设备诊断之5震动测定及缺陷分析实务课件

震动测定及缺陷分析实务 排列不良不平衡松动轴承缺陷齿轮缺陷磨擦 Rubbing 气体力学问题流体力学问题电动机问题共振问题转子偏心 震动的原因 个别部位灰尘 材料的气泡 弯曲旋转体 回转体的键 偏心旋转体 不平衡原因 力 F mr 2震动频率 转数1X成分相位 同相位校正方法 在相反位置 粘贴同一重量物体 力量不平衡 ForceUnbalance 力 F mr 2震动频率 1X成分相位 逆相位校正方法 2面平衡必要 力偶不平衡 CoupleUnbalance 力 F mr 2震动频率 1X成份行为 0 180 之间矫正方法 2面平衡必要 动态不平衡 DynamicUnbalance 不平衡 力 偶力 动态不平衡震动频率 1X成份相位 0 180 之间矫正方法 2面平衡必要 悬垂转子不平衡 OverhungRotorUnbalance 方向 水平 垂直方向0 180 差异平衡偏心转子 减少一个方向震动另外方向震动会增加 偏心转子 EccentricRotor 震动 轴方向相位 180 相位 逆相位 轴中间部位弯曲 1X成份联轴器附件弯曲 2X成份 轴弯曲 BentShaft 震动 轴方向1X 2X或3X成份相位 联轴器两端180 相位 逆相位 严重角度排列不良 多数有伴有谐波伴有少基底杂音 NoiseFloor 的干净的谐波 角度排列不良 AngularMisalignment 震动 半径方向1X3X成份相位 联轴器两端180 相位 逆相位 严重排列不良 多数伴有谐波 4X 8X 伴有少基底杂音 NoiseFloor 的干净的谐波 平行排列不良 ParallelMisalignment 震动 轴方向1X3X成份相位 轴承座上下 左右180 相位 逆相位 不能以联轴器的排列或平衡 来解决震动问题 歪斜的轴承组装 CockedBearingMisalignment 原因 基础框架扭曲 症状 基板和混凝土基础有180 相位差 机械方面松开 MechanicalLooseness 机械方面松动 MechanicalLooseness 原因 螺栓松动 结构物的龟裂症状 发生1 2次谐波 原因 轴承中心线的松弛症状 发生1 2 1 3次谐波相位 如更换不稳定部件的位置 发生较大差异 机械方面松动 MechanicalLooseness 高基底杂音 显示为机械方面松动 发生次谐波 1 2 1 3 1 4 1 n 发生1个以上共振 发生高频率震动 转子磨擦 RotorRub 修剪后平平的波形 症状 伴有高次谐波 10 20XRPM 过度的间隙 小的不均衡或排列不良引发大震动 磨损 间隙问题 Wear ClearanceProblem 轴承缺陷分析实务 对轴旋转理解 外圈进过4 6滚珠 滚珠旋转2 02 内圈经过7 4滚珠 保护架旋转0 38 滚珠轴承 FFT 频谱40kHz为止的加速度 时间波形 waveform 滚珠轴承轴承无缺陷时 仅发生滚珠和滚动槽接触的Randomnoise 白色杂音 平坦的波普高频领域为止 包含一定的能量 良好的滚珠轴承 轴承缺陷 初期 轴承 和外圈以毫米接触 大部分轴承损伤是从微细裂纹 crack 发展到 Spalling 开始裂纹引发冲击 35KHz以上 高频率 含有能量 轴承具有固有震动 1X10kHz 轴承缺陷 缺陷进行 时间波形 10kHz FFT 频谱 10kHz加速度信号 缺陷的进展过程 缺陷部位变平坦 同时冲击脉冲小且变长 波高率变小震动信号 冲击频率减少到10kHz 20kHz以下 滚珠要数 元件 发生振幅调制 缺陷发展后 恶化使滚珠接触面损伤 腐蚀 侵蚀 轴承缺陷 简易诊断 滚珠轴承缺陷频率计算 D1 D2 轴承缺陷 3 滚珠缺陷需要立即采取措施滚珠旋转频率 BSF 和谐波成份 1 外圈缺陷 OuterRaceFaults leadtime 数个月外圈不通过频率 BPFO 和谐波成份 2 内圈缺陷leadtime 数个月发生内圈不通过频率 BPFI 和旋转速度的次波 轴承缺陷频谱 进行1 2 0 2 4 6 8 10 12 CPM X1000 60 70 80 90 100 110 120 VdB 轴承缺陷频谱 进行3 4 轴承缺陷频谱 进行5 6 轴承缺陷频谱 进行7 8 润滑问题 因组装不良或轴不均衡 发生排列不良 轴承外圈轴方向张力 轴承外圈排列不良 因轴承外轮松弛发生滑动 2xRPM 1xRPM 2xBPFO 旋转速度的谐波 增基底杂音 Envelopespectrum 转子设置与润滑缺陷 检测选择性包络线 SED 为检测下面的检测及分析 所需的有效工具滚动轴承故障反复的冲击波ModulatedRandomNoise低速设备 检测选择性包络线 振幅经检波的时间波形 正如AM收音机的包络线 Envelope 以高频波传达信号 高频波 载波 仅用于传达信号 载波 carrierfrequency 通过检波 获得低频率信息 从结果上讲 通过获微弱的地频率信号 轴承的故障信号 可分析问题 包络线检测原理 2 Rectifying 整流 振幅检波 3 FFT analysis 1 3octaveorbroader Envelopespectrum modulatingfrequencies Envelope energyvs time 1 Filtering withbandpassfilter Bandpassfilter 经检波振幅的时间波型 Amplitude modulatedtimesignal waveform 10kHz 500Hz typicalfor50Hzmachine time AMradio 检测选择性包络线 包络线分析 滚珠轴承发生 滚珠和轴承之间金属接触rotatingRandomNoiseRandomNoise 具有平坦频谱在高频领域 蕴含能量 调质随机噪音 MRN 在整个频谱含有次波共振领域设置包络线过滤 则有的次波振幅多增 有的次波会少增在共振领域之外 设置broadenvelopefilter是测定MRN的最好方法 10kHz 包络线过滤范围 检测调质随机噪音包络线 wo 0 wo 0 3 0 5ws 油不稳定通常在旋转速度的42 47 是发生有时会在0 3 0 7X发生非动机成份 磨损间隙问题发生旋转速度的多数谐波 wo ws 轴承 OilWedge 油楔 油楔的旋转速度 比 RPM稍小 OilWhirl的原因 未成熟的设计 轴承磨损 润滑油的增加 因排列不良的不适当的负荷轴获取力量乘在油楔上 在轴承周围回旋 这回转频率接近轴的临界 速度时 发生OilWhip OilWhirl 旋回 润滑不足或中断油含不纯物轴承流入 工程介质 过大过小的速度过小负荷轴排列不良轴承密封的流体力学现象 油膜轴承缺陷 显示出1X 2XRPM GMFGMF 1XRPM成份 锯齿磨损齿轮共振频率 GMF 1XRPM变大次波成份显现磨损程度 齿轮震动频率 负荷影响 齿轮偏心间隙游移 受负荷影响大 子波小时没有大问题 子波成份高时 齿轮偏心 间隙游移 轴排列不良偏心时发生齿轮速度的次波间隙游移时 随负荷增加减少GMF成份 齿轮缺陷频率 齿轮