旋转机械的振动监测与诊断(二).ppt

旋转机械振动的监测和诊断滚动轴承的振动的诊断方法主要是， 1 .旋转机械的振动和故障概论2 .旋转机械故障的诊断信息的表现和分析3 .旋转机械故障的简易诊断方法4 .旋转机械故障的精密诊断和典型故障分析5 .滚动轴承的振动诊断方法6 .齿轮和齿轮箱的监测和诊断方法7 .其他分析方法的概要第五节，滚动轴承的振动诊断方法， 5.1滚动轴承的故障和振动测定5.1.1滚动轴承的故障形式滚动轴承可能会在运行中、组装不良、润滑不良、水分和异物的侵入、腐蚀和过载等原因下早破损。 即使不发生这种情况，运转一段时间，轴承也会疲劳剥落磨损，无法正常工作。 总之，滚动轴承的损伤形态非常复杂。 表5-1是滚动轴承的主要损伤形式和产生原因。 表5-1滚动轴承的主要损伤形式和产生原因，5.1.2滚动轴承的振动测定1 .选择测定部位的基本想法是，选择离轴承最近、最能反映轴承振动的位置。 一般情况下，外壳露出时，测量点的位置可以直接选择到外壳上。外壳没有露出时，测量点请作为外壳刚性好的部分或基础。 另外，为了避免测量值因测量部位而异，请在测量部位做上标记。 由于滚动轴承的振动在不同的方向上反映出不同的特性，因此一般来说，如图5-1所示，必须在水平(x )、垂直(y )和轴方向(z )三个方向上进行检测。 2 .测定参数根据滚动轴承固有的特性、制造条件、使用状况，由此引起的振动既是频率为1kHz以下的低频脉动，也是频率为1kHz以上、数千赫至数十千赫的高频振动，通常同时包含上述两个振动成分。 因此，通常检测的振动速度和加速度分别复盖上述两个频带，能够根据需要用滤波器取出必要的频率成分。 如果在宽频带中检测到振动水平，则对低频振动小的轴承检测振动速度，对高频振动小的轴承检测振动加速度。 3 .测量周期滚动轴承振动的检查，为了使a定期检查相对于定期检查早期发现轴承故障，检查周期要尽量短，以免故障发展到急剧严重的程度。 但是，如果检查周期过短，经济上可能不行。 因此，必须综合考虑技术需求和经济合理性来确定合理的检查周期。 b连续在线监测连续在线监测主要适用于因重要情况或状况差而难以接近滚动轴承的情况，以及滚动轴承的加速劣化阶段，相应的监测设备比定期测量的设备复杂，成本也高。 5.2滚动轴承的振动机理、5.2.1滚动轴承的振动基本参数1 .滚动轴承的结构滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持器四部分组成。 图5-2是滚动轴承的概略结构图。 2 .滚动轴承的固有振动频率滚动轴承在运行中，滚动体对内圈或外圈施加冲击而振动，此时的振动频率是轴承各部的固有振动频率。 在固有振动中，外圈的振动表现最显着，在计算内圈及外圈的固有振动频率时，将它们视为矩形截面的圆环，因此e-材料的弹性模量i-圆环中性轴截面二次矩-材料密度a-圆环的截面积d圆环中性轴直径n-变形波的节线数、5.2.2滚动轴承的振动特性， 1 .由滚动轴承的振动形式引起的滚动轴承的振动的原因很多，除此之外，(1)由轴承结构引起的振动图5-3所示的轴承，其负荷状态根据滚动体的位置而变化，内外圈和滚动体弹性变形而振动。(2)滚动体的非线性伴有振动，滚动轴承因轨道和滚动体的弹性接触而受到负荷，具有一定的弹性，刚性高，轴承的润滑差时出现非线性特性，如图5-4所示，产生非线性振动。 (3)由于精加工波纹度引起的振动，加工制造时在轨道和滚动体上残留图5-5所示的加工波纹度时，突起数达到一定的大小时会产生特有的振动。 (4)滚动轴承的损伤引起的振动，如果轴承损伤，则如图5-6所示，内圈发生点蚀，引起相应的冲击振动。 (3)滚动轴承故障诊断方法、滚动轴承故障诊断方法、振动信号分析诊断、声发射油液分析诊断、光纤监测诊断，其中最常用的是振动信号分析诊断方法。 5.3.1振动信号的分析诊断、滚动轴承的振动信号的分析故障诊断方法，(1)简易诊断法的简易诊断的目的是初步判断作为诊断对象的滚动轴承是否发生了故障。 (2)精密诊断法的精密诊断的目的是判断在简易诊断中被认为发生了故障的轴承的种类和故障原因。 滚动轴承的简易诊断的判定标准大致分为3种。 绝对判定基准是用于判断实测振动值是否超限的绝对值。 相对判定基准是定期检测轴承的同一部位的振动，在时间上前后进行比较，以轴承没有故障时的振动值为基准，根据实测振动值和该基准振动值的比来判断的基准。 模拟判定基准是在相同条件下在同一地方对同一型号的轴承进行振动检测，并比较振动值进行判定的基准。 注：绝对判定基准是根据规定的检测方法制定的基准，因此，必须注意其适用频率范围，以规定的方法进行振动检测。 因为不存在适用于所有轴承的绝对判定基准，所以一般并用绝对判定基准、相对判定基准、模拟判定基准。 能得到正确可靠的诊断结果。 (1)振动信号的简易诊断法中，a振幅值诊断法中所说的振幅值有峰值的平均值(对单纯共振进行半周期内的平均值，对轴承冲击振动进行绝对值处理的平均值)和均方值(有效值)中的几个。 被诊断了。 因为峰值反映了某一时刻的振幅的最大值，所以适合于表面的点蚀损伤那样的具有瞬间冲击的故障诊断。 另外，在旋转速度低时，也多使用峰值进行诊断。 平均值与诊断中使用的效果几乎与峰值相同，其优点是检测值比峰值稳定，但一般在旋转速度高的情况下使用。 均方根值相对于时间是平均的，因此适合于磨损等振幅值随时间逐渐变化的故障诊断。 b波形因子诊断法的波形因子被定义为峰值与平均值的比。 该值也是滚动轴承简易诊断的有效指标之一。 如图5-7所示，值过大时，滚动轴承有可能稍微腐蚀，值过小时，有可能磨损。 c概率密度诊断法无故障的滚动轴承振幅的概率密度曲线是典型的正态分布曲线，如果发生故障，概率密度曲线可能会产生偏差或分散。 d绝顶度系数诊断法的绝顶度被定义为正规化的4次中心矩，即，式中、-振幅平均-标准偏差。 x-瞬时振幅P(x)概率密度，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对，绝对滚动轴承运行中有缺陷(如疲劳剥离、裂纹、磨损、混入异物)时会发生冲击，引起脉冲振动。 由于在阻尼的作用下，脉冲振动是衰减振动，冲击脉冲的强弱反映了故障的程度。 在滚动轴承没有损伤或极微小的损伤的情况下，脉冲值(dB值)随着小的故障的发展，脉冲值逐渐变大。如果冲击能达到初始值的1000倍(60dB )，可以认为该轴承的寿命结束了。 轴承工作表面发生损伤时，显示发生的实际脉冲值，与初始脉冲值的差称为标准冲击能，222222222222222、(2)滚动轴承故障的精密诊断法实施滚动轴承的简易诊断后，再进行精密诊断，即常用的精密诊断方法是a低频信号分析法b中，高频信号绝对值分析法，5.3.2声辐射诊断，当力作用于固体