設(shè)備監(jiān)測與故障診斷(編輯修改稿)
2025-04-16 10:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 )([ ? ???? dxxpxx r????? dxxpxx )(})({ m a x? txEx ?? ???? 2/12 ])([ dxxpxx R MS（ 2）平均幅值 （ 3）均方幅值 （ 4）峰值 （ 1）方根幅值 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。〞r域分析） xxK R M S /?R MSxxC /??rxxL /??xxI /??（ 2）峰值指標(biāo) （ 3）脈沖指標(biāo) （ 4）裕度指標(biāo) ?信號的無量綱指標(biāo) =均方幅值 /平均幅值 =峰值 /均方幅值 =峰值 /平均幅值 =峰值 /方根幅值 （ 1）波形指標(biāo) 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。〞r域分析） 汽車后橋齒輪加速度信號的無量綱指標(biāo) 如圖所示是對 28只汽車后橋齒輪在不同運行狀態(tài)下振動的加速度信號經(jīng)過計算得到的無量綱指標(biāo)。由圖課件，波形指標(biāo) K的變化很小，沒有足夠的診斷能力；脈沖指標(biāo) I最好，可以作為齒輪運行狀態(tài)的優(yōu)良診斷指標(biāo)。峰值指標(biāo) C比起脈沖指標(biāo) I要差一些。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。l域分析） 將時域信號轉(zhuǎn)換到頻域中去進(jìn)行分析，最普遍的方法就是通過 快速傅立葉變換（ FFT） 進(jìn)行的 在機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中，一些零部件都有自己的特征頻率，我們把時域信號轉(zhuǎn)換到頻域中，查找對應(yīng)的特征頻率及其幅值的大小，就可以粗略判斷故障的部位和程度。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? ?波德圖 ： 波德圖是反應(yīng)及其振幅和相位隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系曲線。如圖所示。 圖中以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，振幅和相位角為縱坐標(biāo)。這種圖形一般用跟蹤矢量濾波器在機(jī)器起動或停車階段測得。 從波德圖上可以得到： （ 1）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在各種轉(zhuǎn)速下的振幅和相位。 （ 2）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速。 （ 3）轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的共振放大系數(shù)。 （ 4）轉(zhuǎn)子振型。 （ 5）系統(tǒng)的阻尼大小。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? ?奈奎斯特圖 ： 奈奎斯特圖是把振幅與相位隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系用極坐標(biāo)的形式表示出來。如圖所示。 圖中用一旋轉(zhuǎn)矢量的點代表轉(zhuǎn)子的軸心，該點在各轉(zhuǎn)速下所處位置的極半徑表示軸的徑向振幅，角度就是相位角。 從奈奎斯特圖上可以得到比波德圖更多的信息，例如轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量的方位。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 ?瀑布圖 ： 瀑布圖是三坐標(biāo)圖， x軸為振動頻率， y軸為轉(zhuǎn)速或者時間間隔， z軸為振動幅值。如圖所示。 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? 瀑布圖常用來表達(dá)機(jī)器振動在驟變過程或者啟動停車過程中各頻率成分的幅值變化，可以判斷機(jī)器的臨界轉(zhuǎn)速、振動原因以及系統(tǒng)的阻尼情況。 例如，機(jī)器過臨界轉(zhuǎn)速、軸承發(fā)生油膜振蕩、零件磨損以及各種突然發(fā)生的亞異步振動等，均能在瀑布圖上獲得分析故障原因的有用信息。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 ?軸心軌跡 ： 軸心軌跡的獲取是利用相互垂直的兩個非接觸式傳感器分別安置于轉(zhuǎn)子某一截面上，同時采集數(shù)據(jù)繪制而成。如圖所示。 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? 通過分析軸心軌跡的運動方向與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向，可以確定轉(zhuǎn)軸的進(jìn)動方向（正進(jìn)動和反進(jìn)動）。 軸心軌跡在故障診斷中可以用來確定轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速、空間振型曲線以及部分摩擦，如不對中、摩擦、油膜振蕩等。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? ?軸心位置 ： 借助于相互垂直的兩個電渦流傳感器，監(jiān)測直流間隙電壓，就可得到轉(zhuǎn)子軸頸中心的徑向位置。如圖所示。 通過軸心位置圖可判斷軸頸是否處于正常位置，對中好壞、軸承標(biāo)準(zhǔn)高是否正常、軸瓦有否變形等情況，從長時間軸心位置的趨勢可以觀察出軸承的磨損情況。 軸心位置圖是指轉(zhuǎn)軸在沒有徑向振動情況下軸心相對于軸承中心的穩(wěn)態(tài)位置。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? ?趨勢分析 ： 趨勢分析是把所測得的特征數(shù)據(jù)值和預(yù)報值按一定的時間順序排列起來進(jìn)行分析。如圖所示。 這些特征數(shù)據(jù)可以是通頻振動、 1倍頻振動、 2倍頻振動、 、軸心位置等。 時間序列可以按前后各次采樣、按小時、按天等。趨勢分析在故障診斷中起著重要的作用。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 三、機(jī)電設(shè)備故障診斷方法 ?轉(zhuǎn)軸組件的故障診斷 轉(zhuǎn)軸組件是機(jī)器中主要的裝配單元。它的振動類型可分為 徑向振動、軸向振動和扭轉(zhuǎn)振動 三類。其中徑向振動對機(jī)器運轉(zhuǎn)的影響最大，成了振動監(jiān)測的主要對象。 回轉(zhuǎn)機(jī)械中的振動可分為兩種形式， 其一是同步振動，又稱為強(qiáng)迫振動， 主要由轉(zhuǎn)子的不平衡、聯(lián)軸器的不對中、安裝不良等引起的。其振動頻率為轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率及其倍頻；振動的幅值在轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速前隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大；超過臨界轉(zhuǎn)速，則隨轉(zhuǎn)速的增加而減小。 對轉(zhuǎn)子進(jìn)行動 平衡處理 ，可以有效減輕和抑制這種振動。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷 三、機(jī)電設(shè)備故障診斷方法 ?轉(zhuǎn)軸組件的故障診斷 另一種振動的形式是 亞同步振動，又稱自激振動 。其振動頻率低于轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率。這種振動常常在某個轉(zhuǎn)速下突然發(fā)生，具有極大的危害性。 常見的亞同步振動有油膜渦動、油膜振蕩。 （ 1）油膜渦動：油膜渦動的頻率約為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的一般，常稱為半速渦動或半頻渦動。 （ 2）油膜振蕩：隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加，油膜渦動頻率也增加，兩者保持一個近乎不變的恒定比，約為 50％。但當(dāng)轉(zhuǎn)速約為轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速的 2倍的時候，隨著轉(zhuǎn)速增加，渦動頻率將保持不變，等于轉(zhuǎn)子的一階臨界回轉(zhuǎn)頻率，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動現(xiàn)象，稱為油膜振蕩。 為鋼球數(shù)； 為鋼球直徑； 為滾道節(jié)徑；
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