17第十七章现场简易振动诊断的实施步骤

1、简易振动诊断现场实用技术第1页共18页第十七章现场简易振动诊断的实施步骤1实施现场简易振动诊断的6个步骤现场诊断实践表明，对机器设备实施振动诊断，必须遵循正确的诊断程序，才能使诊断工作有条不紊地进行，并取得良好的效果。反之，如果方法步骤不合理，或因考虑不周而造成某些环节上的缺漏，则将影响诊断工作的顺利进行，甚至中途遇挫，无果而终。我们在这一章，专门讨论实施现场简易振动诊断方法步骤的有关问题。通观振动诊断的全过程，诊断步骤可概括为3个环节，即：准备工作、诊断实施、决策与验证。下面，我们围绕这3个方面的内容，归纳为6个步骤介绍。1.1了解诊断对象诊断的对象就是机器设备。在实施设备诊断之前，必须对它的各个方面有充分的认识了解，就像医生治病必须熟悉人体的构造一样。经验表明，诊断人员如果对设备没有足够充分的了解，甚至茫然无知，那么，即使是信号分析专家也是无能为力的。所以了解诊断对象是开展现场诊断的第一步。了解设备的主要手段是开展设备调查。表3-1所列内容，可供调查时参考。概括起来，对一台列为诊断对象的设备要着重掌握5个方面的内容：1、设备的结构组成对设备的结构主要掌握两点：1)搞清楚设备的基本。

2、组成部分及其联接关系。一台完整的设备一般由三大部分组成，即：原动机（大多数采用电动机，也有用内燃机、汽轮机、水轮机的，一般称辅机）、工作机（也称主机）和传动系统。要分别查明它们的型号、规格、性能参数及联接的形式，画出结构简图，如图3-1所示。简易振动诊断现场实用技术第2页共18页2)必须查明各主要零部件（特别是运动零件）的型号、规格、结构参数及数量等，并在结构图上标明，或另予说明。这些零件包括：轴承型式、滚动轴承型号、齿轮的齿数、叶轮的叶片数、带轮直径、联轴器型式等。2、机器的工作原理和运行特性这主要了解以下内容：1)各主要零部件的运动方式：旋转运动还是往复运动；2)机器的运动特性：平稳运动还是冲击性运动；3)转子运行速度：低速（＜600r/min)，中速（600~60000r/min)还是高速（＞60000r/min)；匀速还是变速；4)机器平时正常运行时及振动测量时的工况参数值，如：排出压力、流量、转速、温度、电流、电压等。3、机器的工作条件主要了解以下几项：简易振动诊断现场实用技术第3页共18页1)载荷性质：均载、变载还是冲击负荷；2)工作介质：有无尘埃、颗粒性杂质或腐蚀性气（液。

3、）体。3)周围环境：有无严重的干扰（或污染）源存在，如振源、热源、粉尘等。4、设备基础型式及状况搞清楚是刚性基础还是弹性基础。5、主要技术档案资料有关设备的主要设计参数，质量检验标准和性能指标，出厂检验记录，厂家提供的有关设备常见故障分析处理的资料（一般以表格形式列出）；以及投产日期，运行记录，事故分析记录，大修记录等。1.2确定诊断方案在对诊断对象全面了解的基础上，接着就要确定具体的诊断方案。诊断方案正确与否，关系到能否获得必要充分的诊断信息，必须慎重对待。一个比较完整的现场振动诊断方案应包括下列内容：1．选择测点测点就是机器上被测量的部位，它是获取诊断信息的窗口。测点选择正确与否，关系到能否获得我们所需要的真实完整的状态信息，只有在对诊断对象充分了解的基础上，才能根据诊断目的恰当地选择测点。测点应满足下列要求：(1)对振动反应敏感所选测点要尽可能靠近振源，避开或减少信号在传递通道上的界面、空腔或隔离物（如密封填料等），最好让信号成直线传播。这样可以减少信号在传递途中的能量损失。(2)信息丰富通常选择振动信号比较集中的部位，以便获得更多的状态信息。(3)适应诊断目的所选测点要服从于诊。

