振动检测分析基本概念知识.ppt

振动监测分析基础 BPdM北京普迪美科技有限公司 内容简介 维修方式事后 预防 预测 可靠性为中心 主动 振动分析机械振动基本概念频谱分析基本概念4大机械问题振动监测系统建立测点选择参数选择报警频率范围 工厂维修的作用 部件故障 轴承故障风机叶片断裂接手卡死等等 减少故障 平衡和对中机器改进维修方式清洁润滑减少影响 日程计划维修避免 二次损坏 节省 维修方式 事后维修 任事故发生也叫 故障维修 常见的方式 即使在今天 可接受的运行成本缺点 二次损害 10X 高停产时间高备件库存安全考虑 预防维修 在故障前维修 也叫 计划维修 历史维修 基于日期维修 今天大部分工厂中常用的维修方式假定所有机器到时失效在失效前进行维修停机但是 机器什么时候失效 预防维修 缺点机器仍然早期失效完全良好的机器被 维修 停机大修常引入问题不必要的停机时间 预测维修 如果机器没有问题 不要维修 也叫 基于状态的维修 预测机器什么时候将失效安排在最方便的时候修理判断 危险 进行 状态监测 确定健康状态预测失效合理行动优点 无停机时间无意外失效无二次损坏计划所有维修 主动维修 一次维修 维修正确 Alsoknownas 可靠性为中心的维修 and 精密维修 改变设计 购置 维修减少故障 增加可靠性精密动平衡 激光对中 等 现实的调查 预测维修 监测设备是昂贵的不能监测所有设备不能以足够的频率监测技术不完善不是总能看到结论和建议机器仍将失效 哪些技术是可用的 状态监测 振动分析油液分析磨粒分析热像图超声蒸汽阀 使用哪项技术 VibrationAnalysis 应用各种维修技术对总维修改进的比重 振动分析 基本原理所有机器都振动 振动随机器状态的变化而变化 人能听到的仅是整个图象的一部分 振动分析可帮助检测各种故障状态 随着轴的转动 存在摩擦和旋转力 振动通过轴承传送达机壳 什么是振动 振动揭示有意思的故事 详细的振动分析揭示更多的信息 我们可检测不同的故障状态 并评估严重性 叶片磨损 轴承故障 松动 不平衡 不对中 振动信号 Thefanrotatesfivetimeseverysecond Addweightwhichcreatesanunbalanceforce Onesecondoftime 什么是 频率 Hertz Hz CyclespersecondRPM RevolutionsperminuteCPM CyclesperminuteCPM RPM Hzx60Fanspeed 5Hzor300RPM Period 1 Frequency Fanspeed 5Hzor300RPM 提高频率 Thefanisnowgoingtwiceasfast Cyclesofthewaveformareclosertogether Fanspeed 10Hzor600RPM 提高 幅值 Becauseoftheweightononeblade thevibrationlevelincreasesasthefanspeedsup 波形的高度是 幅值 位移 milsormicron速度 in secormm sec加速度 G 振幅 Amplitude 偏离平衡位置的最大值 记作A 描述振动的规模 圆频率 Angularfrequency 描述振动的快慢 记作 单位为弧度 秒 频率f 2 为每秒钟的振动次数 单位为次 秒 Hz 周期T 1 f 2 为每振动一次所需的时间 单位为秒 初相角 Initialphase 描述振动在起始瞬间的状态 记作 简谐振动三要素 振动位移 速度 加速度之间的关系 振动位移 Displacement d Asin t速度 Velocity v A sin t 2 加速度 Acceleration a A sin t 位移 速度 加速度都是同频率的简谐波 三者的幅值依次为A A A 2 相位关系 加速度领先速度90 速度领先位移90 d v a d v a 振动幅值检测类型和单位位移 Pk Pk um 适合于低频范围速度 Rms Pk mm s 适合于中频段加速度 Pk g 适合于高频段 增加另一个振源 Therubsintroducesanewsourceofvibration Newvibration 10 x8 80Hz Rub Imbalance 什么是 频谱 频谱 5Hz 5Hz 300RPM 10Hz 600RPM 10Hz 一个更复杂的频谱 Rub Imbalance 10Hz 80Hz 600CPM 4 800CPM 激励频率 使用特殊的计算方法指示在频谱中的位置 叫做 激励频率 分辨率 数据采集器对传感器电信号采样采样速率 采样点数 和记录的时间长度决定 分辨率 和 Fmax 高分辨率 低分辨率 加窗 记录振动信号段 段的边缘必须平滑 避免频谱泄漏 窗函数用于平滑段边缘 常见的窗函数是Hanning窗 其他 Hamming Flattop Rectangular 平均 每次频谱测量有变化 如瞬态 机器状态变化 噪声 平均可抑止这些干扰 给出更好的机器实际状态图像 触发类型 叠加 被测信号 Our4samplesforaveraging Our4samplesforaveraging Our4samplesforaveraging 4次平均采样 如何选择这些点 触发类型 叠加 Withoutatachometerinput