《机器状态监测与诊断+振动状态监测+第3部分：振动诊断指南19873.3-2019》详细解读

《机器状态监测与诊断振动状态监测第3部分:振动诊断指南19873.3-2019》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4测量4.1振动测量4.2机器运行参数测量5结构化诊断方法contents目录6附加的分析和试验6.1总则6.2运行参数无需改变6.3需要改变运行参数6.4改变机器的物理状态7其他诊断技术8建议采取措施时需考虑的因素附录A(规范性附录)机器振动分析系统方法的进程表contents目录附录B(资料性附录)所有机器常见的安装故障附录C(资料性附录)径向流体动压流体膜轴承的诊断附录D(资料性附录)滚动轴承的诊断参考文献011范围适用对象与领域本标准适用于各类旋转机械的振动状态监测与诊断。涉及电力、石化、冶金、制造等多个工业领域。提供振动状态监测的基本原则、方法和技术要求。指导企业实施有效的机器状态监测与故障诊断。提高设备运行可靠性，降低维修成本。标准内容与目的适用于新安装、在役及维修后的旋转机械。振动监测应与其他状态监测方法相结合，形成综合诊断体系。对于特殊类型机械，可能需要额外的监测与诊断措施。适用范围与限制022规范性引用文件主要引用标准GB/T19873.1-2019《机器状态监测与诊断振动状态监测第1部分：总则》该标准规定了机器状态监测与诊断中振动状态监测的通用原则和要求。它适用于旋转机械，如泵、压缩机、风机、电机等的振动状态监测。描述了振动数据的采集、处理、分析和描述方法。提供了多种分析技术，如时域分析、频域分析等。GB/T19873.2-2019《机器状态监测与诊断振动状态监测第2部分：振动数据处理、分析与描述》GB/TXXXX-XXXX《机械振动与冲击测量方法》规定了机械振动与冲击的测量方法，包括测量仪器的选择、校准和使用等。GB/TXXXX-XXXX《机械振动与冲击评价标准》提供了评价机械振动与冲击是否超标或异常的标准和指南。01020304密切相关标准ISO10816《机械振动-通过测量对机器设备进行评估的指南》ASMEPTC19.115《振动监测仪器校准》国际标准化组织的标准，提供了通过振动测量评估机器状态的通用指南。美国机械工程师协会的标准，提供了振动监测仪器校准的方法和程序。参照标准振动物体在平衡位置附近所作的周期性往复运动。振动诊断通过对机械振动信号的检测、记录和分析，判断机械状态是否正常的技术。振动烈度描述机械振动强弱程度的物理量，通常用位移、速度或加速度的均方根值来表示。术语和定义033术语和定义03振动的影响振动会对机械设备的性能、寿命和安全性产生影响，因此需要进行状态监测与诊断。01振动的定义振动是指机械系统或结构在其平衡位置附近所作的往复运动。02振动的描述振动可以用振幅、频率和相位等参数来描述。3.1振动振动状态监测的定义通过对机械设备振动信号的测量、分析与处理，评估其运行状态和故障情况的过程。振动状态监测的方法包括振动传感器的选择、信号采集与处理、特征提取与识别等。振动状态监测的意义可以及时发现机械设备的潜在故障，为预防性维修提供决策支持，提高设备的可靠性和安全性。3.2振动状态监测振动诊断的定义利用振动状态监测所获得的信息，对机械设备的故障类型、原因和程度进行诊断的过程。振动诊断的方法包括时域分析、频域分析、时频联合分析等，通过对振动信号的处理与分析，提取出反映设备故障的特征信息。振动诊断的难点由于机械设备本身的复杂性和运行环境的多变性，使得振动信号中往往包含多种干扰成分，给准确的故障诊断带来挑战。因此，需要借助先进的信号处理技术和人工智能算法来提高诊断的准确性和可靠性。