設(shè)備監(jiān)測(cè)與故障診斷(編輯修改稿)
2025-04-16 10:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(cè)與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提取（時(shí)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(hào)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(cè)與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提取（時(shí)域分析） 汽車后橋齒輪加速度信號(hào)的無量綱指標(biāo) 如圖所示是對(duì) 28只汽車后橋齒輪在不同運(yùn)行狀態(tài)下振動(dòng)的加速度信號(hào)經(jīng)過計(jì)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(yùn)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(cè)與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。l域分析） 將時(shí)域信號(hào)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(cè)與故障診斷中，一些零部件都有自己的特征頻率，我們把時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域中，查找對(duì)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(cè)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(dòng)或停車階段測(cè)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(cè)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(diǎn)代表轉(zhuǎn)子的軸心，該點(diǎn)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(cè)與故障診斷 ?瀑布圖 ： 瀑布圖是三坐標(biāo)圖， x軸為振動(dòng)頻率， y軸為轉(zhuǎn)速或者時(shí)間間隔， z軸為振動(dòng)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(dòng)在驟變過程或者啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(cè)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(gè)非接觸式傳感器分別安置于轉(zhuǎn)子某一截面上，同時(shí)采集數(shù)據(jù)繪制而成。如圖所示。 二、狀態(tài)特征的提取（其他分析方法） 通過分析軸心軌跡的運(yùn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向，可以確定轉(zhuǎn)軸的進(jìn)動(dòng)方向（正進(jìn)動(dòng)和反進(jìn)動(dòng)）。 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(duì)中、摩擦、油膜振蕩等。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(gè)電渦流傳感器，監(jiān)測(cè)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間軸心位置的趨勢(shì)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(dòng)情況下軸心相對(duì)于軸承中心的穩(wěn)態(tài)位置。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷 二、狀態(tài)特征的提?。ㄆ渌治龇椒ǎ? ?趨勢(shì)分析 ： 趨勢(shì)分析是把所測(cè)得的特征數(shù)據(jù)值和預(yù)報(bào)值按一定的時(shí)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(dòng)、 1倍頻振動(dòng)、 2倍頻振動(dòng)、 、軸心位置等。 時(shí)間序列可以按前后各次采樣、按小時(shí)、按天等。趨勢(shì)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(cè)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(dòng)類型可分為 徑向振動(dòng)、軸向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng) 三類。其中徑向振動(dòng)對(duì)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的影響最大，成了振動(dòng)監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象。 回轉(zhuǎn)機(jī)械中的振動(dòng)可分為兩種形式， 其一是同步振動(dòng)，又稱為強(qiáng)迫振動(dòng)， 主要由轉(zhuǎn)子的不平衡、聯(lián)軸器的不對(duì)中、安裝不良等引起的。其振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率及其倍頻；振動(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng) 平衡處理 ，可以有效減輕和抑制這種振動(dòng)。 機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(dòng)的形式是 亞同步振動(dòng)，又稱自激振動(dòng) 。其振動(dòng)頻率低于轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)頻率。這種振動(dòng)常常在某個(gè)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(dòng)有油膜渦動(dòng)、油膜振蕩。 （ 1）油膜渦動(dòng)：油膜渦動(dòng)的頻率約為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的一般，常稱為半速渦動(dòng)或半頻渦動(dòng)。 （ 2）油膜振蕩：隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加，油膜渦動(dòng)頻率也增加，兩者保持一個(gè)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(shí)候，隨著轉(zhuǎn)速增加，渦動(dòng)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(dòng)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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