fēng)扇松動軸承松動聯(lián)軸節(jié)松動

2022/11/16機械松動－特征特征：頻域波形：大量諧波成分，特別是3－10×RPM；偶爾會有次諧波時域波形：雜亂，無規(guī)律2022/11/16機械松動－案例（泵）2022/11/16機械松動－案例2022/11/16機械松動－案例2022/11/16軸承故障－特征特征：頻域波形：對應(yīng)軸承故障頻率的諧波

2022/11/16軸承故障－故障頻率特征故障頻率是轉(zhuǎn)速乘以下系數(shù)：FTF:保持架BSF:滾珠BPFO:外圈BPFI:內(nèi)圈內(nèi)圈產(chǎn)生的振動幅值最低2022/11/16軸承故障－故障頻率