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1、,振 动 监 测 基 本 常 识,2,一、设 备 故 障 诊 断 技 术 与 预 测 维 修,1.1、故障诊断与预测维修的概念 故 障：设 备 由 于 某 种 原 因“丧 失 了 应 有、规 定 的 功 能”故 障 诊 断：判 定、分 析 设 备 故 障 的 过 程。故 障 的 部 位：指 导 维 修引 起 故 障 的 原 因，判 断 故 障 周 期 维 修 体 制：事 后 维 修计 划 维 修预 测 维 修：趋 势 分 析、状 态 监 测主 动 维 修：消 除 隐 患。如 用 动 平 衡 机 不 平 衡；对 中 仪不 对 中；油 液 分 析 仪 油 液 污 染,3,1.2、故 障 诊 断 的
2、 手 段 与 方 法 机 械 设 备 故 障 的 起 因 起 因 部 位 腐 蚀 轴 承、液 压 系 统、燃 气 轮 机 叶 片、疲 劳 传 动 件、轴 承、齿 轮、曲 轴 过 热 轴 承、火 花 塞 过 应 力 齿 轮 的 齿、紧 固 螺 栓 卡 死 轴 承、联 轴 节 磨 损 传 动 件、离 合 器、轴 承、齿 轮 污 染 性 腐 蚀 螺 旋 桨、液 压 系 统、轴 承 机 械 设 备 故 障 的 前 期 表 现振 动 过 大 局 部 温 度 升 高油 液 污 染 不 正 常 音 响过 程 参 数 变 化：压 力、应 力、扭 矩、电 参 数表 面 形 貌 改 变：变 形、裂 纹、斑 点、色
3、 泽 变 化,4,故 障 诊 断 的 方 法 与 技 术振 动 分 析：振 动 的 程 度、振 动 的 起 因油 液 分 析红 外 测 温人 工 经 验 分 析 诊 断：听、看、触 摸1.3、振 动 分 析 方 法 简 介 分 析 方 法幅 值 分 析：振 动 总 值（振 动 水 平、烈 度）、变 化 趋 势、机 械 动 态 特 性频 谱 分 析：引 起 设 备 振 动 原 因 的 具 体 分 析相 位 分 析：共 振（相 频 特 性）、动 平 衡 分 析波 形 分 析：振 动 总 值（峰 值、峰 峰 值）、周 期、拍 节包 络 谱 分 析：轴 承、齿 轮,5,振 动 分 析 的 过 程：问
4、诊 监 测 诊 断 措 施问 诊：了 解 设 备 背 景，列 出 可 能 引 起 振 动 的 原 因 设 备 结 构（传 动 链 参 数，如 齿 轮 齿 数、轴 承 型 号、皮 带 轮 直 径 等）、设 备 的 动 态 特 性 等 信 息;设 备 运 行 工 况，过 程 参 数：温 度、压 力、转 速、负 荷设 备 维 修 档 案 监 测:确 定 振 动 分 析 方 案 测 试 的 工 况（转 速、负 荷）；测 点 位 置；测 试 参 数（振 动 位 移、速 度、加 速 度）；绝 对 振 动、相 对 振 动测 试 振 动 的 方 向（H/V/A）数 据 类 型（幅 值、频 谱、波 形）信 号
5、检 测 类 型：峰 值、峰 峰 值、有 效 值,6,振 动 分 析 的 过 程：问 诊 监 测 诊 断 措 施诊 断：引 起 振 动 的 原 因 和 部 位 振 动 波 形 识 别相 关 时 差 定 位频 谱 与 倒 谱 分 析包 络 分 析频 响 特 性 与 相 干 分 析瞬 时 频 率 变 化 与 相 位 分 析模 糊、灰 色 方 法 分 析诊 断 的 专 家 系 统 措 施：给 出 结 论 继 续 运 行；还 能 运 行 多 久?维 修、检 查；部 位?,7,二、振 动 分 析 基 础,2.1、机 械 振 动 的 意 义 及 其 类 型稳 态 振 动周 期 振 动简 谐 振 动周 期 振
