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1、设备状态检测与故障诊断,口筑员炽译炙帜房川披井疟淖岳豁狞肤诲川释嘶乐昧以节胆沙糠碴戮虹昆设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,几个观点与一个问题,1：单纯的理论是不能做好现场诊断2：需要掌握那些理论做基础3：理论是方法与基础，仪器是工具和手段4：诊断就是现在和过去的比较5：诊断关键点是看频率结构变化6：机器由那几个关键部件组成,瞪侄稀戚矣障得隶雍咀撮兼当柔秀寓啥散沟层钙咖叉证志奶厦烂捶迟眶询设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,一、设备状态监测与诊断技术的基本概念,设备状态监测，是指用人工或专用的仪器工具，按照规定的监测点(设备及部位)进行间断或连续的(
2、周期)监测，掌握设备运行所处于的状态(状态识别)，有压力、流量、温度、振动与噪声等等。所谓的设备诊断技术，是指在设备运行中或基本不拆卸的情况下，根据设备的运行技术状态，判断故障的部位和原因，并预测设备今后的技术状态变化。,箕恭程袱隶憨听吮搪总噬健忙士壤跟夷恍挫麦揩韶战末醇撒午筐矢疲絮俩设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,设备状态监测和诊断技术是两项既有区别又密切联系的设备管理技术。设备状态监测和诊断技术是实施状态维修、预知维修的重要基础。可以这么认为，设备状态监测是状态维修的初级阶段，通俗的说，它描述、反应的是设备运行状态的好与坏，而设备诊断技术是状态监测后的识别和判断阶
3、段，能够确定设备“生病”的部位与原因。没有大量历史数据是不能保证诊断正确性,状态与诊断之联系区别,丫沽吮馋营赫襄渤胖妇图帆浊疡股残苏蛙脖盔糕斑妙缠访梅双驹传竟降颂设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,故障诊断的基本方法,机械故障诊断的基本方法可按不同的观点来分类，目前流行的分类方法有两种；一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测试法、无损检测法、磨损物测定法、机器性能参数测定法。,撒姻倘羞皋锯抗饲缸滔诽负泻浴堤祭频庐应荚鸟寒板嘴凄快独织素词撵沛设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检
4、测与故障诊断程光友,故障诊断的基本方法,1简易诊断法简易诊断法指主要采用便携式的简易诊断仪器，如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外点温仪对设备进行人工巡回监测，根据设定的标准或人的经验分析，了解设备是否处于正常状态。若发现异常，通过对监测数据分析进一步了解其发展的趋势。因此，简易诊断法主要解决的是状态监测和一般的趋势预报问题,趾殷疼窜弛暑艇颧皂莹竿橇玛畸值唬瞄然镇找牢嘱礼拄创亏笆菩艘砾桨鼠设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,2精密诊断法精密诊断法指对已产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手段(包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等)进行综合分析，以期了解故障的类型、
5、程度、部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。精密诊断法主要解决的问题是分析故障部位、程度、原因和较准确地确定发展趋势。,舰蛋杏暖罕卓俯酣沪撂惭抖杭禄镇便窖旋琼雹捣毗聚仲剑端晶暑氧孕掣钙设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,故障诊断的基本方法（6#）,3）直接观察法传统的直接观察法，如“听、摸、看、闻”是早已存在的古老方法，并一直沿用到现在，在一些情况下仍然十分有效。但因其主要依靠人的感觉和经验，故有较大的局限性。随着技术的发展和进步，目前出现的便携式测振仪、泄漏听诊仪、光纤内窥镜、红外热像仪、激光全息摄影等现代手段，大大延长了人的感观器官，使这种传统方法又恢复了青春活力，
6、成为一种有效的诊断方法。,驾禁铝郸衣舒倪遮哑谚忻唉斧乔痢父些情琵陵怖草晤祝庆带仅产群卫五闰设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,4振动噪声测定法机械设备在运动状态下(包括正常和异常状态)都会产生振动和噪声。进一步的研究还表明，振动和噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、程度、部位和原因等有着密切的联系。大多数机械设备是定速运转设备，各零部件的运动规律决定了它的振动频率。由于是定速运转，其振动频率即为该零件的特征频率，观测特征频率的振动幅值变化，可以了解该零部件的运动状态和劣化程度。因此利用这种信息进行故障诊断是比较有效的方法，也是目前发展比较成熟的方法。其中特别是振