theunitstartsatanarbitrarilypointandrecordsenoughdataforthenumberofaveragestobetaken Thewindowzeroestheendvalues allowingoverlapoftheregionstoreducesampletime 触发类型 无键相叠加 50 叠加最常用 66 7 是最优值 触发类型 有键相叠加 有键相 脉冲指示轴位于参考位置时开始采样 tachopulse 4大振动问题 不平衡不对中松动轴承问题 不平衡 什么是 不平衡 轴上的高点VB数据采集器可做平衡高振动的原因 损坏轴承 不对中 什么是 不对中 定义 轴中心线不在一条直线 使用千分表和激光也是高振动的原因 并损坏轴承 轴承 在轴承上监测振动水平指示问题的严重性型式指示问题的性质很多不同的数据分析方法 松动 旋转松动 旋转和固定部件间的间隙大非旋转松动 两个固定部件间 即地脚 基础 解调 球 滚动体撞击缺陷产生 冲击波 轴承 像一个鈡响 共鸣 解调频谱 解调分析技术 解调频谱作为一个早期指示参数检查正常频谱和解调频谱 都没有故障频率 状态良好 作为基线继续监测只在解调频谱存在故障频率 早期故障指示 或需要润滑在两种频谱中都存在谱峰值 计划下一次维修更换只在正常频谱中存在峰值 同时在解调频谱中噪声水平升高 立即更换 振动监测系统的建立 确定机器确定测点确定参数 D V A 包络 波形 相位 频率范围报警 总值 频带现场监测故障识别维修建议 跟踪 传感器将振动转换成电信号 最常用的传感器是 加速度计 传感器常用磁座安装 传感器安装在哪里 安装非常重要 重复性 是关键 源于轴承良好的 机械传递通道 安装传感器 三个方向设测点且必须设在刚性良好处尽量靠近轴承给测点位置作记号设备表面的处理 加速度传感器的安装 当转速和负荷变化时振动也变化 每次测量机器必须运行在相同的状态 检查转速和负荷 重复性 实际上 我们观察型式和水平的变化 将这个变化联系到有关机器的事实 如何监测 February25 March17 April26 一般每30天测试一次 在2或3个轴承上测一台机器 采集垂直 水平和轴向数据 测点周期 振动参数 位移 速度 加速度 加速度用于测量高频 轴承频率 速度覆盖较宽频率范围 位移用于测量低频 低RPM 单个rms值读数可提供有用信息 振动水平趋势 AuxCompC7 Mntg Base 1 Vertical OverallTrend Velocity 12 06 19981 28 20 10 07 19981 32 32 14 08 19981 23 53 11 09 19981 25 20 mm s rms 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 4 5 Velocity 其意义是 你怎样知道何时采取行动 可使用标准 ASCENT取消了猜测 如何用于评价机器状态 振动的标准IRD Machanalysis通用旋转机械振动位移和速度标准 如何用于评价机器状态 振动标准ISO2372 如何用于评价机器状态 ISO10861 3 TA经验准则 证实的方法 如何有效设定报警的方法 解决预测维修两方面的任务机器是否有问题 问题的根源和严重程度TechnicalAssociatesofCharlotteJamesE Berry 25年振动分析经验它指导如何对一般过程和辅助设备的振动测量数据设置频带和峰值速度谱报警证实的方法已成功地应用于各种设备泵 风机 冷却机 球磨机 机床传动 高速离心空压机 中速轧机传动等 证实的方法 没有经验或没有历史数据的用户可在做基线 初次 测量之前对工厂的成百台设备设置有效的频带报警 有经验的用户虽然工厂可能对大量设备采集了数年的数据 但是由于不知道如何合理设置而从未实用过频带报警 他们可首次设置频带报警 富有经验的用户已经使用了频带报警 现在可以与基于统计的标准进行比较 评价期现有设置的有效性 证实的方法 两种频带报警绝对门限频带能量六段频率1 FmaxtoFmax不重合不适用往复或螺杆压缩机 发动机 气体透平 大型透平发电机组 励磁机 粉碎机等 用户化设定 证实的方法 CaseA 一般机器 滚动轴承 无叶片电机 主轴 齿轮箱低频测量Fmax 40 xRPM 50 xRPM 锥 球轴承 监测轴承第二阶段Band1 RPM 90 Band2 2x 40 Band3 3xBand4 轴承特征Band5 6 轴承谐频和固有频率 证实的方法 CaseB 一般机器 滑动轴承 无叶片Fmax 20 xBand1 亚同步频带 油膜涡动等 Band2 3 4 1x 2x 3xBand5 4x 10 xBnad6 10 5x Fmax 证实的方法 CaseC 齿轮箱高频测量 已知齿数两组测量 低频 高频Fmax 3 25xRPM 1600 3200线传感器频率范围和共振区CaseD 齿轮箱高频测量 未知齿数Fmax 200 xRPM已知输入 输出转速 速比 证实的方法 CaseE 电动机转子条通过频率测点RBPF1xRBPF 2x 边带 2FL 2x滑差电动机非驱动端 HFmax 6000HzBand1 6 500 6000Hz等分一般电动机转子条 35 90根1600线 平均8 16次传感器安装 证实的方法 CaseF电动机200Hz测点驱动端H分辨电气和机