最新国际标准 iso10816 是iso2372的升级版.ppt

1 一小时学会机器故障诊断 陶洛文工学博士 高级工程师 2 频谱分析法 频谱分析法是最基本和最常用的故障诊断方法 每种故障有其对应的特征频率 根据特征频率及其变化确定机器的故障性质和严重程度 3 转动机械常见故障的频率特征 强迫振动类故障 自激振动类故障 r 转动频率 4 转子不平衡故障的频谱 波形为简谐波 少毛刺 轴心轨迹为圆或椭圆 1x频率为主 轴向振动不大 振幅随转速升高而增大 过临界转速有共振峰 5 转子不平衡的类型 6 转子不对中的类型 正确对中e 0 0 平行不对中e 0 0 角度不对中e 0 0 综合不对中e 0 0 7 转子不对中故障的频谱 出现2x频率成分 轴心轨迹成香蕉形或8字形 轴向振动一般较大 本例中 出现叶片通过频率 8 转子系统松动故障的频谱 波形出现许多毛刺 谱图中噪声水平高 出现精确的倍频2x 3x 等成分 松动结合面两边 振幅有明显差别 9 松动故障引起的间入谐量 未松动时的频谱松动时的频谱出现0 5x 1 5x 2 5x 3 5x 等频率成分 10 松动结合面两边振动差别大 11 齿轮故障的频谱 齿轮啮合频率gmf等于齿数乘以齿轮转速频率 齿轮啮合频率两边有边频 间距为1x 随着齿轮故障发展 边频越来越丰富 幅值增加 可用倒频谱作进一步分析 齿轮箱 上辊 下辊 输入轴 12 带滑动轴承的机械的频谱特点 13 从油膜涡动发展到油膜振荡 涡动频率c min 转子转速 r min 14 相关产品 振通932高级分析仪 中文window菜单显示 操作更方便大尺寸 彩色液晶屏幕 清晰美观12800线分辨率频谱 频率范围25khz基于dsp的全功能高速动态分析双通道采集 14位ad采样usb接口可配mcm2 3 sdes等软件高速记录起停车振值 幅值 相位 频谱标准数采器功能存储200测点 32k波形用硬件包络解调检测诊断轴承齿轮故障转速测量 噪声测量 相位测量 相位诊断 15 轴承的故障诊断与状态监测是机械设备故障诊断技术的重要内容 旋转机械的故障中轴承的损坏故障约占30 轴承的运行质量除轴承元件本身的加工质量外 轴承的安装及装配质量影响很大 滚动轴承的振动 16 滚动轴承的失效形式 疲劳点蚀 因受滚动压应力磨损 因受压力又有与内外座圈的相对滑动腐蚀 润滑油中的水分几其它化学物质产生锈蚀裂纹 由于磨削或淬火时作用而产生磨粒磨损 由于磨屑作用而磨损 17 d 节圆直径d 滚珠直径 接触角z 滚珠数r 轴的转速频率 滚动轴承故障的特征频率 外环故障频率内环故障频率滚珠故障频率保持架碰外环保持架碰内环 18 滚动轴承故障的频谱 轴承每一种零件有其特殊的故障频率 随着故障发展 它的幅值增加 并有谐波 谐波两边产生边频 还可用非频率域的诊断方法 如共振解调 电机 离心泵 19 带滚动轴承的机械的频谱特点 20 倒频谱分析诊断法 倒频谱分析用于识别频谱图中的周期结构倒频谱的定义和有关的术语倒频谱分析主要应用于滚动轴承和齿轮的故障诊断 21 共振解调法 原理 故障所引起的低频 通常是数百hz以内 冲击脉冲激起了高频 数十倍于冲击频率 共振波形 对它进行包络 检波 低通滤波 即解调 会获得一个对应于低频冲击的而又放大并展宽的共振解调波形 22 共振解调法的示意图 23 共振解调法的优点 剔除了低频振动干扰对于共振解调波 可作频谱分析 24 最简单是看hfa包络波有效值 hfa2警惕hfa 6危险 25 相关产品 909z系列轴承故障检测仪 双参数振动检测测量高频包络值 将低频率 不平衡 不对中 松动等振动滤除掉 专用于轴承齿轮监测测量振动速度真有效值 用于和iso标准比较 26 三相感应电机的电气故障诊断 27 怎样识别电磁振动 观察断电前后振动幅值的变化 如断电后振动立即消失 则是电磁振动 28 诊断时 振动传感器应尽可能径向安装在电机的外壳上 而不是象诊断机械故障时那样安装在轴承座上 振动传感器如何安装 电机 29 如果电机的输入电压是三相平衡的 