振动分析和故障诊断分析解析.ppt

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1、振动分析和故障诊断状态监测设备(资产)健康监测设备(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机器状态检修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.振动频谱中存在哪些频谱分量？2.每条频谱分量的幅值多大？3.这些频谱分量彼此之间存在什么关系？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关系如何？5.如果能测量相位，应该检查相位是否稳定？各

2、测点信号之间的相位关系如何？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等振动三要素(振动是向量)1.幅值2.频率3.相位振动时域波形快速傅里叶变化FFT振动监测中的一些技术细节要点快速傅里叶变换(FastFourierTransform)早在19世纪早期/18世纪晚期由法国数学家傅里叶(BaronJosephJeanBaptisteFourier)研究出来数学算法把一个复杂的函数分解成一系列简单的正弦和余弦波振动信号的采集与处理快速傅里叶分析

3、(FFT)原理幅值时域频域合成波分解的波用频谱图表示振动监测中的一些技术细节要点正弦波方波三角波脉冲振动监测中的一些技术细节要点幅值调制的结果载频就是中心频率，也就是故障频率两侧的边带频率都是以载频为对称轴，以调制频率等间隔的分布的1XRPM轴承内环故障频率BPFI滤波问题高通滤波低通滤波带通滤波带阻滤波未滤波的原始信号滤波后的信号滤波器滤波器滤波器滤波器滤波器振动参数振动位移振动速度(国际标准和国家标准推荐通常采用的参数)振动加速度振动参数1.峰值(Peak)2.峰峰值(Peak-Peak)3.有效值(RMS)周期峰值，峰-峰值平均值有效值

4、上限中性位置下限振动加速度尖峰振动速度尖峰时间周期振动位移峰-峰正弦波的有效值，峰值，峰峰值与平均值之间关系：有效值=0.707X峰值=1.11X平均值峰值=1.414X有效值=1.57X平均值平均值=0.637X峰值=0.90X有效值峰峰值=2X峰值峰值因子=峰值/有效值(适用于任何变量)当量烈度轮廓力指示器疲劳指示器应力指示器对数频率对数幅值振动加速度(g)振动位移(密尔)振动速度(英寸/秒)100密尔当量烈度轮廓振动加速度(g)峰值振动速度(英寸/秒)峰值振动位移(密尔)峰峰值频率(转/分)其中：低频区域高频区域低频段高频段中频段振动位

5、移振动加速度力疲劳应力振动速度对数频率对数频率1Hz10Hz100Hz1KHz10KHz振动比较图振动监测中的一些技术细节要点简谐振动位移，速度和加速度三者关系d=d0sin(2ft)振动位移v=d0(2f)cos(2ft)=v0cos(2ft)振动速度a=-d0(2f)²sin(2ft)=a0sin(2ft)振动加速度G=加速度/g其中：d0振动位移峰值D振动位移峰峰值f振动频率(赫兹)g=9.80665米/秒²振动监测中的一些技术细节要点v0=6.28Xfd0=3.14Xfd(米/秒，峰值)v0=1.560XG/f(米/秒，

6、峰值)d0=0.2484XG/f²(米，峰值)G=2.013f²D(其中：D单位为米，峰峰值)f=1/T(赫兹)简谐振动位移，速度和加速度三者之间换算关系振动监测中的一些技术细节要点简谐振动位移，速度和加速度三者关系振动加速度a0振动速度v0振动位移d0振动加速度a01(2f)V0(2f)²d0振动速度V0a0/(2f)1(2f)d0振动位移d0a0/(2f)²V0/(2f)1振动监测中的一些技术细节要点振动传感器1.振动加速度传感器2.振动速度传感器2.1压电式(实质是振动加速度传感器)2.2磁电式振动速度传感器3.振动位移传感

7、器(电涡流式)振动监测中的一些技术细节要点振动监测中的一些技术细节要点压电晶体式振动加速度传感器结构原理声学屏蔽罩预载螺栓基础固定螺栓孔内置电荷放大器(ICP)电气接头地震质量压电晶体材料振动监测中的一些技术细节要点非接触式振动位移传感器或电涡流式位移传感器用以测量轴相对于滑动轴承的运动(留有很大空间供产生油膜用)直流电压测量间隙交流电压就是振动信号非接触式电涡流式传感器振动监测中的一些技术细节要点电涡流式振动位移传感器的工作原理轴非接触式传感器探头非接触式传感器振荡器检波器直流间隙信号交流振动信号间隙传感器线圈磁场振动监测中的一些技术细节要

8、点电涡流式传感器的标定曲线信号传感器输出电压(伏)间隙-(X25.4)微米(1密尔=25.4微米)灵敏度系数7.87毫伏/微米振动监测中的一些技术细节要点振动加速度