3.3振动诊断044测量4.1测量准备确定测量目的和要求明确测量的目标，包括了解机器的运行状态、诊断潜在的故障等。选择合适的测量仪器根据测量目的和要求，选用适当精度和量程的振动测量仪器。制定测量计划规划测量时间、地点、人员等，确保测量过程有序进行。通过测量机器振动的烈度，评估其整体振动水平。振动烈度测量利用频谱分析技术，将振动信号分解为不同频率的成分，以识别机器的振动特征。频谱分析通过测量振动信号的相位差，分析机器各部件之间的相对运动关系。相位测量4.2测量方法123定期对测量仪器进行校准和维护，确保其处于良好工作状态。确保测量仪器的准确性和可靠性按照相关标准和规范进行测量，确保测量结果的准确性和可比性。遵循测量规范考虑测量环境的温度、湿度、噪声等因素对测量结果的影响，并采取相应措施进行控制。注意测量环境的影响4.3测量注意事项数据整理与预处理利用时域、频域等分析方法提取数据的特征参数，以揭示机器的振动规律和故障特征。数据特征提取故障诊断与预测结合历史数据和专家经验，对提取的特征参数进行进一步分析，以诊断机器的故障类型和预测其发展趋势。对测量数据进行整理、去噪和归一化等预处理操作，以提高数据质量和分析效果。4.4测量数据处理与分析054.1振动测量评估机器的运行状态通过测量振动，可以了解机器的运行状态，包括是否存在异常振动、振动的幅度和频率等。预测机器的寿命振动测量可以预测机器的寿命，帮助制定维护计划，避免意外停机。故障诊断当机器出现故障时，振动测量可以帮助定位故障源，提高维修效率。振动测量的目的030201接触式测量使用传感器直接接触被测物体，测量其振动信号。这种方法测量准确度高，但需要固定传感器，对测量环境有一定要求。非接触式测量通过激光、电容等原理，无需接触被测物体即可测量其振动。这种方法适用于无法直接接触或高温、高压等恶劣环境下的测量。振动测量的方法位移表示被测物体在振动过程中相对于平衡位置的偏移量。速度表示被测物体振动的快慢，与振动的频率和振幅相关。加速度描述被测物体振动时速度变化的快慢，常用于高频振动的测量。振动测量的参数选择合适的传感器根据测量需求和被测物体的特性，选择合适的传感器类型，确保测量结果的准确性。确保传感器的稳定性在测量过程中，要确保传感器稳定可靠，避免因传感器松动或损坏而影响测量结果。采集足够的数据为了更全面地评估机器的振动状态，需要采集足够的数据样本，包括不同时间段、不同运行工况下的数据。振动测量的注意事项064.2机器运行参数测量通过测量机器运行参数，可以全面评估机器的工作性能和状态。评估机器性能实时监测机器运行参数，有助于及时发现异常情况，为故障预警和诊断提供有力依据。故障预警与诊断根据测量数据，可以制定合理的维护和保养计划，延长机器使用寿命。优化维护与保养测量目的振动参数测量包括振动位移、速度、加速度等，用以分析机器的振动特性。压力参数测量测量机器内部的油压、气压等，评估机器的密封性能和动力输出状况。温度参数测量监测机器关键部位的温度变化，判断是否存在过热或冷却不足等问题。测量内容传感器选择根据测量需求，选用合适的传感器，如振动传感器、温度传感器、压力传感器等。数据采集与处理通过数据采集系统实时收集测量数据，并运用相关软件进行处理和分析。结果判定与报告根据测量数据判定机器运行状态，并撰写详细的测量报告，为后续工作提供参考。测量方法075结构化诊断方法01020304信号采集利用传感器对机器振动信号进行实时采集。特征提取通过信号处理技术提取出反映机器状态的特征参数。状态识别依据特征参数判断机器的运行状态，如正常、异常等。故障诊断在识别出异常状态后，进一步分析原因并定位故障。5.1诊断流程系统性结构化诊断方法遵循一定的流程和步骤，确保诊断的全面性和系统性。