振动监测与诊断课件.ppt

1、常常 英英 杰杰北京普迪美科技有限公司北京普迪美科技有限公司l机械振动基础知识l振动数据采集l振动诊断l引言l振动基础l振动测量单位l振动传感器l振动信号调整l数字信号处理l什么是振动？l为什么测量振动？l振动系统对激励的响应l系统机器结构管道流体，气体以上的结合l激励引起系统运动的力作用或扰动l响应所有力作用于系统上产生的运动l有的振动是有用的l任何机器都产生振动SYSTEMFVl机器可靠性定期监测，识别和解决问题，避免机器损坏和非计划停机l机器和基础寿命l人员的健康和安全l费用非计划停机和损坏，过剩维修，能源不仅知道有振动问题，还要分析问题的根源，帮助解决l简谐振动l周期和频率l幅置l相位

2、l力和响应l机械阻尼l共振 幅值振动大小，频率振动源部件，相位故障位置TIMEPERIODPEAK ACCELPHASEPEAK VELPP DISP三要素幅值频率相位l频率1/周期lCPM，Hz(CPS)lRPMl2fl位移（D），速度（V），加速度（A）lVD(2f )lAD(2f )l相位参考l振动相位关系l振动合成l用于动平衡l周期性力，例如：不平衡，不对中，转子弯曲，齿轮偏心当转速和负荷稳定时，这些力导致稳态或稳定幅值振动l瞬态或冲击燃烧，滚动轴承缺陷，齿轮冲击，液压锤，机械松动气蚀，电机启动力消失后振动衰减，频率丰富易引起共振，周期性l随机振动管道扰动，例ID风机的大尘埃宽频带，易

3、激起共振，稳态和非稳态所有机器的振动表现为稳态随机振动l力阻尼响应l影响测量方法和振动标准l时域和频域l幅值测量参数和方式 位移ummil峰峰值 速度mm/s ips峰值 加速度gg峰值，有效值 gSEgSEgSEl传感器l位移传感器l速度传感器l加速度传感器l推荐的传感器l相位传感器l传感器的安装l信号调整l信号滤波l工程单位的标定l传感器的标定l什么是数字信号l模拟数字转换lFFT时域至频域lFFT的误差l平均l泄漏和加窗窗类型幅值精度频率精度谱线系数RECTPoorGood1.0Flat TopGoodPoor3.2-3.8HanningFairFair1.5HammingFairFai

4、r1.36l混淆和抗混淆滤波Fs=2.56*Fmax400Hz Fmax, 1024Point/s, FFT 512Line to 400Line.l背景噪声l谱平均l时间平均，同步触发信号l一般平均次数48次l重叠处理l峰值保持平均扫频试验识别共振等，记录开停机l有效振动数据l数据采集l频率范围lADC的输入范围l总振值测量方法 硬件滤波测量，频谱计算l积分和微分 时域转换，频域转换l对数，线性和dB幅值l应当测量什么参数？ 总振值，不同频率范围，不同单位 Baseline 多，Monitoring 少l测量位置 H，V，Al振动标准和建立总振值报警限l总振值和频率趋势l窄带频谱报警l诊断l

5、机器的常见故障和关键部件l系统地测量机器故障l频率范围的考虑l测量参数的类型：A，V，Dl产生宽频带振动的机器可有多个设置参数l机器上的测点数Baseline 点数，监测点数l过程参数机器运行的变化lISO振动烈度标准基础环境因素产品质量的要求水平与垂直结构刚度l初始振动值Baseline，50%报警，100%危险，然后根据历史数据和经验建立报警值l振动增加50一般有问题l振动数据形式l不平衡振动l不对中振动特征l机械松动l滚动轴承故障l总振值l频谱l时域波形l相位分析lgSE，gSE 频 谱l三维谱，波德图，乃奎斯特图l轴心轨迹l模态分析l频谱：识别85的旋转机械问题l三轴向振动测量之必要性

6、 轴向与径向：识别不对中、轴弯曲l轴向大于50的径向 水平与垂直：识别共振、基础问题l正常：2:1, 3:1, 4:1, 5:1l典型频谱（H，V，A） A方向小，可排除不对中、轴弯曲 较小的2、3、4倍频存在，不足说明有松动l悬臂转子 A方向与径向同样大或更大 相位分析：区别不平衡与不对中l力偶不平衡 A方向振动大，平衡后 H、V、A 方向振动都降低 相位分析：区别不对中l频谱与不平衡类似的问题 偏心：l不能用动平衡解决 H方向平衡，V方向振动升高 V方向平衡，H方向振动升高l做平衡时区分 同时测H、V两方向，计算平衡结果 相同，为不平衡；若不相同，为偏心 齿轮的一个齿损坏l波形分析，相位分

7、析 共振：H:V=8:1 松动：2X=1X 50%l不对中与轴弯曲频谱特征相同 轴向振动大于径向50l角不对中和平行不对中 1X，2Xl导致滚动轴承高频振动，齿轮啮合振动升高l接手锁死 弹性接手锁死导致不对中振动非常大 识别：测A方向振幅和相位，停机启动再测量l若有明显变化，应检查接手l轴承不对中l“V”皮带不对中l频谱特征：2X，可能3X，4X，5X，6Xl松动种类： 基础松动，地脚螺栓 结构或轴承座松动 轴承间隙 转子部件松动l两部件之间的相位幅值变化，表明机械松动l激振力：不平衡、不对中，松动放大振动，容许较大振动l2X(3X)50% 1X：严重l做动平衡前要解决松动问题l频谱特征： 激

8、起的固有频率 “转动”有关的频率l“转动”频率 Fcage=Di/(Di+Do)*RPM Fball=Do/Db*Di/(Di+Do)*RPM Finner=Do(Di+Do)*N*RPM Fout=Di/(Di+Do)*N*RPMlFin-60%(N*RPM), Fout-40%, Fcage-40%RPMl其他故障判断线索 不平衡内圈先坏 外部条件或不对中外圈先坏 润滑不好、过热、轴电流滚动体先坏l观察时域波形 内圈频率被调制l若是某轴承问题，只是该轴承振动大l很大的不对中、止推力N*RPMl轴承是精密部件，本身无问题，l故障一 般由外界引起: 润滑不好 过润滑导致过热 杂质（油）磨损 电流流过 止推力大 安装预负荷（不对中）