《模塊振動檢測下》課件

模塊振動檢測振動檢測是機械設(shè)備維護(hù)和故障診斷的重要手段，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免重大故障發(fā)生。課程大綱振動檢測概述介紹振動檢測的基本概念和應(yīng)用領(lǐng)域，以及振動檢測在機械設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測中的重要性。振動檢測原理深入講解振動檢測的基本原理，包括振動信號的產(chǎn)生、傳播和測量方法。傳感器選擇和安裝介紹常用的振動傳感器類型及其選擇依據(jù)，以及傳感器在機械設(shè)備上的正確安裝方法。振動信號分析講解振動信號的采集、處理和分析方法，包括時域分析、頻域分析和模態(tài)分析等。振動檢測的應(yīng)用場景風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力渦輪機在運行過程中，會產(chǎn)生各種振動，通過振動檢測可以監(jiān)測風(fēng)機是否正常運轉(zhuǎn)，及時發(fā)現(xiàn)故障。航空航天飛機發(fā)動機，飛行器部件，飛行器在運行過程中會產(chǎn)生各種振動，可以通過振動檢測監(jiān)測飛機是否正常運行，及時發(fā)現(xiàn)故障。軌道交通列車在運行過程中，會產(chǎn)生各種振動，可以通過振動檢測監(jiān)測軌道和列車是否正常運行，及時發(fā)現(xiàn)故障。工業(yè)生產(chǎn)大型機械設(shè)備在運行過程中，會產(chǎn)生各種振動，可以通過振動檢測監(jiān)測設(shè)備是否正常運行，及時發(fā)現(xiàn)故障。振動檢測的基本原理振動產(chǎn)生的原因機械設(shè)備運行過程中，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷或外部環(huán)境的影響，會產(chǎn)生振動。振動信號的特征振動信號包含振動的幅值、頻率、相位等信息，這些信息可以反映機械設(shè)備的運行狀態(tài)。振動檢測的原理通過傳感器采集振動信號，并對其進(jìn)行分析，可以判斷機械設(shè)備的運行狀態(tài)是否正常。傳感器的選擇和安裝傳感器類型選擇合適的傳感器類型，例如加速度計、速度計、位移傳感器。傳感器參數(shù)考慮傳感器測量范圍、頻率響應(yīng)、精度等因素。安裝位置傳感器安裝位置應(yīng)靠近振動源，并避免安裝在不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)上。安裝方法使用合適的安裝方法，確保傳感器牢固安裝，并減少安裝誤差。振動信號的采集和分析1傳感器將機械振動轉(zhuǎn)化為電信號2數(shù)據(jù)采集使用數(shù)據(jù)采集儀器記錄傳感器輸出的信號3信號處理對采集到的信號進(jìn)行預(yù)處理和分析4結(jié)果解讀根據(jù)分析結(jié)果識別設(shè)備運行狀況時域分析常見指標(biāo)指標(biāo)描述單位振動幅值振動信號的峰值大小mm,μm,g振動頻率振動信號每秒鐘振動的次數(shù)Hz振動周期振動信號完成一次振動所需的時間s振動速度振動點運動速度的大小mm/s,μm/s,m/s振動加速度振動點運動速度變化率的大小mm/s2,μm/s2,m/s2振動位移振動點離開平衡位置的最大距離mm,μm,m時域分析方法直接分析振動信號的時間序列，能夠直觀地反映機器的運行狀態(tài)。通過對振動信號的時域分析，可以獲得振動幅值、頻率、周期、速度、加速度等指標(biāo)，進(jìn)而判斷機器是否存在異常。頻域分析常見指標(biāo)頻域分析將振動信號分解成不同頻率的成分，可以識別機械設(shè)備的故障特征。1頻率振動信號的頻率，單位為赫茲(Hz)。2幅值振動信號的幅值，單位為加速度(g)、速度(mm/s)或位移(mm)。3相位振動信號的相位，單位為度。相位可以反映振動信號的相對位置。4諧波振動信號中頻率為基本頻率整數(shù)倍的信號，可以指示機械設(shè)備的非線性振動。機械故障的診斷方法1振動分析通過分析設(shè)備的振動信號來診斷故障。包括時域分析、頻域分析等方法。2溫度監(jiān)測監(jiān)測設(shè)備關(guān)鍵部位的溫度變化，判斷是否有過熱故障。3油液分析分析設(shè)備潤滑油的成分、磨損顆粒等，判斷設(shè)備的磨損程度。4聲學(xué)分析通過分析設(shè)備運行時產(chǎn)生的聲音，判斷是否存在異常。滾動軸承故障診斷振動信號特征滾動軸承故障會導(dǎo)致振動信號中出現(xiàn)特定頻率成分。例如，外圈故障會在高頻范圍內(nèi)產(chǎn)生沖擊。頻譜分析通過頻譜分析，可以識別出故障頻率，并根據(jù)其特征判斷故障類型和嚴(yán)重程度。時域分析時域分析可以觀察振動信號的波形，識別沖擊、間歇性振動等特征，幫助判斷故障類型。經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饨?jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸?EMD)可以將復(fù)雜信號分解成若干個本征模態(tài)函數(shù)(IMF)，方便分析不同頻率成分。齒輪故障診斷齒輪磨損齒輪磨損會造成齒面粗糙，齒輪間隙增大，最終導(dǎo)致齒輪失效。齒輪斷裂齒輪斷裂是由過載、材料缺陷或加工缺陷引起的，會導(dǎo)致設(shè)備停止運行。齒輪打滑齒輪打滑會導(dǎo)致傳動效率降低，噪聲增加，甚至出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。齒輪間隙過大齒輪間隙過大會導(dǎo)致傳動精度降低，噪聲增加，甚至出現(xiàn)振動。