4、断目的，诊断目的不同，测点也应随之改换位置。如图3-1，若要诊断风机叶轮是否平衡，应选择测点④；若要诊断电动机转子是否存在故障，则应选择测点①②。(4)适于安置传感器测点必须有足够的空间用来安置传感器，并要保证有良好的接触。测点部位还应有足够的刚度。(5)符合安全操作要求由于现场振动测量是在设备运转的情况下进行的，所以在安置传感器时必须确保人身和设备安全。对不便操作，或操作起来存在安简易振动诊断现场实用技术第4页共18页全隐患的部位，一定要有可靠的保安措施；否则，只好暂时放弃。在通常情况下，轴承是监测振动最理想的部位，因为转子上的振动载荷直接作用在轴承上，并通过轴承把机器与基础联接成一个整体，因此轴承部位的振动信号还反映了基础的状况。所以，在无特殊要求的情况下，轴承是首选测点。如果条件不允许，也应使测点尽量靠近轴承，以减小测点和轴承座之间的机械阻抗。此外，设备的地脚、机壳、缸体、进出口管道、阀门、基础等部位，也是测振的常设测点，须根据诊断目的和监测内容决定取舍。在现场诊断时常常碰到这样的情况，有些设备在选择测点时遇到很大的困难。例如卷烟厂的卷烟机、包装机，其传动机构大都包封在机壳内部，。

5、不便对轴承部位进行监测。这种情况在其他设备上也存在，比如在诊断一台立式钻床时，共选了13个测点，只有其中4个测点靠近轴承，其他都相距甚远。凡碰到这种情况，只有另选测量部位。若要彻底解决问题，必须根据适检性要求对设备的某些结构做一些必要的改造。有些设备的振动特征有明显的方向性，不同方向的振动信号也往往包含着不同的故障信息。因此，每一个测点一般都应测量三个方位，即水平方向（H），垂直方向（V)和轴向（A），如图3-2所示。水平方向和垂直方向的振动反映径向振动，测量方向垂直于轴线；轴向振动的方向与轴线重合或平行。测点一经确定，必须在每个测点的三个测量方位处做上永久性标记，如打上样冲眼，或加工出固定传感器的螺孔。2、预估频率和振幅振动测量前，对所测振动信号的频率范围和幅值大小要作一个基本的估计，为选择传感器、测量仪器和测量参数、分析频带提供依据，同时防止漏检某些可能存在的故障信号而造成误判或漏诊。预估振动频率和幅值可采用下面几种简易方法：1)根据长期积累的现场诊断经验，对各类常见多发故障的振动特征频率和振幅作一个基本估计。简易振动诊断现场实用技术第5页共18页2)根据设备的结构特点、性能参数和。

6、工作原理计算出某些可能发生的故障特征频率。3)利用便携式振动测量仪，在正式测量前进行分区多点搜索测试，发现一些振动烈度较大的部位，再通过改变测量频段和测量参数进行多次测量，也可以大致确定其敏感频段和幅值范围。4)广泛搜集诊断知识，掌握一些常用设备的故障特征频率和相应的幅值大小。3、确定测量参数振动测量，要求选用对故障反映最敏感的诊断参数来进行测量，这种参数被称之为“敏感因子”，即当机器状态发生小量变化时特征参数却发生较大的变化。由于设备结构千差万别，故障类型多种多样，因此对每一个故障信号确定一个敏感因子是不可能的。人们在诊断实践中总结出一条普遍性原则，即根据诊断对象振动信号的频率特征来选择诊断参数。常用的振动测量参数有加速度、速度和位移，一般按下列原则选用：低频振动（＜l0Hz）采用位移；中频振动（10~1000Hz）采用速度；高频振动（＞1000Hz）采用加速度。对大多数机器来说，最佳诊断参数是速度，因为它是反映振动强度的理想参数，所以国际上许多振动诊断标准都是采用速度有效值（Vrms）作为判别参数。以往我国一些行业标准大多采用位移（振幅）作诊断参数。在选择测量参数时，还须与所采用的。

7、判别标准使用的参数相一致，否则判断状态时将无据可依。4、选择诊断仪器测振仪器的选择除了重视质量和可靠性外，最主要的还要考虑两条：1)仪器的频率范围要足够宽，要求能记下信号内所有重要的频率成分，一般在10~10000Hz或更宽一些。对于预示故障来说，高频成分是一个重要信息，机械早期故障首先在高频中出现，待到低频段出现异常时，故障已经发生了。所以，仪器的频率范围要能覆盖高频低频各个频段。2)要考虑仪器的动态范围。要求测量仪器在一定的频率范围内能对所有可能出现的振动数值，从最高到最低均能保证一定的显示（或记录）精度。这种能简易振动诊断现场实用技术第6页共18页够保证一定精度的数值范围称为仪表的动态范围。对多数机械来说，其振动水平通常是随频率而变化的。5、选择与安装传感器用于振动测量的传感器有三种类型，一般都是根据所测量的参数类别来选用：测量位移采用涡流式位移传感器，测量速度采用电动式速度传感器，测量加速度采用压电式加速度传感器。由于压电式加速度传感器的频响范围比较宽（见第7章中图7-5)，所以现场测量时在没有特殊要求的情况下，常用它同时测量位移、速度和加速度三个参数，基本上能满足要求。有关测。