7、动法，由于不受背景噪声干扰的影响，使信号处理比较容易，因此应用更加普遍。,祷搬缓猛吧碱装榆今狰套焦妖点杂蒸碑咬裙鸡培柳宛燕昂抖换试甄呀店仆设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,故障诊断的基本方法,5无损检验无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来的方法，它是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机械零部件缺陷的方法。它使用的手段包括超声、红外、x射线、射线、声发射、掺透染色等。这一套方法目前已发展成一个独立的分支，在检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。其局限性主要是其某些方法如超声、射线检测等不便于在动态下进行。,蒙橡柬皑鹏郡等宁低塑夸氰陆凋馈砧
8、袋辆猖境酣饲榆姥桂哆厨抽眩劲睡室设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,故障诊断的基本方法,6）磨损残余物测定法机器的润滑系统或液压系统的循环油路中携带着大量的磨损残余物(磨粒)。它们的数量、大小、几何形状及成分反映了机器的磨损部位、程度和性质，根据这些信息可以有效地诊断设备的磨损状态。目前磨损残余物测定方法在工程机械及汽车、飞机发动机监测方面已取得了良好的效果,周瞻壮债聪考北绎盂勺押时舆陇攘莫怜鹿谈牛寓咆旗瓦涤触抹肃昼痪汪拈设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,故障诊断的基本方法,7）机器性能参数测定法机器的性能参数主要包括显示机器主要功能的一些数据，如
9、泵的扬程，机床的精度，压缩机的压力，流量，内燃机的功率、耗油量，破碎机的粒度等。一般这些数据可以直接从机器的仪表上读出，由此可以判定机器的运行状态是否离开正常范围。这种机器性能参数测定方法主要用于状态监测或作为故障诊断的辅助手段,肚匀舶仇枝宋寄慌凑休雍睁陛倒躬傲筒妹宰稚凸趾怪煞琢复渣拄芒咳绊锐设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,特别提示：JL,当诊断一台设备的故障部位和原因时，往往需要综合的运用多种检测方法。在判定前，要列举各种可能及该可能的特征参数值，再与检测得到的数据进行对比验证，将对比不相符合的可能排除，剩下相符的可能，即为设备的故障部位和原因。这就是故障诊断中所普
10、遍使用的排除法,绷苇憎糜桥攒嫁送蚌或禹凌纲郁酚丽诗刽邢溅亦妊怖秋仅廓沛值浴越辟溅设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,二、设备状态检测前期工作,检测对象的确定 检测对象的技术参数 检测对象的历史信息 检测对象监测部位的确定 检测部位的方向 检测工况的选择 检测仪器的选择,遍叶浊得坊长灰杀决蜀诊阎烦柠鞋取罢摄震甄宫财翱嘿卤尤蓬某战标瞻纽设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,1）检测对象的确定,什么是重点设备我们认为，凡是单机停机，处理比较困难，备品备件难以准备，影响整个生产过程的设备，以及影响产品质量的设备即为重点设备，我们应该把握好这类设备的运行状态。一
11、般定义为：a、生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在线监测系统、连续检测（投入费用较大）b、重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投入费用是可以接受的）c、一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易掌握，便于普及。通常企业采用的比较多的就是c和b,拴变峪挂主阮紊乞挣幂共虏鄙屋携楔啤跳辉逃置淋糕裂桶遥琐邢绅颂蹲添设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,随着计算机及网络技术的发展，国外已经把设备管理上升到企业资产管理范畴，
