机电设备故障诊断PPT教学课件-第4章 转子系统故障诊断（1）.ppt

1,第四章转子系统故障诊断,重点实验室张建宇2011-11-21,EquipmentFaultDiagnostics,2,故障诊断基础机械振动,强迫振动模型,无阻尼自由振动,有阻尼自由振动,3,力学模型,例圆盘转子的不平衡振动,振动响应：,故障诊断基础机械振动,4,幅频与相频曲线,例圆盘转子的不平衡振动,故障诊断基础机械振动,5,频谱图,不平衡故障的振动特征：,波形、频谱：正弦波，一倍频为主；轴心轨迹：椭圆。,高次谐波较小，呈“枞树形”,例圆盘转子的不平衡振动,故障诊断基础机械振动,6,故障诊断基础振动信号采集,信号拾取,加速度,速度,位移,信号调理,抗混滤波,（低通）,信号转换,模拟,数字,（采样定理）,7,故障诊断基础振动信号分析,(1)时域分析,有量纲指标,无量纲指标,(2)频域诊断,相关分析,倍频分析,边频分析,(3)解调分析,Hilbert变换,包络解调,(4)时频联合分析,短时傅里叶,WVD,小波分析,8,第四章转子系统故障诊断,4.1旋转机械振动的基本特性4.2转子不平衡故障4.2转子不对中故障,9,4.1旋转机械振动的基本特性,(1)什么是旋转机械？,旋转机械：主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是指主要部件做旋转运动的、转速较高的机械。如:汽轮机、燃气轮机、发电机、电动机、离心压缩机、水轮机、航空发动机等机械设备。,模拟故障试验台（不平衡故障、轴承故障）,Bently转子试验台（不平衡故障、油膜涡动）,10,4.1旋转机械振动的基本特性,(1)什么是旋转机械？,大型汽轮机转子,11,4.1旋转机械振动的基本特性,(2)旋转机械的振动特性,由于旋转机械的结构及其零部件的加工和安装方面的缺陷，使机器在运行时引起振动，其振动类型可分为横向振动、轴向振动和扭转振动三类。,轴向振动,横（径）向振动,扭转振动,其中，过大的横（径）向振动往往是机器破坏的主要原因，所以成了振动监测的主要对象，也是对机组状态进行诊断的主要依据。,12,因工作原理、制造误差、装配误差、材质不均匀、结垢不均匀、零部件脱落等原因，转子在工作过程中常常出现不平衡现象。,4.1转子不平衡,(1)何为不平衡？,13,4.1转子不平衡,例：风机转子不平衡,产生原因,后果,14,原始不平衡渐发不平衡突发不平衡,4.1转子不平衡,(2)不平衡的产生原因,15,4.1转子不平衡,(2)不平衡的产生原因,16,4.1转子不平衡,(3)不平衡故障的振动特征,17,透平机,风机,TO,TI,齿轮箱,4.1转子不平衡,故障实例1,18,I,II,4.1转子不平衡,(4)不平衡的解决措施,不平衡力,不平衡转矩,分解后的不平衡载荷,配重面,转子平衡基本思想：,在平面I中F的反方向上加校正质量m1，加重半径为r1使m1r12=F。在平面中F的反方向加m2(半径为r2)，以平衡F。,思考：在不解体情况下，应如何消除设备的不平衡问题？,现场动平衡,19,影响系数法（前提：线性系统假设）：,图中：I，II校正平面Q1，Q2试重A，B测振点,4.1转子不平衡,(4)不平衡的解决措施现场动平衡,配重盘,Bently动平衡试验台,20,第一步：测出平衡前A、B两点振动的原始值A0、B0，包含振幅和相位。,4.1转子不平衡,(4)不平衡的解决措施现场动平衡,第二步：先在平面I上加一试重Q1，角度为r1，并在平稳转速下测得两轴承的振动为A1、B1,21,第三步：计算单位试重引起的效果矢量，影响系数1、1，即1=(A1-A0)/Q1;1=(B1-B0)/Q1,第四步：取走Q1，再在平面上加试重Q2。同样测得轴承振动为A2、B2，同理可得A2-A0和B2-B0以及影响系数2、2。,4.1转子不平衡,(4)不平衡的解决措施现场动平衡,22,4.1转子不平衡,(4)不平衡的解决措施现场动平衡,第五步：设校正平面I、II中所需的校正质量为W1、W2,则W1、W2应满足下列方程：1W1+2W2=-A01W1+2W2=-B0,第六步