振动分析和故障诊断.ppt

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1、振动分析和故障诊断北　京　科　之　建　公　司1我们的目标状态检测设备（资产）健康检测设备（资产）健康管理提高设备可用率减少维修成本延长设备寿命机器状态检修的基础是振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息振动故障分析和诊断的任务振动故障分析诊断的任务：从某种意义上讲就是读谱图，把频谱上的每个频谱分量与监测的机器的零部件对照联系，给每条频谱以物理解释．1.振动频谱中存在那些频谱分量？2.每条频谱分量的幅值多大？3.这些频谱分量彼此中间存在什么关系？4.如果存在明显的高幅值的频谱分量，它的精确的来源？它与机器的零部件对应

2、关系如何？5.如果能够测量相位，应该检查各测点信号之间的相位关系如何？振动监测和诊断的注意事项振动监测和诊断要想取得准确的结果必须考虑仔细整个系统的每一个环节：包括参数的选择，传感器及其固定方法，测点位置的选择，仪器选择以及分析参数的选择等振动的三要素振动是个向量1.幅值2.频率3.相位快速傅里叶变化快速傅里叶分析(FFT)原理6典型波形的频谱简谐波形及其频谱脉冲波形及其频谱方波形及其频谱简谐拍波及其频谱7滤波问题8振动参数1.振动位移2.振动速度（国际标准和国家标准推荐通常采用的参数）3.振动加速度常见的设备故

3、障由经验归纳总结的十七类46种机械和电气故障的特征谱、特征时域信号和相位关系供诊断参考常见的设备故障一.质量不平衡二.转子偏心三.轴弯曲四.不对中五.共振六.机械松动七.转子与定子摩擦八.滑动轴承故障九.滚动轴承故障1.力不平衡2.力偶不平衡3.动不平衡4.悬臂转子不平衡1.联轴器角不对中2.联轴器平行不对中3.滚动轴承偏斜地固定在轴上1.A型松动2.B型松动3.C型松动1.磨擦或间隙故障2.油膜涡动3.油膜振荡1.保持架故障2.滚动体故障3.外环故障4.内环故障常见的设备故障十.流体动力机械故障十一.齿轮故障十

4、二.交流电机故障十三.交流同步电机定子线圈松动十四.直流电动机及其控制故障十五.皮带传动故障十六.拍振十七.机器软脚及与之相关的共振1.叶片通过频率2.紊乱3.气穴1.齿轮负载2.齿轮偏心和齿轮侧隙反弹3.齿轮不对中4.齿断或齿裂5.齿轮组合状态问题6.齿轮摆动故障7.齿轮轴承松动1.定子偏心，铁芯片短路或松动2.转子偏心（动偏心）3.转子故障（断条等）4.相位故障（接头松动）1.电枢绕组开裂接地故障或系统调谐故障2.起动卡故障和保险丝烧断3.可控硅整流器故障控制卡断路接头松动保险丝断4.比较器卡故障5.断路电流

5、通过滚动轴承故障1.皮带磨损或不匹配2.皮带轮偏心3.皮带共振一质量不平衡A同频占主导，相位稳定。如果只有不平衡，1X幅值大于等于通频幅值的80％，且按转速平方增大。通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不应超过两倍。同一设备的两个轴承处相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。典型的频谱相位关系力不平衡一质量不平衡B典型的频谱相位关系力偶不平衡总存在一转速频率，在频谱上占优势．振幅按转速平方增大。需进行双平面动平衡。偶不平衡在机器两端支承处均产生振动，有时一侧比另一侧大较大的偶不平衡有时可产生较大

6、的轴向振动。两支承径向同方向振动相位相差180。一质量不平衡C动不平衡是前两种不平衡的合成结果。仍是１X转速频率在振动频谱中占主导。两支承处同方向振动相位差接近典型的频谱相位关系动不平衡一质量不平衡Ｄ悬臂转子不平衡在轴向和径向都会引起较大1X振动。轴向相位稳定，而径向相位会有变化。悬臂式转子可产生较大的轴向振动，轴向振动有时甚至超过径向振动。两支承处轴向振动相位接近。往往是力不平衡和偶不平衡同时出现。典型的频谱相位关系悬臂转子不平衡二转子偏心当旋转的皮带轮、齿轮、电机转子等有几何偏心时，会在两个转子中心连线方向上

7、产生较大的1X振动；偏心泵除产生1X振动外，还由于流体不平衡会造成叶轮通过频率及倍频的振动。垂直与水平方向振动相位相差为0或180。采用平衡的办法只能消除单方向的振动。典型的频谱相位关系三　轴弯曲弯曲的轴产生较大的轴向振动．如果弯曲接近轴的中部，占优势的是一倍频；若弯曲接近力偶，则占优势的是二倍频．振动随转速增加迅速增加，过了临界转速也一样。典型的频谱相位关系四　不对中有资料表明现有企业在役设备30％－50％存在不同程度的不对中，严重的不对中会造成设备部件的过早损坏，同时会造成能源的浪费．不对中既可产

8、生径向振动,又会产生轴向振动；既会造成临近联轴节处支承的振动,也会造成远离联轴节的自由端的振动。不对中易产生2X振动，严重的不对中有时会产生类似松动的高次谐波振动.不对中分为角向不对中，平行不对中，轴承不对中．四不对中A角不对中产生较大的轴向振动，频谱成分为1X和2X；常见1X、2X或3X都占优势的情况。如果2X或3X超过1X的30％到50％，则可认为是存在角不对中。