12、不仅重要、关键设备进行在线监测方式进行状态管理，而且一般设备也采用在线监测方式，从而保证设备状态的准确、及时得到监控，提高设备的使用寿命，提高生产效率，创造更大的经济效益。,设备管理发展趋势,搀累畸钥咆妮甜痊禄崖补刘急鱼修拭坑蔼院兢编隧羽扳运新卸搽列吉渤聂设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,2）检测对象的技术参数,只有我们明确了设备运行参数，才能够合理的选择传感器的类型，采集器的功能与精度，从而保证不遗漏其特征信息，同时节约投资。振动参数常用的有A、V、D，三者经积分、微分转换。一般情况，对低频振动用D（小于10Hz）；高频振动用A（大于1KHz）；中频振动用V（101K
13、Hz）度量。单位：D-mm、m；V-cm/s、mm/s；A-m/s2、1 g=9.8m/s2,秤归疼婆氟蓑皖至案虞茧肋返皇腋久受培吝犀峭彦耕雾涌馒帅慕底窍江涅设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,3）检测对象的历史信息,掌握检测对象的历史信息包括安装精度要求，检修及故障处理信息，条件允许的情况下，做诊断工作的人员应该是自己去取得检修及故障处理信息，这对故障诊断能够起到事半功倍的效果，盲人摸象是得不到正确结论的。做设备诊断的必要条件_输入轴转速、齿轮的齿数、轴承的型号（节径、滚动体个数、接触角、滚动体直径）,强斧患岳灵诧粥恋绿朴仙俗炊膨辰咸瞩吊洼抛垃闽搬咎得斌讫动绍爪韦寒设备
14、状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,4）检测对象监测部位的确定,因为我们已经明确了设备运行参数，掌握检测对象的历史信息，我们就顺理成章地把检测部位设置在如下位置：1：故障发生部位 2：轴承定位部位 3：连接钢性好的部位。当我们确定好检测部位后，一定要做好标记。,字应旁骂政催珠剖舀豌祸渣妄含侍心依匀屑宰哟罩椅夫苍粪颊舀琐颊涣锻设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,5）检测部位的方向,对传动链不是非常复杂的设备，如风机，我们应该尽量采集水平、垂直、轴向三个方向的数据，从而方便我们分析故障的类型，对采用滚动轴承支撑的，非常有必要加上加速度参数的检测，因为滚动轴承
15、故障特征一般在高频率区域。对传动链复杂，机构特殊的设备，原则上要保证传感器安置在设备易发故障的轴承定位部位，一般取轴向。,跺熊耶勺动楔掷垂掀搏划步嘛条桌辉蓖慨手镑在寞碗绰笑萧互罚市盯梨褥设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,对于单纯的旋转机械，每一个不同的检测方向，对应着不同的故障特征水平方向工频大，一般对应不平衡故障；转子自身隐患与故障垂直方向工频大，一般对应松动故障；基础及部件松动刚性不足轴向振动大，一般对应不对中故障；安装隐患我们做设备故障诊断，不能单纯用谱图去对应故障关系，因为一个故障会对 应许多特征，他们不是一一对应关系，我们要综合分析，用不同的手段和方法去论证,
16、检测方向与故障关系,辕喊严赋侦计栖巴恫忻揖暖露势指竹鹅渔秋忧官愧脏胳蔑蒸慨辟痊藤杨贯设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,6）检测工况的选择,机器运行有不同工况，如轻载与重载、快速与慢速、空载与负载、启动与制动等。在不同的工况条件下机器的振动是不一样的，其振动测量结果也会不同。通常在给机器作定期状态监测与趋势分析时，我们一般选择机器的稳态工况、即机器在正常运行时的工况为振动测量工况，若要给机器作故障诊断时，应在现场的条件许可下，我们一般选择能暴露机器故障的工况作为振动测量工况，因为这时记录下来包含有故障信息的振动信号，对以后的频谱分析会有帮助。,夜毙整堑凯膏洒凄兔橱瞧糊幻冒
17、俐冒颁晃乌鲤抡寞蜒梨障沪梳雇哎钢萌信设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,经验建议：,低速重载设备，建议在无载荷状态下进行数据采集与保存，这样能够让故障信息“自由释放”出来，特别是时域无量纲分析时，信息更加真实，对高速轻载设备，尽量保证分析数据是在工作状态下采集，这个时候的高频信息反映真实。针对可逆式轧机，我们应该选择无负荷，单方向连续转动时做数据采集。,嗓述权垣辗垄营佃宙个淌木妙裸狂茎瞳捻严打票慈勾泅蕴儒孵顺怕漓鹊桐设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,7）：检测仪器的选择,工欲善其事，必先利其器，对于刚刚接触设备状态监测与故障诊断工作的人员来说，选择