8、量仪器和传感器的选择与使用，请参阅本书第7章的有关部分。振动测量不但对传感器的性能质量有严格要求，对其安装形式也很讲究，不同的安装形式适用不同的场合。图3-3是压电式加速度传感器几种常用安装形式的性能比较，其中以采用钢制螺柱安装最为理想。在现场测量时，尤其是大范围简易振动诊断现场实用技术第7页共18页的普查测试，以采用永久性磁座安装最简便。在测量前，传感器的性能指标须经检测合格。这里还须要说明，在测量转子振动时，有两种不同的测量方式，即测量绝对振动和相对振动。由转子交变力激起的轴承的振动称为绝对振动；在激振力作用下，转子相对于轴承的振动称为相对振动。压电式加速度传感器是用于测量绝对振动的，而测量转子相对振动须使用涡流式位移传感器，其安装形式请参阅第7章图7-2。在现场实行简易振动诊断主要是使用压电式加速度传感器测量轴承的绝对振动。6、做好其他相关事项的准备测量前的准备工作一定要仔细。为了防止测量失误，最好在正式测量前做一次模拟测试，以检验仪器是否正常，准备工作是否充分。比如检查仪器的电量是否充足，这看起来似乎是小事，但也绝不能疏忽，在现场常常发生因仪器无电而使诊断工作不得不中止的情况。。

9、各种记录表格也要准备好，真正作到“万事俱备”。1.3进行振动测量与信号分析1．两种测量系统目前，现场简易振动诊断测量系统可采取两种基本形式，它们分别代表了简易诊断发展的不同阶段，其结构组成及特点分述如下。(1)模拟式测振仪所构成的测量系统我国企业开展设备诊断的初期（即20世纪80年代），现场简易振动诊断广泛采用模拟式测振仪，其完整的测量系统构成如图3-4所示，其基本功能主要是测量机器的振动参数值，对设备作出有无故障的判断。当需要对设备状态作进一步分析时，可加上一台简易示波器和一台简易频率分析仪，组成如图3-4的简易测量系统，既可以观察振动波形，又可以在现场作简易频率分析，这种简易测量分析系统在现场诊断中也能解决大量的问题，发挥了很大的作用，即使到现在仍有它存在的价值。简易振动诊断现场实用技术第8页共18页(2)以数据采集器为代表的数字式测振仪器所构成的简易振动诊断测量系统设备诊断技术发展到20世纪80年代末、90年代初，以数据采集器为代表的便携式多功能测振仪器在企业中得到了广泛推广应用，逐步取代了模拟式测振仪，成了现场简易诊断的主角，使简易诊断技术发生了革命性的变化。其操作方法之简便，。

10、功能之丰富，是模拟式仪器望尘莫及的。图3-5是采用振通—904数据采集器在现场作振动测量的图示。这种测量系统非常简单，就是一台手持式数据采集器和传感器用一根电缆连接起来就成。其功能除了测量各种振动参数外，还可以在现场作时域、频域、相域等多种分析，并兼有数据存储功能。2．振动测量与信号分析在确定了诊断方案之后，根据诊断目的对设备进行各项相关参数测量。在所测参数中必须包括标准中所采用的参数，以便进行状态识别时使用。如果没有特殊情况，每个测点必须测量水平(H)、垂直（V）和轴向（A）3个方向的振动值。对于初次测量的信号，要进行信号重放和直观分析，检查测得的信号是否真实。若对所测的信号了解得比较清楚，对信号的特性心中有数，那么在现场可以大致判断所测得信号的幅值及时域波形的真实性。如果缺少资料和经验，应进行多次复测和试分析，确认测试无误后再作记录。如果所使用的仪器具有信号分析功能，那么，在测量参数之后，即可对该点进一步作波形观察、频率分析等有关项目，特别对那些振动超常的测点作这种分析很有必要。测量后要把信号储存起来。若使用振通数采器之类的仪器，只需按“存波形”键即可，数据存储是自动完成的。3．数据。