電機故障診斷軸承故障軸承故障是常見的電機故障之一，包括滾珠磨損、內(nèi)圈外圈損壞等。繞組故障繞組故障會導(dǎo)致電機無法正常啟動或運行，常見故障包括繞組短路、斷路、絕緣老化等。轉(zhuǎn)子故障轉(zhuǎn)子故障通常會導(dǎo)致電機振動、噪音增大，常見故障包括轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子斷裂等。過載電機長時間過載運行會導(dǎo)致溫度升高，電機燒毀。壓縮機故障診斷11.壓縮機振動壓縮機振動是常見的故障信號，可以反映出內(nèi)部零件磨損、軸承故障等問題。22.溫度異常壓縮機運行時，溫度會升高，如果溫度過高，可能是制冷劑泄漏、冷凝器堵塞等故障。33.噪音變化壓縮機正常運行時會有規(guī)律的噪音，如果噪音突然改變，可能是活塞環(huán)磨損、壓縮機閥門故障等。44.壓力波動壓縮機壓力波動會導(dǎo)致制冷效果下降，可能是壓縮機內(nèi)部零件磨損、管道泄漏等問題。振動信號采集技巧數(shù)據(jù)采集器選擇合適的數(shù)據(jù)采集器，確保其具有足夠的采樣率和精度，并能夠與傳感器相兼容。傳感器安裝傳感器安裝位置應(yīng)選擇在能準(zhǔn)確反映機器振動狀態(tài)的位置，并牢固固定，避免松動或脫落。測試環(huán)境選擇安靜的環(huán)境進(jìn)行測試，避免外界噪聲干擾，并確保機器處于正常運行狀態(tài)。數(shù)據(jù)分析采集完數(shù)據(jù)后，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提取有效信息，以便判斷機器運行狀態(tài)和潛在故障。振動數(shù)據(jù)的采集和傳輸傳感器數(shù)據(jù)采集傳感器采集到的振動信號以數(shù)字信號的形式存儲在數(shù)據(jù)采集器中。數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)或現(xiàn)場總線傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)。無線傳輸有線傳輸現(xiàn)場總線傳輸數(shù)據(jù)預(yù)處理采集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過預(yù)處理，例如濾波、降噪等。數(shù)據(jù)存儲和分析數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，并通過專業(yè)的軟件進(jìn)行分析。振動分析軟件的使用數(shù)據(jù)采集軟件可用于采集振動數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。頻譜分析軟件可用于對振動信號進(jìn)行頻譜分析，識別故障頻率。趨勢分析軟件可用于對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，預(yù)測設(shè)備故障。報警設(shè)置軟件可用于設(shè)置報警閾值，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常?；谡駝拥念A(yù)測性維護(hù)早期故障預(yù)警通過分析振動信號，識別潛在故障，提前采取措施，避免設(shè)備故障。優(yōu)化維護(hù)策略根據(jù)設(shè)備健康狀況，制定最佳的維護(hù)計劃，提高設(shè)備可用性。降低維護(hù)成本預(yù)測性維護(hù)可以減少停機時間，降低維修成本，提高設(shè)備的經(jīng)濟效益。案例分享-電機轉(zhuǎn)子失衡電機轉(zhuǎn)子失衡會導(dǎo)致嚴(yán)重的振動問題，影響電機運行穩(wěn)定性，甚至造成損壞。此案例中，一臺電機出現(xiàn)高頻振動，經(jīng)過振動分析發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子重量，平衡電機轉(zhuǎn)子，降低了振動幅度，恢復(fù)正常運行。案例分享-齒輪箱磨損齒輪箱磨損是常見的機械故障，會導(dǎo)致齒輪箱效率下降、噪聲增大、振動加劇等問題。齒輪箱磨損會影響機器的正常運行，甚至導(dǎo)致設(shè)備停機。通過振動監(jiān)測，可以早期發(fā)現(xiàn)齒輪箱磨損的跡象，并采取措施預(yù)防故障發(fā)生。監(jiān)測指標(biāo)包括齒輪箱的振動頻率、振動幅值、振動譜等。案例分享-軸承故障軸承故障是機械設(shè)備常見的故障類型之一。軸承的損壞會導(dǎo)致設(shè)備的振動、噪音、溫度升高等問題，最終導(dǎo)致設(shè)備的停機。軸承故障診斷是機械設(shè)備維護(hù)的重要環(huán)節(jié)。通過振動分析等方法，可以有效地識別軸承的早期故障，及時進(jìn)行維修，避免設(shè)備的突然停機。本案例將分享一個實際的軸承故障診斷案例，闡述如何利用振動分析方法識別軸承的早期故障，并制定有效的維修方案。案例分享-機床異常振動此案例展示了如何利用振動分析診斷機床異常振動問題。在機床加工過程中，由于刀具磨損、刀具與工件碰撞、機床部件松動等原因，會導(dǎo)致機床產(chǎn)生異常振動。通過對振動信號進(jìn)行分析，可以識別出異常振動的頻率、幅值和相位信息，從而確定振動源，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行維修或調(diào)整，確保機床的正常運行。在線振動監(jiān)測系統(tǒng)1實時數(shù)據(jù)采集傳感器實時采集設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。