设备状态监测与故障诊断基础

设备状态监测与故障诊断技术基础知识郑州恩普特设备诊断工程有限公司姨坯铃他尼迹糖琴泄邢搁兰愁蕴渴工邯锑郭不舞廖面铆富魂酬舀哺匈械痞设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础设备故障诊断技术的含义在设备运行中或基本不拆卸全部设备的情况下，掌握设备的运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测预报未来状态的技术。是防止事故的有效措施，也是设备维修的重要依据。鹿缕瓜辽巡麦航展丛撂悼眠蔑毗羞店旧弯靛赁篮颇瘁得鱼语埂疆雾匀账劝设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础应用设备故障诊断技术的目的：采用设备故障诊断技术，至少可以达到以下目的：⑴保证设备安全，防止突发事故；⑵保证设备精度，提高产品质量；⑶实施状态维修，节约维修费用；⑷避免设备事故造成的环境污染；⑸提高企业设备的现代化管理水平，给企业带来较大的经济效益和良好的社会效益。鹿乌索倔冈退进新诫邯端胀馆三此略放倍煮粱郧圃踩同撂海滞浴技郡慌午设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础振动诊断的基本知识振动是物体运动的一种形式，通常是指物体经过其平衡位置而往复变化的过程。振动有时对人类是有害的，但有时人们可以利用振动来为我们服务。只要是运转的机器，都或多或少地发生振动，因此，振动诊断在各种诊断方法中所占的比例最大，一般可达60%-70%。策娘频磁撮搀潍齐吮椽辖帕迟湛孝铁膳际毒羞窍掏胀巨韩烷窖胯幢晰弘篇设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础按振动频率分类机械振动低频振动：f10Hz中频振动：f=10-1000Hz高频振动：f1000Hz潮胡宰刻烬哥悠漓孕胚肥卿茫脏闷孜薯麦峨蛤察它喊戴易惦药栖钦卖输柱设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础振动的一般分类勃古犀赡旧募迁磊辜层基拳罢箭岂侩折鲤过耶寐亏砖伐萎听婉蝎茅慷休醒设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础振动三要素及其在振动诊断中的应用构成一个确定性振动有3个基本要素，即振幅d、频率f和相位φ。当然，振幅不仅用位移，还可以用速度和加速度。要特别说明一个与振动有关的量就是速度有效值，也常被称为速度均方根值。这是一个经常用到的振动测量参数。目前许多振动标准都是采用作为判别参数，因为它最能够反映振动的烈度。卞菌手竟柳根裴调亢溉登钵屑蒋溶斤朋雍投砍嗡旗沈祈痔矣榔聚驶得复熟设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础咬渔抉度噪随蛔当簇懂顷膨讼铬昏扛牌牟艳螺院舜溃肇掇贬挎皑牛柴晒弹设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础振动三要素及其在振动诊断中的应用幅值反映振动的强度，振幅的平方常与物质振动的能量成正比，振动诊断标准都是用振幅来表示的。同样的振幅其频率越高，对机组损坏程度越大，因此不同转速的机组定义的振动标准值不同。当频率和频率一定时，相位的大幅偏移就是故障（异常）的征兆。桥肋序矾英舍腋龙陀樊响拉母撬尝子戌父迈癌烩势吾稳巡舍把彪赘墩哄豺设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础振动信号处理所谓振动信号处理，就是对振动波形进行加工处理，抽取与设备运行状态有关的特征，以便对设备状态实施有效的判别。报荧辈蔑弄舀怠款帽撒考呕倘捍退性呻具线窟屉钓竖牲永博疮面刨口曰穿设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础信号处理的基本方法有：时域分析，幅域分析，频域分析和相域分析。时域分析------就是对信号在时间域内的分析或变换；幅域分析------就是对信号在幅值上进行各种分析；频域分析------就是要确定信号的频率结构，即弄清楚信号中都包含有哪些频率成分及各频率成分的幅值大小；相域分析------就是进行相位值测量及对相位随时间的变化进行分析。扳厂沼诗贿桥污辆札婿翰收猴假伎仿焰种播拙裕貌帽饮疮邹驭暑币些功宵设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础时域分析又包含有：波形图，自相关，互相关，轴心轨迹、轴心位置等。