振动测试与故障诊断 课件.ppt

1、振动试验和设备故障诊断，侯永强，振动试验和设备故障诊断，一、概括二，振动试验原理三，振动测量实践四，振动分析五，典型设备故障诊断六，汉能华风电振动试验产品概要，一、概括，设备故障诊断是在把握设备过去和现在运行中或很少分解的情况的动态情况下，机械设备老化过程中产生的信息(振动、噪音、温度的利用振动信号诊断故障是设备故障诊断中最有效、最常用的方法。 设备运行中的振动及其特征信息是反映系统状态及其变化规律的主要信号。 用振动试验机拾取、记录、分析振动信号是进行故障诊断的主要方法。 修理制度是事故，定期到预知修理的转换设备老化，失效率增加投入大量的新设备，容量增大，复杂性增加有提高经济效果的可能性，故

2、障诊断理论，技术的发展和完善传感器，信号分析和计算机技术的发展，必要性，二，振动测试原理，振动三要素和分类时域波形谱速度一般以mm/s表示，并且加速度一般以m/s2或重力加速度g表示。 振幅计算一定时间内的振动波形的峰值、平均值、均方根值(有效值)。 速度的有效值称为振动强度，反映振动的能量大小。 频率(f )是具有周期性变化规则的物理量的每单位时间的循环数。 由于振动频率往往是机械的转速的整数倍或分数倍，所以通常表示为机械的转速的倍数，例如，1X=1rpm表示振动频率和机械的转速相同，0.43X=0.43rpm表示振动频率是机械的转速，43频率是分析设备故障的主要残奥仪表。 一些故障通常以特

3、定的频率表现，但振动频率与故障之间没有简单的对应关系。 相位()是由角度表示的两个信号之间的时间节点关系。 振动相位是指，从触发牛鼻子反相器信号开始到振动信号的最初的正峰值为止的角度。 相位的测定对于决定转子上的高点、转子的临界转速、故障诊断和动平衡等非常重要。 故障分类根据故障反应历程分类到强制振动和自激振动。 稳定的强制振动：基频的振幅、相位不随运行时间和运行状况的变化而变化。 例如，质量的不平衡。 不稳定强制振动：触摩等。 A/式中： a振幅； p激振力零配件的动态刚性。 自激振动：强迫振动有外来的声干扰力和零配件的动刚性降低，自激振动在系统内部有能量种子文件。 强制振动的频率依赖于转子

4、的动作频率，自激振动频率依赖于固有频率。频谱简介、频谱过程波形分解、快速傅里叶(FFT )、滚动轴承特征频率、汽车变速器特征频率、啮合频率、齿轮啮合频率，齿轮啮合频率等于齿数与轴速之积。 在此例子中，输入端齿轮是12齿，输出端是24齿。 该齿轮的啮合频率是输入速度的12倍或输出速度的24倍。 总结多级变速器箱体的特征频率、特征频率的补正步骤：1.首先决定各轴的相对转速2 .分析各轴上的构成零配件，补正它们的声干扰频率(轴承频率、叶片通过频率、齿轮啮合频率等)。 也不要忘记轴的旋转速度。 输出速度的修正计算需要考虑各齿轮的作用，齿轮啮合频率等于齿数与齿轮转速的乘积，对于多级变速器箱体，也必须考虑

5、中间轴的作用。三、振动分析、振动分析四阶段时域波形分析频谱分析、检测阶段、故障原因分析、分析阶段、确认阶段、振动分析四阶段、时域波形分析主要有三个原因：第一，时域波形图中未出现的现象。 其次，许多故障状况必须从时域波形图中识别。 第三，可以利用时域波形来执行有用的校正算法。 得到时域波形分析、信号周期图、信号频谱图、频率域波形分析、频谱图，首先需要检测，其次是相关模式：查找间谐波、边带、峰丘等，然后有一些特殊的故障：开始查找不平衡、不中和轴承故障，频率域波形分析，四，典型的设备故障诊断， 变速器箱体滚动轴承，变速器箱体解析，齿面磨损齿面粘接和磨损齿面接触疲劳弯曲疲劳和磨损，齿面磨损时的频谱图，

6、特征：在齿轮啮合频率附近的1X边频带，齿轮的齿开始磨损会发生2件，第一件是齿轮啮合频带，第二件是齿轮的固有振动频率、齿轮啮合、齿轮啮合时的频谱图，特点：径向100/120 Hz的峰，在轴的转速频率和齿轮啮合频率出现峰，但振幅不高。 产生2X峰值，在齿轮啮合频率附近可能存在轴转速频率的边频带。 对直齿轮的主要振动是径向，对斜齿轮的主要振动是轴向。 齿负荷、齿负荷时的频谱图、特征：齿轮啮合频率下的高强度峰值齿轮啮合频率下的振幅大小由移动该齿轮的轴的定心程度和施加在齿轮上的负荷决定。 在齿轮的啮合频率上有峰值并不一定意味着故障。 在齿轮啮合频率=齿数的x轴的转速输出转速=输入转速x主动轮齿数/从动轮

