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1、振动监测与诊断,常 英 杰,北京普迪美科技有限公司,振动监测与诊断,机械振动基础知识振动数据采集振动诊断,机械振动基础知识,引言振动基础振动测量单位振动传感器振动信号调整数字信号处理,引言,什么是振动？为什么测量振动？,什么是振动?,振动系统对激励的响应系统机器结构管道流体，气体以上的结合激励引起系统运动的力作用或扰动响应所有力作用于系统上产生的运动有的振动是有用的任何机器都产生振动,SYSTEM,F,V,为什么测量振动？,机器可靠性定期监测，识别和解决问题，避免机器损坏和非计划停机机器和基础寿命人员的健康和安全费用非计划停机和损坏，过剩维修，能源不仅知道有振动问题，还要分析问题的根源，帮助解
2、决,振动基础,简谐振动周期和频率幅置相位力和响应机械阻尼共振,简谐振动,幅值振动大小，频率振动源部件，相位故障位置,TIME,PERIOD,PEAK ACCEL,PHASE,PEAK VEL,PP DISP,三要素幅值频率相位,周期和频率,频率1/周期CPM，Hz(CPS)RPM2f,振动幅值,位移（D），速度（V），加速度（A）VD(2f)AD(2f),相位,相位参考振动相位关系振动合成用于动平衡,力和响应,周期性力，例如：不平衡，不对中，转子弯曲，齿轮偏心当转速和负荷稳定时，这些力导致稳态或稳定幅值振动瞬态或冲击燃烧，滚动轴承缺陷，齿轮冲击，液压锤，机械松动气蚀，电机启动力消失后振动衰减，
3、频率丰富易引起共振，周期性随机振动管道扰动，例ID风机的大尘埃宽频带，易激起共振，稳态和非稳态所有机器的振动表现为稳态随机振动,机械阻尼,力阻尼响应影响测量方法和振动标准,振动测量单位,时域和频域幅值测量参数和方式位移ummil峰峰值速度mm/sips峰值加速度gg峰值，有效值gSEgSEgSE,振动传感器,传感器位移传感器速度传感器加速度传感器推荐的传感器相位传感器传感器的安装,信号的调整,信号调整信号滤波工程单位的标定传感器的标定,数字信号处理,什么是数字信号模拟数字转换FFT时域至频域FFT的误差平均,FFT的误差,泄漏和加窗窗类型幅值精度频率精度谱线系数RECTPoorGood1.0F
4、lat TopGoodPoor3.2-3.8HanningFairFair1.5HammingFairFair1.36混淆和抗混淆滤波Fs=2.56*Fmax400Hz Fmax,1024Point/s,FFT 512Line to 400Line.,平均,背景噪声谱平均时间平均，同步触发信号一般平均次数48次重叠处理峰值保持平均扫频试验识别共振等，记录开停机,振动数据采集,有效振动数据数据采集,有效振动数据,频率范围ADC的输入范围总振值测量方法硬件滤波测量，频谱计算积分和微分时域转换，频域转换对数，线性和dB幅值,数据采集和分析,应当测量什么参数？总振值，不同频率范围，不同单位Baseli
5、ne 多，Monitoring 少测量位置H，V，A振动标准和建立总振值报警限总振值和频率趋势窄带频谱报警诊断,应当测量什么参数？,机器的常见故障和关键部件系统地测量机器故障频率范围的考虑测量参数的类型：A，V，D产生宽频带振动的机器可有多个设置参数机器上的测点数Baseline 点数，监测点数过程参数机器运行的变化,总振值标准,ISO振动烈度标准基础环境因素产品质量的要求水平与垂直结构刚度初始振动值Baseline，50%报警，100%危险，然后根据历史数据和经验建立报警值振动增加50一般有问题,振动诊断,振动数据形式不平衡振动不对中振动特征机械松动滚动轴承故障,振动数据形式,总振值频谱时域
6、波形相位分析gSE，gSE 频 谱三维谱，波德图，乃奎斯特图轴心轨迹模态分析,频谱,频谱：识别85的旋转机械问题三轴向振动测量之必要性轴向与径向：识别不对中、轴弯曲轴向大于50的径向水平与垂直：识别共振、基础问题正常：2:1,3:1,4:1,5:1,不平衡振动,典型频谱（H，V，A）A方向小，可排除不对中、轴弯曲较小的2、3、4倍频存在，不足说明有松动悬臂转子A方向与径向同样大或更大相位分析：区别不平衡与不对中力偶不平衡A方向振动大，平衡后 H、V、A 方向振动都降低相位分析：区别不对中,不平衡振动,频谱与不平衡类似的问题偏心：不能用动平衡解决H方向平衡，V方向振动升高V方向平衡，H方向振动升
7、高做平衡时区分同时测H、V两方向，计算平衡结果相同，为不平衡；若不相同，为偏心齿轮的一个齿损坏波形分析，相位分析共振：H:V=8:1松动：2X=1X 50%,不对中,不对中与轴弯曲频谱特征相同轴向振动大于径向50角不对中和平行不对中1X，2X导致滚动轴承高频振动，齿轮啮合振动升高接手锁死弹性接手锁死导致不对中振动非常大识别：测A方向振幅和相位，停机启动再测量若有明显变化，应检查接手轴承不对中“V”皮带不对中,机械松动,频谱特征：2X，可能3X，4X，5X，6X松动种类：基础松动，地脚螺栓结构或轴承座松动轴承间隙转子部件松动两部件之间的相位幅值变化，表明机械松动激振力：不平衡、不对中，松动放大振
8、动，容许较大振动2X(3X)50%1X：严重做动平衡前要解决松动问题,滚动轴承,频谱特征：激起的固有频率“转动”有关的频率“转动”频率Fcage=Di/(Di+Do)*RPMFball=Do/Db*Di/(Di+Do)*RPMFinner=Do(Di+Do)*N*RPMFout=Di/(Di+Do)*N*RPMFin-60%(N*RPM),Fout-40%,Fcage-40%RPM,滚动轴承,其他故障判断线索不平衡内圈先坏外部条件或不对中外圈先坏润滑不好、过热、轴电流滚动体先坏观察时域波形内圈频率被调制若是某轴承问题，只是该轴承振动大很大的不对中、止推力N*RPM,滚动轴承,轴承是精密部件，本身无问题，故障一 般由外界引起:润滑不好过润滑导致过热杂质（油）磨损电流流过止推力大安装预负荷（不对中）,
