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1、振動(dòng)分析和故障診斷北 京 科 之 建 公 司1我們的目標(biāo)狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備（資產(chǎn)）健康檢測(cè)設(shè)備（資產(chǎn)）健康管理提高設(shè)備可用率減少維修成本延長(zhǎng)設(shè)備壽命機(jī)器狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是振動(dòng)頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械狀態(tài)信息振動(dòng)故障分析和診斷的任務(wù)振動(dòng)故障分析診斷的任務(wù)：從某種意義上講就是讀譜圖，把頻譜上的每個(gè)頻譜分量與監(jiān)測(cè)的機(jī)器的零部件對(duì)照聯(lián)系，給每條頻譜以物理解釋．1.振動(dòng)頻譜中存在那些頻譜分量？2.每條頻譜分量的幅值多大？3.這些頻譜分量彼此中間存在什么關(guān)系？4.如果存在明顯的高幅值的頻譜分量，它的精確的來源？它與機(jī)器的零部件對(duì)應(yīng)
2、關(guān)系如何？5.如果能夠測(cè)量相位，應(yīng)該檢查各測(cè)點(diǎn)信號(hào)之間的相位關(guān)系如何？振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷的注意事項(xiàng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷要想取得準(zhǔn)確的結(jié)果必須考慮仔細(xì)整個(gè)系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)：包括參數(shù)的選擇，傳感器及其固定方法，測(cè)點(diǎn)位置的選擇，儀器選擇以及分析參數(shù)的選擇等振動(dòng)的三要素振動(dòng)是個(gè)向量1.幅值2.頻率3.相位快速傅里葉變化快速傅里葉分析(FFT)原理6典型波形的頻譜簡(jiǎn)諧波形及其頻譜脈沖波形及其頻譜方波形及其頻譜簡(jiǎn)諧拍波及其頻譜7濾波問題8振動(dòng)參數(shù)1.振動(dòng)位移2.振動(dòng)速度（國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)推薦通常采用的參數(shù)）3.振動(dòng)加速度常見的設(shè)備故
3、障由經(jīng)驗(yàn)歸納總結(jié)的十七類46種機(jī)械和電氣故障的特征譜、特征時(shí)域信號(hào)和相位關(guān)系供診斷參考常見的設(shè)備故障一.質(zhì)量不平衡二.轉(zhuǎn)子偏心三.軸彎曲四.不對(duì)中五.共振六.機(jī)械松動(dòng)七.轉(zhuǎn)子與定子摩擦八.滑動(dòng)軸承故障九.滾動(dòng)軸承故障1.力不平衡2.力偶不平衡3.動(dòng)不平衡4.懸臂轉(zhuǎn)子不平衡1.聯(lián)軸器角不對(duì)中2.聯(lián)軸器平行不對(duì)中3.滾動(dòng)軸承偏斜地固定在軸上1.A型松動(dòng)2.B型松動(dòng)3.C型松動(dòng)1.磨擦或間隙故障2.油膜渦動(dòng)3.油膜振蕩1.保持架故障2.滾動(dòng)體故障3.外環(huán)故障4.內(nèi)環(huán)故障常見的設(shè)備故障十.流體動(dòng)力機(jī)械故障十一.齒輪故障十
4、二.交流電機(jī)故障十三.交流同步電機(jī)定子線圈松動(dòng)十四.直流電動(dòng)機(jī)及其控制故障十五.皮帶傳動(dòng)故障十六.拍振十七.機(jī)器軟腳及與之相關(guān)的共振1.葉片通過頻率2.紊亂3.氣穴1.齒輪負(fù)載2.齒輪偏心和齒輪側(cè)隙反彈3.齒輪不對(duì)中4.齒斷或齒裂5.齒輪組合狀態(tài)問題6.齒輪擺動(dòng)故障7.齒輪軸承松動(dòng)1.定子偏心，鐵芯片短路或松動(dòng)2.轉(zhuǎn)子偏心（動(dòng)偏心）3.轉(zhuǎn)子故障（斷條等）4.相位故障（接頭松動(dòng)）1.電樞繞組開裂接地故障或系統(tǒng)調(diào)諧故障2.起動(dòng)卡故障和保險(xiǎn)絲燒斷3.可控硅整流器故障控制卡斷路接頭松動(dòng)保險(xiǎn)絲斷4.比較器卡故障5.斷路電流