7、齿数、齿轮啮合反向间隙、齿轮啮合反向间隙时的频谱图下，啮合频率附近的1X乐队齿轮啮合齿隙在啮合频率附近发生轴转速带，如果有此问题，则齿轮啮合齿隙、齿轮错误中、齿轮错误时的频谱图、特点：齿轮啮合频率间谐波附近的1X侧频带错误的中齿轮产生啮合频带的啮合频率振动，但啮合频率的间谐波较为常见，在2倍和3倍的啮合频率下，间谐波蜂值较高。 因此，设定高频率范围(Fmax )是非常重要的，以便能够看到要测量的所有频率。 齿轮破裂或折断，齿轮破裂或折断时的频谱图，特征：在径向高强度的1X峰齿轮固有频率啮合频率下1X边频带的最好方法是观察破裂或折断的齿的时域波形，如果齿轮有12齿，其中1齿的波形与其他不同。 脉

8、冲的时间间隔与齿轮的旋转周期(齿上的固定点反复啮合的时间差)相等。 跟踪齿频率，跟踪齿频率的频谱图，特征：跟踪齿的频率和2XHT跟踪齿的频率是一个齿轮的一个齿与另外一个具有齿轮的特定齿啮合的频率。 在齿轮的传递比为整数(例如1、2、3 )且与追随齿的频度大的齿轮的转速相等的情况下，每旋转一周啮合相同的齿轮。 在滚动轴承、疲劳剥离磨损塑性形变腐蚀破坏粘接、疲劳剥离、滚动轴承中，轨道和滚动体表面承受载荷和相对滚动两者。 由于交变负荷的作用，首先在表面的某个深度形成龟裂，然后在表层形成剥离坑，最后发展成大的剥离。 这种疲劳剥离现象会引起运转时的冲击负荷，使振动和噪音恶化。 磨损、轨道与滚动体之间的相

9、对运动以及异物的侵入会引起表面磨损，润滑不良加剧了磨损。由于磨损，轴承的游隙增大，表面变粗糙，机械的运转精度降低，振动和噪音增大。 由于塑性形变，轴承由于过大的冲击负荷、静负荷、硬质异物的落下等，在轨道表面形成伤痕或伤痕，如果进一步有伤痕，则伤痕引起的冲击负荷会进一步剥离附近表面。 负荷的累积作用和短时间过载会引起轴承的塑性形变。 腐蚀、润滑油、水或空气中的水分引起表面生锈，在轴承内部流过大的电流引起电腐蚀，引起轴承轴承套圈在座孔中或轴颈上微小相对运动引起的微振动腐蚀。 断裂、负荷过大或疲劳时会引起轴承零配件的断裂。 热处理、组装产生的残馀应力、运转时的热应力超过大业时会引起断裂。 在粘合、润

10、滑不良、高速重负荷下，由于摩擦发热，轴承零配件在极短时间内达到高温，可能导致表面烫伤，或某表面的金属附着在其他表面。滚动轴承的故障诊断方法、1、谐振解调2、倒频谱3、功率谱、(1)谐振解调、从时域信号中直接提取调制信号，分析调制函数在齿轮故障影响下的变化是谐振解调法。 滚动轴承的振动信号的解调包括振幅调变、频率调制两种调制的解调，但应用和研究较多的是频率解调。 (2)定义倒频谱、倒频谱将倒频谱定义为对数功率谱：其中，将q称作倒频谱频率并具有时间维度。 工程上应用较多的是其算术平方根的定义形式，即倒频谱分析可以揭示频谱中的周期成分，可以将原始频谱上家系的边带频谱线简化为单一倒频谱线，普通频谱中难

11、以识别的周期性在倒频谱中明显，传输(3)功率谱分析是在齿轮箱中测量振动信号后，通过FFT处理，分析振动信号的功率谱，监视诊断齿轮的运转状况。 选择五、振动测量实践、振动测量残奥仪传感器型传感器定径套测量残奥仪设定、振动测量残奥仪，图中显示了振动测量量基本参数：的加速度、速度和位移。 三者的拓扑关系，位移和加速度有180度的相位差，速度有90度的相位差。 振动测量的基本残奥仪是加速度、速度和位移，根据测量残奥仪，测量所使用的传感器选择位移传感器、速度传感器、加速度传感器稳定时间、传感器类型，一般是非接触式涡流“位移”传感器、速度传感器或加速度传感器来测量振动。 各自具有不同的特性，特别是频率响应特性。 在时域波形图中可以看到这些个的差异。 传感器的选择、传感器的设置原则是：1.选择的设置位置可以确保使用数据收集机时的动作安全2 .振动源(轴承)和传感器之间必须有良好的机械传送路径。 机器上的很多零配件会发生振动，因此安装传感器时请选择振动源和传感器之间的最短路径。 机械上测量点的位置和方位必须与机械主应力的传播方向一致。 对于水平安装的机械，测量值通常是从水平面上提取的，但其主要零配件(马达、泵、风扇等