《振动监测与诊断》PPT课件.ppt

振动监测与诊断,常 英 杰,北京普迪美科技有限公司,振动监测与诊断,机械振动基础知识 振动数据采集 振动诊断,机械振动基础知识,引言 振动基础 振动测量单位 振动传感器 振动信号调整 数字信号处理,引言,什么是振动？ 为什么测量振动？,什么是振动 ?,振动系统对激励的响应 系统 机器 结构 管道 流体，气体 以上的结合 激励引起系统运动的力作用或扰动 响应所有力作用于系统上产生的运动 有的振动是有用的 任何机器都产生振动,SYSTEM,F,V,为什么测量振动？,机器可靠性 定期监测，识别和解决问题，避免机器损坏和非计划 停机 机器和基础寿命 人员的健康和安全 费用 非计划停机和损坏，过剩维修，能源 不仅知道有振动问题，还要分析问题的根源，帮助解决,振动基础,简谐振动 周期和频率 幅置 相位 力和响应 机械阻尼 共振,简谐振动,幅值振动大小，频率振动源部件，相位故障位置,TIME,PERIOD,PEAK ACCEL,PHASE,PEAK VEL,PP DISP,三要素 幅值 频率 相位,周期和频率,频率1/周期 CPM，Hz(CPS) RPM 2f,振动幅值,位移（D），速度（V），加速度（A） VD(2f ) AD(2f ),相位,相位参考 振动相位关系 振动合成 用于动平衡,力和响应,周期性力，例如： 不平衡，不对中，转子弯曲，齿轮偏心 当转速和负荷稳定时，这些力导致稳态或稳定幅值振动 瞬态或冲击 燃烧，滚动轴承缺陷，齿轮冲击，液压锤，机械松动 气蚀，电机启动 力消失后振动衰减，频率丰富易引起共振，周期性 随机振动 管道扰动，例ID风机的大尘埃 宽频带，易激起共振，稳态和非稳态 所有机器的振动表现为稳态随机振动,机械阻尼,力阻尼响应 影响测量方法和振动标准,振动测量单位,时域和频域 幅值测量参数和方式 位移 um mil 峰峰值 速度 mm/s ips 峰值 加速度 g g 峰值，有效值 gSE gSE gSE,振动传感器,传感器 位移传感器 速度传感器 加速度传感器 推荐的传感器 相位传感器 传感器的安装,信号的调整,信号调整 信号滤波 工程单位的标定 传感器的标定,数字信号处理,什么是数字信号 模拟数字转换 FFT时域至频域 FFT的误差 平均,FFT的误差,泄漏和加窗 窗类型 幅值精度 频率精度 谱线系数 RECT Poor Good 1.0 Flat Top Good Poor 3.2-3.8 Hanning Fair Fair 1.5 Hamming Fair Fair 1.36 混淆和抗混淆滤波 Fs=2.56*Fmax 400Hz Fmax, 1024Point/s, FFT 512Line to 400Line.,平均,背景噪声 谱平均 时间平均，同步触发信号 一般平均次数48次 重叠处理 峰值保持平均 扫频试验识别共振等，记录开停机,振动数据采集,有效振动数据 数据采集,有效振动数据,频率范围 ADC的输入范围 总振值测量方法 硬件滤波测量，频谱计算 积分和微分 时域转换，频域转换 对数，线性和dB幅值,数据采集和分析,应当测量什么参数？ 总振值，不同频率范围，不同单位 Baseline 多，Monitoring 少 测量位置 H，V，A 振动标准和建立总振值报警限 总振值和频率趋势 窄带频谱报警 诊断,应当测量什么参数？,机器的常见故障和关键部件 系统地测量机器故障 频率范围的考虑 测量参数的类型：A，V，D 产生宽频带振动的机器可有多个设置参数 机器上的测点数 Baseline 点数，监测点数 过程参数机器运行的变化,总振值标准,ISO振动烈度标准 基础 环境因素 产品质量的要求 水平与垂直 结构刚度 初始振动值Baseline，50%报警，100%危险，然后根据历史数据和经验建立报警值 振动增加50一般有问题,振动诊断,振动数据形式 不平衡振动 不对中振动特征 机械松动 滚动轴承故障,振动数据形式,总振值 频谱 时域波形 相位分析 gSE，gSE 频 谱 三维谱，波德图，乃奎斯特图 轴心轨迹 模态分析,频谱,频谱：识别85的旋转机械问题 三轴向振动测量之必要性 轴向与径向：识别不对中、轴弯曲 轴向大于50的径向 水平与垂直：识别共振、基础问题 正常：2:1, 3:1, 4:1, 5:1,不平衡振动,典型频谱（H，V，A） A方向小，可排除不对中、轴弯曲 较小的2、3、4倍频存在，不足说明有松动 悬臂转子 A方向与径向同样大或更大 相位分析：区别不平衡与不对中 力偶不平衡 A方向振动大，平衡后 H、V、A 方向振动都降低 相位分析：区别不对中,不平衡振动,频谱与不平衡类似的问题 偏心： 不能用动平衡解决 H方向平衡，V方向振动升高 V方向平衡，H方向振动升高 做平衡时区分 同时测H、V两方向，计算平衡结果 相同，为不平衡；若不相同，为偏心 齿轮的一个齿损坏 波形分析，相位分析 共振：H:V=8:1 松动：2X=1X 50%,不对中,不对中与轴弯曲频谱特征相同 轴向振动大于径向50 角不对中和平行不对中 1X，2X 导致滚动轴承高频振动，齿轮啮合振动升高 接手锁死 弹性接手锁死导致不对中振动非常大 识别：测A方向振幅和相位，停机启动再测量 若有明显变化，应检查接手 轴承不对中 “V”皮带不对中,机械松动,频谱特征：2X，可能3X，4X，5X，6X 松动种类： 基础松动，地脚螺栓 结构或轴承座松动 轴承间隙 转子部件松动 两部件之间的相位幅值变化，表明机械松动 激振力：不平衡、不对中，松动放大振动，容许较大振动 2X(3X)50% 1X：严重 做动平衡前要解决松动问题,滚动轴承,频谱特征： 激起的固有频率 “转动”有关的频率 “转动”频率 Fcage=Di/(Di+Do)*RPM Fball=Do/Db*Di/(Di+Do)*RPM Finner=Do(Di+Do)*N*RPM Fout=Di/(Di+Do)*N*RPM Fin-60%(N*RPM), Fout-40%, Fcage-40%RPM,滚动轴承,其他故障判断线索 不平衡内圈先坏 外部条件或不对中外圈先坏 润滑不好、