设备维修策略

,设备维修策略,王少普迪美科技（北京）有限公司,设备维修方式设备维修方式的发展事后维修预防性维修预测性维修不同方式停机时间对比主动维修状态监测技术介绍主动维修技术介绍状态维修的实施,任事故发生常见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,被动维修,预防性维修定期基于设备寿命预测假定设备按固定周期失效停机,预测性维修,状态维修检测-发现潜在问题分析-确定问题或识别问题的根源校正-维修任务或从根源解决验证-维修效果调整可接受的限值,三种方式的对比,1.选择合适的测量位置安全第一，必要时安装固定传感器尽量轴线轴向与轴平行对泵，不要将密封位置误认为轴承不要在基座或基础上测取轴承数据不要在薄板上，如电机端罩,5.测量技巧不要使传感器晃动、或滑动手持式测量时施加稳定的手力磁场和电磁波可能影响数据采集器和传感器不要使用相对测量位置太大的传感器，或磁力太强影响机器运行对低于300CPM的测量，不要使电缆晃动在采集数据前使信号稳定（一般5至6秒）使振动幅值在仪器测量范围1/3以上使用数据采集器的现场检查功能纪录观察的信息,7.重复性,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,轴弯曲转子受热不均可能产生临时弯曲严重热弯曲或长时间水平放置可能产生永久弯曲,松动的概念,LOOSENESS,松动松动加剧振动的幅度解决其他故障不能够完全消除松动的影响首先解决松动的问题，再解决对中和动平衡问题,A.结构框架或底座松动由于结构/轴承座晃动或开裂引起的松动C.轴承等部件配合松动,松动的类型,结构框架/底座松动,结构刚性差，机器底脚、基板和混凝土基础薄弱变形或破碎的砂浆框架或基础变形(软脚)地脚螺栓松动,结构框架/底座松动测量底脚，基板，混凝和周围地板，结合面间的幅值和相位差别大，说明存在相对运动基板和混凝土基础之间的相位差大，可能是由于基板与混凝土基础之间破碎或者基础裂或断等故障造成的机器底脚与基板之间的相位差大，说明固定螺栓松动,滚动轴承故障滚动轴承是机器中最精密的部件,公差是其余部件的十分之一。由于各种原因，只有10到20的轴承能达到它们的设计寿命,针轴承,角接触球轴承,滚动轴承类型深槽球轴承,圆柱滚子轴承,球面滚子轴承,圆锥滚子轴承,滚动轴承损坏原因过负荷引起过早疲劳，（包括过紧配合和预负荷）减少负荷或重新设计过热温度超过400F(204)使滚道和滚动体材料退火硬度降低导致轴承承重降低和早期失效严重情况下引起变形，另外温升高会降低和破坏润滑性能,滚动轴承损坏原因污染污染是轴承失效的主要原因之一污染后滚道和滚动体表面有点痕，振动加大和磨损清洁环境，工具，规范操作。新轴承的储运。润滑油失效滚道和滚子的变色（蓝、棕），之后滚道、滚子和保持架磨损，导致过热和严重故障。滚动轴承的正常运行取决于各部件间存在良好油膜失效常常由润滑不足和过热引起,滚动轴承损坏原因正常疲劳失效疲劳失效指滚道和滚动体上发生龟裂，并随之产生材料碎片剥落这种疲劳为逐渐发生，一旦开始则迅速扩展，并伴随明显的振动增加更换轴承，和设计有更长疲劳寿命的轴承,滚动轴承损坏原因腐蚀滚道、滚子、保持架或其他位置出现红棕色区域轴承接触腐蚀性流体和气体严重时引起轴承早期疲劳失效除掉腐蚀流体，尽可能使用整体密封轴承,滚动轴承损坏原因不对中滚珠在滚道上产生的磨痕与滚道边缘不平行如果不对中超过0.001in/in，会产生轴承和轴承座异常温升，和保持架球磨损配合松动配合松动导致配合部件的相对运动，如果这个相对运动轻微但不间断，则产生磨损这种磨损产生颗粒，并氧化成特殊的棕色。这导致研磨和松动加大。