6、 动非 周 期 振 动衰 减 振 动准 周 期 振 动随 机 振 动稳 态 振 动非 稳 态 振 动,8,2.2、单 自 由 度 振 动 问 题 及 其 基 本 概 念,惯 性 力 阻 尼 力 弹 性 力 干 扰 力,9,简 谐 振 动 及 其 基 本 特 性,它 的 解 为：,为 初 相 角，振 幅，为 角 频 率（固 有 频 率），令,;则：,当 初 始 条 件：时，:,，,10,周 期,峰 值，峰-峰 值,平 均 值,有 效值,11,有 阻 尼 的 强 迫 振 动 及 其 特 性,瞬 态 解,，,稳 态 解,其 中 有 阻 尼 情 况 下 的 固 有 频 率：,由于阻尼的作用，,与干扰力
7、同频，其中：,振 幅 与 有 关；当 时，发 生 共 振 现 象。,放 大 系 数,12,非 简 谐 干 扰 情 况 下 的 振 动,所 以，,示 为：,，但 是 周 期 干 扰 力，它 可 以 表,13,干 扰 力 及 其 引 起 的 振 动 波 形,14,振 动 波 形 的 相 位 问 题（1）,两个同相角简谐波形的合成(1X+2X),相位角差90角的两个简谐波形的合成。(1X+2X),15,振 动 波 形 的 相 位 问 题（2）,两个同相或两个反向简谐波形的合成问题。两个波形的频率相同。,同相位合成,反相位合成,16,2.3、振 动 的 测 量,常 用 的 测 量 仪 器频 谱 分 析
8、 仪数 据 采 集 器磁 带 记 录 仪振 动 传 感 器示 波 器,测 量 单 位 及 检 测 类 型 位移（Pk-Pk）：适合于低频范围 速度（Rms,Pk）：适合于中频段 加 速 度（Pk）：适合于高频段,17,测 量 单 位 及 检 测 类 型,18,峰 值 能 量(gSE,Spike Energy),19,振 动 测 试 中 常 使 用 的 传 感 器,振 动 传 感 器,接 触 式加 速 度 测 定 型 压 电 式 应 变 式 随 动 式 速 度 测 定 型 动 电 式,非 接 触 型 位 移 测 定 型电 涡 流 式电 容 式电 子 光 学 式霍 尔 元 件 式,20,各 种 振
9、 动 传 感 器,21,传 感 器 结构及 原 理,结构与原理 特性曲线 标定及其标 定系数,22,传 感 器 的 安 装 及 其 影 响1,23,传 感 器 的 安 装 及 其 影 响2,24,测 绝 对 振 动,测 相 对 振 动,振 动 的 测 试 方 式,25,测 点 位 置 的 选 取,三个方向 设测点,给测点位 置作记号 设备表面 的处理,尽量靠近轴承,26,三、振 动 信 号 的 采 集 与 处 理,3.1、快 速 富 里 叶 分 析(FFT)原 理,27,3.2、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,28,3.3、滤
10、波 问 题,29,3.4、FFT 中 的 泄 漏 问 题 及 其 窗 函 数,时 域 波 形 的 截 取 与 复 制,30,3.4、FFT 中 的 泄 漏 问 题 及 其 窗 函 数,时 域 波 形 的 复 制 误 差,31,3.4、FFT 中 的 泄 漏 问 题 及 其 窗 函 数,频 域 波 形 的 泄 漏 问 题,32,3.4、FFT 中 的 泄 漏 问 题 及 其 窗 函 数,加 窗 处 理,矩 形 窗 汉 宁 窗 海 明 窗 凯 莎 窗 三 角 窗,33,3.5、混 叠 问 题 及 采 样 频 率,减 少 混 叠 问 题 的 方 法：提 高 采 样 频 率 对 时 域 波 形 进 行 滤 波,34,3.6、频 域 和 时 域 的 平 均 技 术,平均10次后的频谱,未进行平均处理的频谱,未进行平均处理,的波形与频谱,已进行平均处理,的波形与频谱,
