振动监测基本常识.ppt

,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 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 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 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 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 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 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 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 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,