高效性结构化诊断方法能够快速定位故障，减少排查时间，提高维修效率。准确性通过精确的信号处理和特征提取技术，提高诊断的准确性。5.2结构化诊断的优势结构化诊断方法的效果受信号采集和特征提取技术的限制，对传感器和信号处理技术的要求较高。对于复杂机械系统，结构化诊断方法可能涉及大量的特征参数和诊断规则，增加诊断的复杂性。依赖性复杂性5.3结构化诊断的局限性如电动机、泵、压缩机等旋转设备的振动诊断。旋转机械如内燃机、往复泵等往复运动设备的振动诊断。往复机械由多个子系统组成的复杂机械系统的综合诊断。复杂机械系统5.4结构化诊断方法的应用范围086附加的分析和试验包络分析针对高频信号进行解调处理，提取出低频包络信号，从而识别轴承等部件的故障特征。阶次分析针对旋转机械，根据转速变化对振动信号进行等角度采样和分析，有效识别与转速相关的故障。频谱分析将时域信号转换为频域信号，通过频谱图识别设备的振动特征频率，判断故障类型和原因。6.1振动信号的频域分析峰值检测通过检测振动信号中的峰值，判断设备是否存在瞬时故障或冲击载荷。波形指标分析计算波形指标、峰值指标等时域特征参数，评估设备的振动状态和故障程度。波形分析直接观察振动信号的波形图，判断是否存在冲击、摩擦等异常现象。6.2振动信号的时域分析通过试验测定设备的固有频率、阻尼比等模态参数，为结构优化和故障排查提供依据。模态参数识别通过模态试验获取设备在各阶固有频率下的振型，了解结构的振动特性和薄弱环节。模态振型分析利用模态振型叠加原理，预测设备在复杂激励下的振动响应，指导故障排查和维修。模态叠加法0102036.3模态分析与试验6.4振动诊断标准与判据根据设备类型、转速等条件，设定相应的振动限值，作为判断设备是否正常的依据。相对诊断标准通过比较设备在不同时间或不同工况下的振动数据，评估设备的状态变化趋势和故障发展情况。故障判据结合频谱分析、时域分析等方法，制定具体的故障判据，如轴承故障判据、齿轮故障判据等，用于指导维修工作。绝对诊断标准096.1总则确保机器安全可靠运行通过振动状态监测，及时发现机器的异常情况，预防潜在故障，保障生产安全。提高设备维护效率依据振动诊断结果，精确定位故障部位，合理安排维修计划，提高维护工作的针对性和效率。延长设备使用寿命通过科学的监测与诊断，及时发现并处理设备问题，减少不必要的磨损，延长设备整体使用寿命。监测与诊断的目的连续性原则振动状态监测应长期、连续进行，以确保数据的完整性和可比性，为故障诊断提供可靠依据。实时性原则监测过程中，应实时采集、传输和处理数据，及时发现异常情况，为采取应对措施争取时间。准确性原则诊断过程中，应采用先进的信号处理技术和专业的诊断方法，确保诊断结果的准确性和可靠性。监测与诊断的原则旋转机械的振动监测监测与诊断的范围包括各类旋转机械的轴承、齿轮、联轴器等关键部件的振动情况监测。往复机械的振动监测涉及往复压缩机、内燃机等设备的振动状态监测。依据监测数据，运用相关诊断技术对机器振动故障进行识别、定位和原因分析。振动故障诊断106.2运行参数无需改变监测设备自动适应智能传感器技术现代监测设备配备的智能传感器能够自动适应不同运行参数，确保数据的准确性和可靠性。自校准功能监测设备具备自校准功能，可自动调整测量范围，避免因运行参数变化而导致的测量误差。通过实时监测技术，能够持续跟踪设备的运行状态，及时发现异常情况。实时监测建立完善的预警系统，当监测数据超出设定范围时，自动触发报警，提醒操作人员注意。预警机制实时监测与预警系统VS运用先进的数据处理和分析技术，对收集到的振动数据进行深入剖析，提取关键特征。诊断支持结合专业知识库和智能诊断算法，为运维人员提供准确的故障诊断和解决方案建议。