如果松动增大到内圈或外圈的显著运动，安装表面（孔径，外径和侧面）将磨损和发热，引起噪声和晃动。,滚动轴承故障频率特点,1.2.3.,转速频率的非整数倍内外环故障频率的和频=“轴承滚动体通过频率”轴承内环故障频率往往伴有1X转速频率的边带,滚动轴承故障频率特点4.先出现内环或外环故障频率5.保持架频率(FTF)通常不以其基频出现6.保持架频率(FTF)和滚动体频率常同时出现7.轴承故障的振动幅值不能绝对限定。它不仅与具体机器、转速有关，还与振动传递的路径有很大关系。8.轴承损坏的最明显的标志就是存在轴承故障频率的谐频，尤其是伴有1转频或其它频率边带，应尽快更换该轴承,滚动轴承故障频率特点9.评定低速机器的轴承状态:评定低于100转分转速的机器轴承状态时，推荐采集时域波形和(FFT)频谱二者。当转速很低时，滚动体滚动通过轴承内外环上缺陷时发生的脉冲没有足够能量产生清楚的，可以检测出来的FFT谱中的频率，但是在时域波形中仍然可能清楚的看出来。,滚动轴承故障频率特点10.传感器尽量靠近轴承的承载区11.不合适的轴承负载和安装问题例如，与轴承座过盈配合过紧，导致轴承内部间隙发生变化，使滚动体强制被压向轴承的内外环。轴承在起动时立即产生轴承外环和内环的故障频率。12.轴承润滑不良产生的频率在900到1600Hz范围内，有3或4个尖峰，尖峰之间的差频在80到130Hz。润滑良好的轴承可能有很小的这种频率分量。当润滑不良时，幅值增大到2.5到5mm/s,X,灾难性破坏,典型轴承故障发展过程轴承故障劣化发展不是按线性规律，而是按指数规律变化,4,1、阶段轴承剩余寿命的10-20%2、阶段轴承剩余寿命的5-10%3、阶段轴承剩余寿命的1-5%4、阶段一小时至轴承剩余寿命的1%,累积的损伤,通常约百分之八十至九十的轴承寿命,12,3,时间,I.II.,典型轴承故障发展过程初始阶段噪声正常2.温度正常3.可以用超声，振动尖峰能量，声发射测量出来，轴承外环有缺陷4.振动总量比较小，无离散的轴承故障频率尖峰5.剩余寿命大于10第二阶段1.噪声略增大2.温度正常3.超声，声发射，振动尖峰能量有大的增加，轴承外环有缺陷，4.振动总量略增大(振动加速度总量和振动速度总量)5.对数刻度频谱上可清楚看到轴承故障频率，线性刻度频谱上难得看到，噪声地平明显提高6.剩余寿命5,典型轴承故障发展过程第三阶段,1、可听到噪声2、温度略升高3、非常高的超声，声发射，振动尖峰能量，轴承外环有故障4、振动加速度总量和振动速度总量有大的增加5、在线性刻度的频谱上清楚地看出轴承故障频率及其谐波和边带6、振动频谱噪声地平明显提高7、剩余寿命小于1,IV第四阶段,1、噪声的强度改变2、温度明显升高3、超声，声发射，振动尖峰能量迅速增大，随后逐渐减小，轴承外环处在损坏之前故障状态4、振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动加速度总量减小5、较低的轴承故障频率占优势的振动尖峰，振动频谱中噪声地平非常高6、剩余寿命小于0.2,III.,Stage1noapparentchangeontypicalvelocityspectrum,Stage2defectsharmonicfrequenciesappear,典型轴承故障发展过程,defects“fund.”frequencyrange,defects“harmonic”frequencyrange,Stage3defectsfundamentalfrequenciesalsoappearandmayexhibitsidebands,Stage4defectsharmonicfrequenciesdevelopmultiplesidebands(haystack),fundamentalfreqs.growandalsodevelopsidebands,解调谱与轴承状态,损坏程度较低时波峰将非常小,当轴承损坏后期时，噪声水平将上升到接近波峰。