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1、2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械设备故障诊断的现场开展及案例分析,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械设备故障诊断现场开展,机械设备故障诊断的关键点（4个W）振动机械的脉搏振动参数的选择振动幅值的表示方法振动测点的布置振动测试工况及测试周期频带设置测试前的准备,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,故障诊断的目的,机械设备故障诊断的目的：,When？,Why？,What？,Where？,故障在出现哪里？,是什么样的故障？,故障产生的原因？,故障什么时候发生？,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,故障诊断的目的,图1 设备的浴盆曲线,2023/3/2,上
2、海星晟检测仪器有限公司,振动机械的脉搏,当机器工作时，会产生振动；当机器内部发生异常时，会随之出现振动加大和工作性能的变化，根据对机械振动信号的测量和分析，不用停机和解体方式，就可对机器的劣化程度和故障性质有所了解，这就是振动测量技术。也就是说给机器“搭脉”。,据统计，5070%的机械故障通过振动形式表现出来。,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,“当今工业领域，在不停机情况下测试获得的参数中，包含信息量最丰富的是振动信号。”-Art Crawford（美国振动学之父）,振动机械的脉搏,振动分析是设备管理中实现预测维修的基本手段：,频域分析，使用快速傅立叶变换（FFT）将x(t)变换
3、成频率f 的函数X(f)。,时域分析，将振动作为时间t的函数x(t)来观测。,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,如何选择振动参数,加速度 速度 位移 acceleration velocity displacement,美国国家标准ANSI S2 18-1980,常用单位,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,振动幅值的表示方法,峰值（单峰值P，峰峰值PP）均方根值（有效值 RMS）平均值（AV）,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,振动测点的布置,振动测点选择原则：,1，测点应选择信号传递路线最短捷的位置，并尽量减少中间界面,2，选择能反映机器工作状态的信号反应比较敏
4、感的部位作为测点。如轴承痤、机座，一般都选为典型测点。,3，测点应固定下来，选择好测点后在该点做标记。,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,振动测点的布置,一般情况下，都要用三个方向的振动来评定，因为象低频振动(对于高频振动，一般无方向性，通常只从一个方向来测量)在一个测点上，由于载荷的影响或故障的变化，造成这个测点在三个方向上的振动的变化是不一样的，总有一个或两个方向上会有敏感的反应。例如：不平衡在水平方向上表现突出，不同轴则反应在轴向上，而机器松动在垂直方向上容易发生。,制定测点布置的方案是关系到测量结果的一件十分重要的工作。此前应做好两项准备。第一，查阅有关机械设备的技术文件和图
5、纸资料，对设备的结构原理、机械运动动力学、故障机理等要有一个透彻的了解。第二，要到现场实地考察，主要察看传感器的安装位置是否安全可靠，测点布置的方案一旦形成，要绘制测点布置图，并给每一个测点编号，以备考。,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,测量工况及测量周期,测量工况包含：轻载与重载，快速与慢速，高压与低压，启动与停机等,定期的状态监测与趋势分析时：一般选择机器的稳定工况即机器在正常运转时的工况,给机器作故障诊断时：在现场许可的条件下，我们一般选择最能暴露机器故障的工况,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,测量工况及测量周期,测试周期必须和机器设备的技术状况同步。,对于一般转
6、速的、劣化过程发展缓慢的机器设备，可采用周期性的测试方法，也称为离线监测；而对于高速旋转的、其劣化异变是瞬时发生的机器设备，则需要进行现场跟踪实时测量，也称为在线监测。,必须对机器的劣化速度进行充分的研究。,振动测量周期,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,频带设置选择,频带设置相关因素：设备转速（n RPM）、转频（order）、设备结构、故障类型,根据所测设备可能出现的故障选择频带,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,测试前的准备,被测机器设备的技术调研,制订测试方案,确定测试的技术路线,频率计算,绘制机器简图，注上测点编号,选择振动参数，振动幅值，频带以及测试工况,202
7、3/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,信号获取,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,FFT 信号处理,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,每种设备故障产生特定的振动模式,设备故障诊断,振动测试可以提供整个设备运行的信息,振动频率是由设备几何结构和运行速度确定的,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,案例分析,1，不平衡,2，不对中,3，机械松动,4，滚动轴承,2023/3/2,不平衡原因,原因部件装配不当风机叶片或叶轮上杂质堆积旋转元件的磨损部件断裂或失落新进来的设备没有关于平衡的规格书,或规格书不正确,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡特征,特征在转速的
8、1倍频上有高的径向峰值在转速的1倍频上轴向振动较低转速的倍频较低在时域波形中，有明显的1倍转速的正弦形式将导致发生其它故障类型，特别是松动,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1（涡轮机）,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例2,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,分析：时域波形显示出了正弦特性 频域波形：在四个径向测点（TOH、TIH、TOV、TIV）上的转速频率处均表现出了较大的振动,径向振动小,2023/3/2,上海
9、星晟检测仪器有限公司,不平衡案例1,诊断结论：该涡轮机出现了不平衡故障,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中类型,类型：偏移不对中 角向不对中 轴承不对中,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中特征,特征:轴向的转速2倍频占主导地位轴向的转速1倍频、2倍频、和3倍频读数大径向的转速1倍频、2倍频、和3倍频读数大高于4倍频转速的谐频较低接手两端的相位读数有180度的相位差,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1（WMH-PUMP）,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1,202
10、3/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例1,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2（风机）,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,不对中案例2,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动类型,结构松动：机座松动箱体分裂轴承端盖松动轴承支架松动,转动部分松动:轮叶松动风扇松动轴承松动联轴节松动,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动特征,特征：频域波形：大量谐波成分，特别是310RPM；偶尔会有次谐波时域波形：杂乱，无规律,2
11、023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动案例（泵）,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动案例,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,机械松动案例,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障特征,特征：频域波形：对应轴承故障频率的谐波,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障故障频率,特征故障频率是转速乘以下系数：FTF:保持架BSF:滚珠BPFO:外圈BPFI:内圈内圈产生的振动幅值最低,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障故障频率,工作方式1轴承内圈转动，外圈固定,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障故障频率,工作方式2轴承内圈固定，外圈转动,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障案例,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,轴承故障案例,2023/3/2,上海星晟检测仪器有限公司,谢谢大家！,Email：Tel:021-56550910,欢迎大家提问，交流！,