数据处理与分析数据分析与诊断支持跨平台兼容性监测设备支持多种操作系统和硬件平台，实现数据的无缝对接与传输。数据共享通过云计算和大数据技术，实现设备状态数据的实时共享，提高协同工作效率。跨平台兼容与数据共享116.3需要改变运行参数确定改变运行参数的依据振动监测数据分析通过对机器振动数据的实时监测和分析，发现异常振动情况，为改变运行参数提供依据。机器性能评估结合机器的运行状态和性能评估结果，判断是否需要调整运行参数以优化机器性能。预防性维护计划根据预防性维护计划，定期对机器进行检查和调整，包括运行参数的优化。01在进行任何参数调整之前，必须确保机器已安全停机并断开相关电源，以防止意外发生。停机并断开电源02根据分析结果和实际需求，逐步调整机器的运行参数，如转速、负载等。调整参数设置03参数调整后，需重新启动机器并进行验证，确保调整后的参数能够有效改善机器的振动状态。验证调整效果改变运行参数的步骤注意事项安全第一在进行运行参数调整过程中，应始终将安全放在首位，严格遵守相关安全规定和操作规程。数据记录与分析调整过程中需详细记录相关数据，以便后续分析和对比，为进一步优化提供依据。与专业人员协作如非专业人员，请在专业人员指导下进行运行参数的调整工作。126.4改变机器的物理状态机器在长时间运转过程中，各部件间相互摩擦，导致尺寸、形状及表面质量发生变化。长期使用导致的磨损外部作用力影响维护保养不当如重力、风力等自然因素，以及人为操作不当等，都可能使机器产生变形或位移。缺乏定期检查和调整，使机器处于不良工作状态，进而引发物理状态改变。机器物理状态改变的原因通过监测机器振动信号，提取特征参数，判断机器物理状态是否发生改变。振动分析法直接观察机器外观及运行情况，发现异常现象及时进行处理。目视检查法利用专业仪器对机器关键部位进行精密测量，获取准确数据以评估物理状态。仪器测量法机器物理状态改变的检测方法加强预防性维护提高操作水平更新升级设备应对机器物理状态改变的措施定期开展机器检查、保养工作，及时发现并处理潜在问题。培训操作人员熟练掌握机器使用技巧，减少人为因素对机器的影响。对于老化严重、性能下降的机器，及时进行更新升级，提高设备整体性能。137其他诊断技术红外热像原理利用红外探测器接收物体发射的红外辐射，将其转换为可见的热图像。02应用范围适用于电气设备、机械部件等温度异常检测。03优势与局限能够快速发现温度异常，但受环境温度、物体表面发射率等因素影响。红外热像技术01声学诊断原理应用范围优势与局限通过采集设备运行时产生的声音信号，分析其频率、振幅等特征，判断设备状态。适用于轴承、齿轮等旋转机械部件的故障诊断。操作简便，但对复杂噪声环境下的诊断效果可能受限。声学诊断技术油液分析原理通过检测设备润滑油中的金属颗粒、污染物等成分，评估设备磨损和污染状况。应用范围适用于发动机、液压泵等油润滑设备的状态监测。优势与局限能够提前发现设备磨损问题，但油样采集、处理等环节需严格操作。010203油液分析技术射线检测技术能够准确发现内部缺陷，但操作复杂且需注意安全防护。优势与局限利用X射线或γ射线穿透物体，检测其内部结构缺陷。射线检测原理适用于铸件、焊缝等内部缺陷检测。应用范围148建议采取措施时需考虑的因素根据振动监测数据，对机器的振动水平进行全面评估，确定是否存在异常振动情况。将当前振动数据与历史数据、标准限值进行对比分析，以判断振动状况的发展趋势和严重程度。评估机器振动水平对比分析8.1振动水平评估8.2故障类型与原因识别通过对振动信号的分析处理，识别出机器可能存在的故障类型，如不平衡、不对中、松动等。故障类型判断结合机器的运行环境、维护记录等信息，深入排查导致故障的根本原因，为制定针对性措施提供依据。