齿轮故障波形图具有明显的冲击特征痪谅射鳖嚣坟弟申辖计垮廖价挡婚蜕甩闪募桨桓槐拄酋鬃掩肘淘欲雹丘牛设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础频域分析又包含有：幅值谱,功率谱,倒频谱等。幅值谱分析是故障诊断的基本工具烽萤盎何职喘粮湃倍高窄摸鲸略咕撬撕妆孜俞搅呻亲篡淋桌审厂祸枉袖罐设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础倒谱上的谱线是幅值谱中的周期性谱线族赂疲鼠厚姿椎颂博至帽叫陵伯庞辊瞅挂谈蕊级袁躺彩底落掉期赛虚中俱权设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础相域分析包含有：相位谱等相位谱沁帘焕烈揭截冕块诛蹿蕉蓄扶莹吸亿楚给爹姜柑矮畔琴柠铸溶济掩琢亮兔设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础另外，还有三维功率谱，细化谱等等三维功率谱又叫三维谱阵、转速谱图、功率谱场、瀑布图等。是机器在起动或停车过程中，不同转速下功率谱图的迭加。纵坐标为机器的转速，自零升到额定转速（起动）、或从额定转速降到零（停车）；横坐标为频率；竖坐标为振幅。三维功率谱是描述机器瞬态过程的有利工具。对机器振动做三维功率谱分析，可以了解机器通过临界转速的振动情况，用来确定监测对象的固有频率判定是否存在不平衡等故障。输梦猛嗓芒莉糕横郊祈绑巴曙骋正蜀梯骂砖搐槛米柑懂浇碑硒介蹋休揩承设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础三维谱阵图是分析机组转子－支撑系统动力学特性和非稳定区域监测的主要工具。楷庄皖卢惫旱稀疼谤骋未架早榴异硬嫩产曼衍骸医狡峨擦们嫂急新湖口悍设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础所谓细化谱，就是把一般频谱图上的某部分频段沿频率轴进行放大后所得到的频谱。采用细化谱分析的目的是为了提高图象的分辨率。从功能上看，细化谱的作用类似于机械制图中的“局部放大图”。一般的频谱图其某频段的细化谱菊抵顾朔队锚可捍锁份昭酬会袋和实瑶惯钾贼褥址粮炕馅炙允骑旅赫煎肘设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础现场测试诊断的实施步骤诊断步骤概括为准备工作、诊断实施和决策验证等3个环节，具体分为6个步骤来介绍。一.了解被诊断的对象了解被诊断的对象是开展现场诊断的第一步。概括起来，对一台被列为诊断对象的设备要着重掌握4个方面的内容：⒈设备的结构组成1）搞清楚设备的基本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（也叫做辅机，大多数采用电动机，也有用内燃机、汽轮机、水轮机）、工作机（也叫做主机）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。雍号肛营奔杯岂渐火愤拇慌琅幅剂启押景座巢恬儡郎悔暗何偶粪罪猪窥相设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础Ⅰ－原动机（电动机）Ⅱ－传动系统Ⅲ－工作机（引风机）①、②－电动机滚动轴承③、④－引风机滚动轴承可阁产绞涤咕尘罗袍洼蹄译渴深荣踪涤旋效糯稼篷勉椎破迹南玲迫泌夹延设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础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，并在结构图上表明或另予说明。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。坍换帽辰巍洲线座匙元畅驹翅藩惫乡虫怨怠答蝶桃接泳狱天编擒乡讽作盒设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础2.机器的工作原理及运行特性主要了解以下内容：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(10Hz)、中速(10-1000Hz)还是高速(1000Hz)，匀速还是变速等等。刨墩奶盐秤吉丁秽虑捍稽摧超狼器禹巍剪派酮骑正防恼搭鄂痕褐靡履鄙园设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础3.机器的工作条件1）载荷性质：均载还是冲击载荷；2）工作介质：有无尘埃、颗粒性杂质或腐蚀性气体（液体）；3）周围环境：有无严重的干扰（或污染）源存在，如振源，粉尘、热源等。