5、通過滾動(dòng)軸承故障1.皮帶磨損或不匹配2.皮帶輪偏心3.皮帶共振一質(zhì)量不平衡A同頻占主導(dǎo)，相位穩(wěn)定。如果只有不平衡，1X幅值大于等于通頻幅值的80％，且按轉(zhuǎn)速平方增大。通常水平方向的幅值大于垂直方向的幅值，但通常不應(yīng)超過兩倍。同一設(shè)備的兩個(gè)軸承處相位接近。水平方向和垂直方向的相位相差接近90度。典型的頻譜相位關(guān)系力不平衡一質(zhì)量不平衡B典型的頻譜相位關(guān)系力偶不平衡總存在一轉(zhuǎn)速頻率，在頻譜上占優(yōu)勢(shì)．振幅按轉(zhuǎn)速平方增大。需進(jìn)行雙平面動(dòng)平衡。偶不平衡在機(jī)器兩端支承處均產(chǎn)生振動(dòng)，有時(shí)一側(cè)比另一側(cè)大較大的偶不平衡有時(shí)可產(chǎn)生較大
6、的軸向振動(dòng)。兩支承徑向同方向振動(dòng)相位相差180。一質(zhì)量不平衡C動(dòng)不平衡是前兩種不平衡的合成結(jié)果。仍是１X轉(zhuǎn)速頻率在振動(dòng)頻譜中占主導(dǎo)。兩支承處同方向振動(dòng)相位差接近典型的頻譜相位關(guān)系動(dòng)不平衡一質(zhì)量不平衡Ｄ懸臂轉(zhuǎn)子不平衡在軸向和徑向都會(huì)引起較大1X振動(dòng)。軸向相位穩(wěn)定，而徑向相位會(huì)有變化。懸臂式轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)，軸向振動(dòng)有時(shí)甚至超過徑向振動(dòng)。兩支承處軸向振動(dòng)相位接近。往往是力不平衡和偶不平衡同時(shí)出現(xiàn)。典型的頻譜相位關(guān)系懸臂轉(zhuǎn)子不平衡二轉(zhuǎn)子偏心當(dāng)旋轉(zhuǎn)的皮帶輪、齒輪、電機(jī)轉(zhuǎn)子等有幾何偏心時(shí)，會(huì)在兩個(gè)轉(zhuǎn)子中心連線方向上
7、產(chǎn)生較大的1X振動(dòng)；偏心泵除產(chǎn)生1X振動(dòng)外，還由于流體不平衡會(huì)造成葉輪通過頻率及倍頻的振動(dòng)。垂直與水平方向振動(dòng)相位相差為0或180。采用平衡的辦法只能消除單方向的振動(dòng)。典型的頻譜相位關(guān)系三 軸 彎 曲彎曲的軸產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)．如果彎曲接近軸的中部，占優(yōu)勢(shì)的是一倍頻；若彎曲接近力偶，則占優(yōu)勢(shì)的是二倍頻．振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速增加迅速增加，過了臨界轉(zhuǎn)速也一樣。典型的頻譜相位關(guān)系四 不對(duì)中有資料表明現(xiàn)有企業(yè)在役設(shè)備30％－50％存在不同程度的不對(duì)中，嚴(yán)重的不對(duì)中會(huì)造成設(shè)備部件的過早損壞，同時(shí)會(huì)造成能源的浪費(fèi)．不對(duì)中既可產(chǎn)
8、生徑向振動(dòng),又會(huì)產(chǎn)生軸向振動(dòng)；既會(huì)造成臨近聯(lián)軸節(jié)處支承的振動(dòng),也會(huì)造成遠(yuǎn)離聯(lián)軸節(jié)的自由端的振動(dòng)。不對(duì)中易產(chǎn)生2X振動(dòng)，嚴(yán)重的不對(duì)中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生類似松動(dòng)的高次諧波振動(dòng).不對(duì)中分為角向不對(duì)中，平行不對(duì)中，軸承不對(duì)中．四不 對(duì) 中A角不對(duì)中產(chǎn)生較大的軸向振動(dòng)，頻譜成分為1X和2X；常見1X、2X或3X都占優(yōu)勢(shì)的情況。如果2X或3X超過1X的30％到50％，則可認(rèn)為是存在角不對(duì)中。