故障原因排查制定改进措施根据故障排查结果，制定相应的改进措施，如调整机器参数、更换损坏部件等，以降低振动水平并消除故障隐患。实施与验证按照制定的措施进行具体实施，并通过再次进行振动监测来验证措施的有效性。8.3措施制定与实施根据机器的运行情况和振动监测结果，制定合理的预防性维护计划，包括定期检查、清洗、润滑等。制定预防性维护计划对实施改进措施后的机器进行持续监测，并记录相关数据，以便及时发现并处理潜在问题。持续监测与记录8.4预防性维护与监测计划15附录A(规范性附录)机器振动分析系统方法的进程表目标通过振动分析，识别机器的运行状态，预测潜在的故障，为维修决策提供依据。0102原则科学性、系统性、实用性相结合，确保振动分析的准确性与可靠性。机器振动分析的目标与原则采集使用合适的传感器与数据采集设备，获取机器振动信号。处理对采集到的振动数据进行预处理，包括滤波、降噪等，以提高数据质量。振动数据采集与处理特征提取从处理后的振动数据中提取出反映机器状态的特征参数。分析运用时域、频域及模态分析等方法，对特征参数进行深入分析，识别机器的异常振动模式。振动特征提取与分析诊断结合机器的历史数据与运行状况，对异常振动进行故障诊断，确定故障类型与原因。预测基于故障诊断结果，预测机器的未来运行状态及潜在故障风险。故障诊断与预测根据故障诊断与预测结果，制定合理的维修计划，包括维修时间、方式等。针对机器的运行状况，提出改进意见与优化措施，以提高机器的运行效率与可靠性。决策优化建议维修决策与优化建议16附录B(资料性附录)所有机器常见的安装故障松动机器安装过程中，各部件连接不牢固，导致振动传递路径异常。偏斜安装时机器轴线与基准轴线不重合，产生偏斜现象，影响机器正常运行。不平衡旋转部件安装后未达到动平衡要求，引起振动过大。安装故障类型振动分析通过采集机器的振动信号，运用频谱分析等技术手段，识别安装故障的特征频率及表现形式。视觉检查直接观察机器安装情况，检查各部件连接是否紧固、有无偏斜等现象。仪器检测利用激光对中仪、动平衡仪等专用仪器，对机器安装精度进行检测，发现潜在的安装故障。安装故障识别方法紧固松动部件对检查发现的松动部件进行紧固处理，确保各部件连接可靠。调整偏斜部件通过调整机器安装位置或加设支撑等措施，消除偏斜现象。对旋转部件进行动平衡校正，降低振动水平，提高机器运行稳定性。进行动平衡校正安装故障处理措施010203严格按照安装规程操作在进行机器安装时，应遵循相关安装规程和操作规范，确保安装质量。加强安装过程监控对安装过程中的关键环节进行实时监控，及时发现问题并处理。定期进行安装复查机器投入使用后，应定期进行安装复查，确保机器始终处于良好的安装状态。安装故障预防建议17附录C(资料性附录)径向流体动压流体膜轴承的诊断由于长期承受交变载荷，轴承内外圈或滚动体表面出现金属剥落现象。疲劳剥落轴承零件表面因相互摩擦而导致尺寸减小、形状改变。磨损轴承在过载或冲击载荷作用下产生不可恢复的变形。塑性变形轴承因水分、化学物质等环境因素导致表面生锈或腐蚀。锈蚀与腐蚀轴承故障类型与特征振动信号采集利用传感器对轴承振动信号进行实时采集。信号处理与分析通过滤波、放大、频谱分析等手段，提取轴承故障特征频率。故障识别与判断结合轴承结构特点、运行参数及历史数据，对故障进行准确识别与判断。振动诊断方法诊断注意事项01确保传感器安装位置正确，避免外部干扰影响诊断结果。02定期对诊断仪器进行校准，保证测量精度与可靠性。结合其他检测手段（如温度、噪声等）进行综合评估，提高诊断准确性。03010203定期检查并更换润滑油，保持轴承润滑良好。避免轴承过载或超速运行，减少故障发生概率。对轴承进行定期拆卸检查，及时发现并处理潜在故障。轴承维护与预防措施18附录D(资料性附录)滚动轴承的诊断滚动轴承的故障