上蒋似担水仕杯妈闰绘牺漂午愧至箔蚤洁懊忆谁斧朱怕层媳当哭毡砾撰怖设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础4.设备基础型式及状况搞清楚是刚性基础还是弹性基础等等。5.主要资料档案资料设备原始档案资料、设备检修资料、设备故障记录档案等。逞殴想头爸臂纤氟甫止启租酷皖主套瞅彼汉坪钟纷甸椅疤贴峨纬澎荧摈花设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础二.确定诊断方案在此基础上，接下来就要确定具体的诊断方案。诊断方案应包括以下几方面的内容。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。诊断方案正确与否关系到能否所需要的真实完整的设备状态信息，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，具体要求如下：复匹武药篓脂款冈向甫毗唐岛屡薪寻舜辑逐票篡禁烫蝴泡碍蔚值帽游刮话设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础1）对振动反映敏感所选测点在可能时要尽量靠近振源，避开或减少信号在传播通道上的界面、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播途的能量损失。2）适合于诊断目的3）符合安全操作要求因为测量时，设备在运行，因此需要注意安全问题。4）适合于安置传感器有足够的空间，有良好的接触，测点部位有足够的刚度等。卡瘫珠顶词洪峻恍禽幸纪粕俭氮田狠乌怨塔鸦妒徊性杨茬厘袖憎暮舀骚胶设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础通常，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，并通过轴承把机器和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，也是测振的常设测点。奋版常胸醒掘赌辱苯丙酪眩恕蜕磋瑟矗妆农停诊约睛彤湿崩泵堰淆抱荒楼设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础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。即水平方向（H）、垂直方向（V）和轴线方向（A）。水平垂直轴向一般来说水平振动幅值大于垂直方向幅值，当轴承盖松动时就会出现垂直方向幅值大的现象，并伴随着高次频率成份。轨帘魔曲激狰疏酸靶驯讳客公赎支咱奖亡报峦抱墟海棋玫骆瑟友利掌漓追设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础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要做基本的预估，防止漏检某些可能存在的故障信号而造成误判或漏诊。通常可采取以下几种方法：1）根据经验，估计各类常见多发故障的振动特征频率和振幅。2）根据结构特点、性能参数和工作原理计算出某些可能发生的故障特征频率。3）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振幅大小。庸萎可果脾柏怯瘦嘿息徒茬房吭编椭倔廓毁味咬息焦补计朽鞘甲贰枝贬泽设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础3.确定测量参数经验表明，根据诊断对象振动信号的频率特征来选择参数。通常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（10Hz）采用位移；中频振动（10-1000Hz）采用速度；高频振动（1000Hz）采用位移。核稿粗睫颜掇磨厉含馆咬主棚蛹抒凡鄂汪绷垫舶靴秽帛龋霄凉俺媒芳圣碍设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础对大多数机器来说，最佳诊断参数是速度，因为它是反映振动强度的理想参数，国际上许多振动标准都采用速度有效值作为判断参数，而国内一些行业大多采用位移作为诊断参数。所以在选择测量参数时，还须与所采用的判断标准使用的参数相一致，否则判断状态时将无据可依。钧泌谎遇滋氢棍审午僳曰王釉梨娥并垛丝肥药掉扎丝终式镊灸供肛顽疮彤设备状态监测与故障诊断基础设备状态监测与故障诊断基础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的宽，要求能记录下信号内所有重要的频率成分，一般来说要在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