振动分析技术.doc

1、使用振动传感器检测的意义： 工业振动分析技术是确定，预测和预防旋转型设备故障的一种检测工具。实施设备振动分析将会提高设备的可靠性和工作效率，减少停机时间，消除机电故障。振动分析技术是全球通用的工具用于确定设备故障，设定设备维修计划，使设备尽可能长时间地正常工作。2、振动传感器可以检测的设备： 适用的设备包括：电机，泵组，风机，齿轮箱，压缩机，涡轮，输送带，辊筒，发电机及任何带有旋转组件的设备。3 、使用振动传感器判断设备故障的原理 这些设备的旋转组件都有各自特定的振动频率。而其振动幅度则代表该设备的工作情况或工作质量。振幅的扩大直接表示旋转组件例如轴承或齿轮发生了故障。根据设备的速度可以计算出旋转频率，对比检测到的频率即可确定设备发生的故障。 实施振动分析技术需要运用到各种振动传感器（加速度传感器，速度传感器或位移探测器）对旋转型设备进行检测和分析。工业上常用的是加速度传感器。振动位移、速度和加速度之间可以相互转换。虽然将位移信号对时间求导可以得到速度信号和加速度信号，但是由于求导过程中误差有可能会放大，实际上很少进行这样的转换。信号积分过程中误差是收敛的，因此，目前采用得比较多的是由加速度或速度信号积分求出位移信号。一些采用加速度传感器的振动仪表，可以通过积分同时测量出振动加速度、速度和位移值。振动频率是转动频率1x称为工频，0.5x、2x、3x称为半频、二倍频、三倍频。频率特征是故障诊断的必要条件但不是充分条件，例如：转子不平衡故障的频率为工频，工频还可能是热变形、不平衡、共振、刚度不足、摩擦等故障的特征频率。主轴故障分析频率特征：齿轮箱故障分析几个频率概念：转频：转子每秒转动多少转，单位：转/秒（Hz）。啮合频率:齿轮的啮合频率等于该齿轮的转频乘以它的齿数。相互啮合的两个齿轮的啮合频率是相等的。例如太阳轮轮齿是17，转速是1000rpm，与其啮合的行星轮轮齿是61，则后者的转速为(17/61)*1000=278.69rpm，故啮合频率为:17*(1000/60)=283.33Hz=61*(278.69/60)载波频率：在信号传输的过程中，并不是将信号直接进行传输，而是将信号负载到一个固定频率的波上。这个过程称为加载，这样的一个固定频率的波称为载波频率。严格的讲，就是把一个较低的信号频率调制到一个相对较高的频率上去，这被低频调制的较高频率就叫载波频率，也叫基频。调制频率特征频率故障频率发电机故障分析频率特征：油膜涡动 - 0.5P ；转子的不平衡 - P； 不对中 - 2P； 基础松动 - 3P、4P、5P； 轴承故障 - 10P以上，其中转频为P。gSE冲击能量分析冲击能量是在七十年代后期为检测滚动轴承故障而开发的。所谓冲击能量是指非常短的脉冲能量，如滚动轴承的滚珠在滚道上的微小裂缝处发生冲击所引起的振动能量。冲击能量就是这种周期性的、短暂的机械冲击的一种量化表示。这种冲击或脉冲通常发生在滚珠与滚道、齿轮啮合齿或其它金属与金属之间的接触，如转子摩擦，滚珠润滑不良等。实际测量表明冲击能量还对超声波信号较为敏感，例如气穴现象，高压蒸气或气流，液体的湍流干扰，控制阀门噪声，等等。冲击能量测量是利用加速度传感器在一预定的高频范围内检测振动能量。在这一高频范围内，机械冲击能量会激起加速度传感器以及机器结构的自振频率。这些响应频率作为载波频率与滚动轴承的故障频率调制。冲击能量的强度是脉冲振幅和重复率的函数，由此冲击引起的信号能由加速度传感器测量并且由独特的过滤和检波电路加以处理，信号测量的大小表示为gSE单位(冲击能量的加速度单位)。滚动轴承的边带通常是其某一故障频率或倍频。滚动轴承的故障频率包括：外滚道频率(BPFO)，内滚道频率(BPFI)，滚动体频率(BSF)和保持架频率(FTF)。滚动轴承的故障频率是非同步的频率。当故障发生在内滚道或滚动体在轴承载荷范围的内外旋转时，将引起振动幅值的变化，故会造成滚动轴承的调幅现象。齿轮箱的边带是轴的转速或其某一倍频。当有齿轮偏心、轴弯曲或不对中等现象时，将产生调幅现象。当偏心度增加时，其边带幅值也增加。当某一个齿或几个齿有缺陷时，将发生啮合振动，这将引起齿轮角速度的变化，从而引起调频现象并产生许多边带族。在许多情况下，调频和调幅是同时存在的，如处于弯曲轴上的齿轮也会发生调频现象，这是因为齿轮的轮齿运动于一个