这预示着轴承即将完全失效！,严重故障时，峰值将高出噪声水平20dB（100X）,共振问题当激振频率与某固有频率一致时便发生共振共振使机器过早地或者甚至灾难性地损坏！,固有频率可以是：转子的固有频率支承框架的固有频率基础的固有频率传动皮带的固有频率,激振频率包括：不平衡不对中松动轴承故障齿轮故障皮带磨损等振源频率,小号发出的声音可使酒杯破碎,KM,固有频率计算,12,K:刚度，单位N/m；M:质量，单位Kg。,fn,共振的识别高度定向的振动,在HVA三轴，共振方向比其它两个方向振动大5到15倍所以需要测量三向振动,共振测量方向的相位特性,在机器共振点，相位随转速变化很大非共振测量方向相位的变化可能很小,与共振测量方向垂直方向的相位差,如果某个径向方向共振，水平垂直相位差接近0或180，共振引入额外90相位变化,出现共振的频率与固有频率一致的任何强迫振动频率都会引起共振，可能是高倍谐波，通过频率(BPF)，轴承故障频率，齿轮啮合频率(GMF)，甚至机器松动状态的振动频率。共振损坏设备连接的框架或管道由于共振快速疲劳损坏。解决方法是，降低机器振动源；把共振框架体与机器隔离；改变转子转速或者改变框架体本身的固有频率。,共振的解决措施a改变刚性增强轴承座或框架的刚性，夹紧地脚，消除加垫引起的变形或减小轴承间隙有时可解决共振问题b增加或减掉重量(质量)这种效果只是局部共振时才有效c采取隔振措施对外部振动激起机器共振时，隔振可能很有效例：设计1780rpm运转的泵，有一个750cpm的固有频率，如果附近有一台以750rpm运转的大风机不平衡，则该泵可能出现共振问题。这种情况下，可把泵与风机隔离，动平衡风机，或者把泵本身与地板隔离。,共振的解决措施e安装调谐阻尼器(减振器)：调谐阻尼器设计成固有频率等于故障频率，并与共振的振动响应相位差180度，它将有效地“抵消掉”共振。f减小激振力：如精确的动平衡，因为共振幅值等于强迫振动幅值放大因子，减小强迫振动源可以减小共振幅值。,确定噪声源确定机床加工质量问题原因表面尺寸误差机器不能满足标准NEMA，ISO，API，?.,为什么进行振动分析确立“基线数据”确定振动大的原因确定振动明显增加的原因确定部件频繁损坏的原因轴承、联轴器、密封、齿轮.确定结构损坏的原因基础、管路、安装、焊接.,了解机器历史问题发生的时间？之前对机器的哪个地方做了调整？,振动逐渐增加部件磨损轴承、水泥基础、连轴器.磨损或积灰影响动平衡基础下沉影响对中过滤器阻塞影响流量润滑被破坏,B.新机器一直振动大可能是共振机器/相关管路对正不好设计问题如，泵没有运行在性能曲线上,C.振动突然增加机器转速或负荷变化对某些部分做了改变如底座、基础、管路、等等更换了部件,感官检查松动或失去螺栓底座、基础、焊接裂纹密封泄漏皮带磨损介质腐蚀和堆积慢动作研究（频闪仪）转子、皮带、轮、联轴器等,振动是否有方向性有方向性是非一致性振动无方向性是一致性振动不平衡和轴弯曲是一致性振动，大部分其他类型是有方向性的不对中、偏心、松动引起方向性振动确定振动是否方向性比较H,V,A方向的FFT比较水平和垂直相位多径向幅值测量,比较水平和垂直相位多个径向幅值测量,基础问题,不适当的基础设计导致支撑刚度不足和共振水泥基础是首选，水泥结构比钢结构刚度大尽可能安装于地面，安装于楼层将具有高振动特征整体基座是非常重要的，分离的基础导致驱动端和非驱动端轴承，或驱动和被驱动设备间的相对运动,应力影响寿命。,尽量减小地面至轴中心线的距离Mb=3X-5XMmW/h1.5机器对称