可以用电压表确认 那么其三相电流也应该是平衡的 用平衡法诊断定子绕组故障的原理是什么 30 如果转子回路有缺陷 如鼠笼断条 端环开焊 则转子回路的电气不平衡会通过电磁偶合对定子电流进行调制 调制度的大小与转子电流的不平衡程度及电机负载大小成正比 怎样用谱分析法诊断转子绕组故障 31 转子会感应出频率为sf的三相电流 s为转差率 f为电源频率 在定子电流上会观察到调幅波 其载波频率为电源频率f 调制波频率为2sf 32 在频谱图中同时出现两个由2sf调制产生的谱峰 其频率分别为f 2sf和f 2sf 33 定子电流频谱中主峰与两个旁辨的幅值差 正常时 50db 断条率4 34 通常是用钳型电流表 带信号输出以便连接仪器 和数据采集器定期对电机定子电流进行监测 一旦上述幅值差小于50db 或与正常时比较有较大幅度的下降 就应引起高度注意 35 测量时要注意什么 1 三相电源电压应比较稳定和平衡 2 电机应接近满负载运行 如果发现三相定子电流有较大差别 则应怀疑定子绕组有缺陷 最好先排除定子异常 然后再诊断鼠笼状态 36 皮带故障 37 皮带转动频率br d 皮带长度 皮带轮转频 皮带振动频率低于皮带轮转频 38 39 共同特点 类似于不对中 轴向振动较大 平行不对中角度不对中 40 41 振动数据采集器在设备点检和诊断中的具体应用 设置采集器 回收数据 建立参数库 数据分析 打印报告 现场测量 42 振动监测有哪些特征值 位移峰峰值 正 负两方向间的最大振动距离速度有效值 振动速度的均方根值 直接反映振动的能量 一台设备上不同位置测量的速度有效值中最大的一个称为该设备的振动烈度加速度峰值 常用于评价滚动轴承和齿轮的状态高频加速度包络有效值 滤掉了和转轴有关的各种低频分量后的高频加速度包络的能量 它主要反映了滚动轴承和齿轮有损伤时发生的冲击能量 43 如何选择测量参数 44 传感器如何安装 磁座使用方便而性能适中 是最常用的方法 45 怎样选择测量点 在状态监测工作中 应尽量在三个方向上进行测量 至少在工作的初期应该如此 低频振动常常具有方向性 如不平衡在水平方向上 不同轴在轴向上 松动在垂直方向上比较容易发生 46 测定点一经确定之后 就要经常在同一点进行测定 这要求在测定点上作出记号 如使用油漆或用钢针打出定位孔 尤其对于环境条件差的场合 这一点更加重要 在测高频振动时 曾经出现过测定点偏移几毫米后 测定值相差6倍的情况 47 振动多大算超标 48 49 设备状态的另一种振动评价标准 50 51 最新国际标准iso 10816是iso 2372的升级版 对振动速度准则作了更细致的规定增加了用振动位移评价设备健康状态的新准则2001年以中国国家标准gb t6075发布遗憾的是 自公布以来推广和应用的情况并不好 除了宣传不够外 缺乏方便的手段也是一个重要原因 52 iso10816 3设备类型1 4速度标准 53 iso10816 2大型汽轮发电机组速度标准 功率大于50mw 额定工作转速范围为1500 1800r min 3000 3600r min的陆地安装的大型汽轮发电机组 54 iso10816 3设备类型1 4位移标准 55 标准10816 3适用于功率大于15kw运行转速120r min1500r min的机组 例如 功率小于50mw的汽轮机 汽轮机组功率大于50mw转速低于1500r min或高于3600r min iso10816 2以外的机组 旋转式压缩机 功率不大于3mw的工业燃气机轮 离心式 混流式或轴流式泵 除水力发电机组或泵站以外的发电机 各种类型的电动机 鼓风机或风机 56 设备类型1组 额定功率大于300kw的大型机器 轴高大于等于315mm的电机 这类机器通常具有滑动轴承 运行或额定转速范围相对较宽 从120rpm至15 000rpm 2组 中型机器其额定功率大于15kw 小于或等于300kw 轴高160mm h 315mm的电机 这类机器通常具有滚动轴承并运行转速超过600rpm 3组 