2數(shù)據(jù)分析與預(yù)警系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別異常振動并及時發(fā)出預(yù)警信號。3遠(yuǎn)程監(jiān)控工作人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實時查看設(shè)備運行狀態(tài)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷。4數(shù)據(jù)記錄與存檔系統(tǒng)將所有數(shù)據(jù)記錄存檔，以便于進(jìn)行故障分析、設(shè)備維護(hù)和預(yù)測性維護(hù)。振動監(jiān)測系統(tǒng)的組成傳感器傳感器是振動監(jiān)測系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)采集振動信號。傳感器類型包括加速度傳感器、速度傳感器和位移傳感器。數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器負(fù)責(zé)接收傳感器信號，進(jìn)行信號處理和轉(zhuǎn)換。它將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并存儲到內(nèi)存中。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控系統(tǒng)。常見的傳輸方式包括無線傳輸、有線傳輸和網(wǎng)絡(luò)傳輸。中央監(jiān)控系統(tǒng)中央監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并生成報警信息。它可以顯示實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和故障診斷結(jié)果。振動監(jiān)測系統(tǒng)的選型應(yīng)用場景首先，要明確系統(tǒng)的應(yīng)用場景，包括監(jiān)測對象類型，如旋轉(zhuǎn)機械、管道、橋梁等。監(jiān)測指標(biāo)根據(jù)監(jiān)測目標(biāo)，確定要監(jiān)測的振動指標(biāo)，如振動幅值、頻率、加速度等。精度要求根據(jù)實際需求，選擇合適的傳感器精度和采樣頻率，滿足監(jiān)測精度要求。系統(tǒng)功能最后，根據(jù)實際需要選擇系統(tǒng)功能，如數(shù)據(jù)采集、分析、報警、預(yù)測性維護(hù)等。振動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝振動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝是一個至關(guān)重要的步驟，直接影響監(jiān)測效果。1環(huán)境評估環(huán)境溫度、濕度、振動等2傳感器安裝正確位置、固定方式3線路連接連接至采集設(shè)備、信號線4調(diào)試測試確保信號采集正常安裝過程需嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，確保傳感器位置準(zhǔn)確，連接牢固。振動監(jiān)測系統(tǒng)的配置參數(shù)設(shè)置配置傳感器類型、采樣率、閾值等參數(shù)，確保系統(tǒng)精準(zhǔn)采集和分析數(shù)據(jù)。報警規(guī)則根據(jù)設(shè)備類型和應(yīng)用場景設(shè)置報警閾值，避免誤報和漏報，提高系統(tǒng)可靠性。數(shù)據(jù)存儲配置數(shù)據(jù)存儲方式和存儲容量，保證數(shù)據(jù)安全性和可追溯性，方便數(shù)據(jù)分析和故障排查。用戶權(quán)限設(shè)置用戶角色和權(quán)限，控制不同用戶的操作權(quán)限，保障系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)保密。振動監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)1定期檢查檢查傳感器、數(shù)據(jù)采集器、連接線等部件的完好性。2清潔維護(hù)定期清潔傳感器和數(shù)據(jù)采集器，保持設(shè)備的干凈和正常工作。3校準(zhǔn)驗證定期校準(zhǔn)傳感器，確保其準(zhǔn)確性和可靠性。4軟件更新及時更新振動監(jiān)測系統(tǒng)軟件，提升系統(tǒng)性能和安全功能。振動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)采集實時采集振動數(shù)據(jù)，包括時間戳、傳感器位置、振動值等。數(shù)據(jù)存儲將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，方便查詢和分析。數(shù)據(jù)可視化將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，便于理解和分析。數(shù)據(jù)備份定期備份數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失。振動監(jiān)測系統(tǒng)的報警分析報警觸發(fā)條件設(shè)置振動指標(biāo)閾值，超過閾值觸發(fā)報警。根據(jù)不同設(shè)備和故障類型設(shè)置不同的報警級別。報警信息記錄記錄報警時間、設(shè)備信息、報警原因、報警級別等信息，用于故障診斷和分析。報警分析分析報警原