振动检测分析基本概念知识

.,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=Asint速度(Velocity)v=Asin(t+/2)加速度(Acceleration)a=Asin(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、A2。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（40）Band3:3xBand4:轴承特征Band5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：3590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分辨电气和机械频率50Hz,100Hz,检测转速及谐波的极通过频率边带PPF3200线,50%叠加，2次平均,.,证实的方法,CaseG:特殊机器类型主要目的：对离心机(泵，风机）设