额定功率大于15kw多叶片叶轮并与原动机分开连接的泵 离心式 混流式或轴流式 这组机器通常具有滑动轴承或滚动轴承 4组 额定功率大于15kw多叶片叶轮与原动机成一体 共轴 的泵 离心式 混流式或轴流式 这组机器几乎都用滑动轴承或滚动轴承 57 关于刚性支承和柔性支承 支承条件取决于机器与基础柔度之间的相互关系 如在测量方向上机器与支承系统组合的最低自振频率至少大于旋转频率的25 则支承系统在该方向上可看作刚性支承 所有的其他支承系统都可看作柔性支承系统 作为典型的例子 大中型电动机在低转速时通常具有刚性支承 而功率大于10mw的汽轮机以及立式机器装置通常具有柔性支承 在某些情况下 支承部件可能在某一测量方向上为刚性而在其他方向为柔性 例如在垂直方向自振频率可能大于旋转频率而水平方向自振频率明显低于旋转频率 这种系统在垂直面为刚性而在水平面为柔性 在这种情况下振动可以按照对应于测量方向上的支承种类来评价 58 相关产品 909z 6机器状态综合检测仪 红外测温 测振 测轴承 最新国际标准红黄绿灯显示检测结果 59 用iso 10816评价设备健康状态的好工具 内置iso10816 2 3标准 可以选择6种设备类型测量振动速度和位移后用红黄绿灯显示4种结论测量包络值后红黄灯显示滚动轴承和齿轮故障状态 env 2时 黄灯亮 表示有缺陷 6时 红灯亮 表示有严重缺陷红外线非接触测量轴承表面温度 快速 准确 60 相对法确定振动限值 滚动轴承齿轮 旋转机械滑动轴承 61 相对判断方法 在设备运行状态比较良好的时候 新安装好或大修后能够确认工作状态良好时 用测振仪连续对确定的测点进行多次测量 最好能测20次以上 每次测量最好能间隔一段时间 传感器也应取下后再放上 然后计算其平均值 62 常用的平均方法 先求出n次测量的算术平均值vm v1 v2 vn n报警限vt为算术平均值vm的3 10倍 即 vt k vm k 3 10 63 计算n次测量的算术平均值vm和均方根值vs vm v1 v2 vn nvs v1 vm 2 v2 vm 2 vn vm 2 n 另一种平均方法 测量报警限vt vm kvs k 2 5k根据设备的使用环境 工况变化范围 对设备振动的要求严格程度 设备的价格等来确定 64 需要说明的是 每次测量时的工况 如负载 转速等 应尽可能一致 并在以后的监测中也尽可能在该工况下测量 65 类比判断方法 即与相同类型 相同工况和使用环境的设备比较 以哪些设备的正常振动值算出待测设备的报警限 66 数采器配套软件介绍 67 树状结构管理被监测设备 有问题测点 设备简图 总厂 分厂 车间 设备等多层管理 有问题数据 68 兼容多种型号数采器 69 数采器振值数据的回收数据回收回收报告 70 其他功能 回收数据时对下列数据比较2级报警限 4种参数 a v d h 振值百线频谱 巡检路径中的未测点报告 巡检路径外的额外测点报告 同一天数据重复回收的提示 各级监测设备数 周期 实施情况等的统计 监测分析报告 71 波形回收程序首先列出数采器中的波形目录 波形默认存储在系统安装目录的wavefile子目录下 回收波形文件 72 测点百线频谱倍频数据和多条实测谱线比较 倍频数据 倍频光标 多条实测谱线比较 73 三维频谱分析 对重叠曲线有消隐功能 同一频率不同日期的曲线 74 测点趋势分析可以有直线 和二次曲线两种拟合方式 可以按四种报警变量选择 可选择起始日期 打印到作图工具 75 mcm3提供了丰富的打印报告功能 数据 图形的打印 76 频谱分析 波形浏览器 77 78 故障诊断专家系统 79 80 81 建立和编辑设备描述文件 82 建立和编辑齿轮描述文件 83 滚动轴承数据库 84 滚动轴承数据库 参数编辑 85 滚动轴承数据库 常用型号提取 86 滚动轴承数据库 中外型号对照 87 88 89 90 91 92 可以编辑sdes生成的诊断报告 93 相关产品 906 平板或笔记本电脑 超级dsp智能传感器 94 带iso 10816的振动分析诊断仪 选择机器