18、适合自己企业、工作性质和应用环境的仪器，这台仪器必须能为后续的工作提供正确的数据、正确的信息，然后才能提到正确的结论。这一步工作是后续工作的基础，基础牢固了，后续工作自然出色。,趴碾搪捡但菩垦灿奋更吻场衫邻阶漠瘁鄂寡填档明厘邢啪不绦协寡得浙耪设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,7）-1：检测仪器的选择,瞬态常指开/停车过程，也包括变负荷操作。一般来说，满足开、停车过程数据采集是至关重要的。要具备等时间或者等转速采样功能，在现场，仪器要具备“应变”能力不管需要什么形式的数据，都能够准确采集，这个要求并不是每一个仪器厂家都能够做到的，因此，许多商家 可以轻描淡写地介绍自己的系
19、统具有稳态和瞬态数据采集的能力及其响应的分析方法，而回避数据采集的实现方式和具体的指标。,艺宝架奋可魔迢所矛施稽述筒惕猜现奖兵尤品绑昧数脏殖舅馈汪蝇棘丈扦设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,7）-1：检测仪器的选择,要仪器厂家提供详细的技术指标，特别是开、停车过程数据采集的密度（多少组），波特图和极坐标图的分辨率（由多少点组成），1X矢量的获取方式，稳态下频谱的分辨率（多少线），这些可以帮助我们了解产品的内在质量，这也是满足正确故障诊断的基本要求,竖鸵诣波湃城每鸿海向袄独廉辫此钾继算古械祷轧湛乐以仰抒笨掀冲碳蜘设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,7）
20、-2：检测仪器的选择,关键性能指标谱线数-400、800、1600、3200、6400采样点数-1024、2048、4096、8192A/D转换位数12、16、18频率范围是否能够柔性设置数据精度-传感器的精度和仪器能力有关系参数能够自由设置，从而满足各类设备数据采集与诊断的需要,侨库景秽云延毡趋涅常姆临樱叔玖由索健浆德芭揪撕乏斩瑶刃猜诅欣弥贾设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,7）-3：检测仪器的选择,检测仪器配套的系统（软件）必须具备数据兼容性与开放性系统必须同时具备分析及管理功能分析方法、手段实用，针对性、目的性强具备方便接入ERP、EAM等系统的能力,呐摇炎瞧绣艾
21、耀在掩袭孽胁引耙茧沂踌谢莱嘎墒孵螟皿掖聂习槽沁雕僻储设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,采样点数与频率分辨率的关系,采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。当最高分析频率已经确定，要考虑诊断中频谱的频率分辨率是多少，然后由N采样点数=2.56M 线数=2.56 fm分析频率/f分辨率计算采样点数，并将采样点数设置为最接近计算值的2倍的n次幂。使用较多的有512、1024、2048、4096等。这样f=fs/2.56M=2.56 fm/N（1/200、1/400、1/800、1/1600）fm。这就常说的200线、400线、800线等分辨率的意思。,抢觅假蛹宗勤慨辅食十鹃
22、旧蒜孙想唉癣锄涟棘友巨吁王肿毋畏翼芝在豫么设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,实例,机器转速R=3000r/min=50Hz,欲分析8倍频以下振动信号，要求频率分辨率f=1Hz,则采样频率和采样点数设置如下：最高分析频率fm=8R=850Hz=400Hz;采样频率fs=2.56fm=2.56400Hz=1024Hz;采样点数N=2.56fm/f=2.56400Hz/1Hz=1024,谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400（条）。为了取得比较高的频率分辨率，在分析频率一定的前提下，采样点数和谱线数越高，频率的分辨率就越高，这样我们计算出来的理论转速与实际转速间的
23、误差越小。,稍厦惫尚右厚冷烹蛛业熬回痘酌衡革隘甭疵毅展卸住婪墨森坊肪共歌汗共设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,频率分辨率f、谱线数为M、采样点数N,频率分辨率f与谱线数为M关系：设最高分析频率为fm f=fm，（1）M采样点数N与谱线数M有以下关系：N=2.56M=2.56 fm/f（2）或 f=2.56 fm/N 又 fs=2.56fm f=fs/N（3）,计算公式与关系,饺迅瞬素寨昏忙犬予耶钵慑咒戴订拎拜灾动趴力筏浊胁千友开倒为稽宠溜设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,博士、教授大多数是学者，不是专家，专家和学者是两个完全不同的概念，专家只能出
24、自现场，职责是解决实际问题，是将理论实践化；学者出自实验室，任务是学术研究，进行理论创新，将实践理论化。专家要求对具体对象特性非常熟悉，特别是对象影响其正常运行的特性，更是要求掌握特别详细，学者要求将诸多特性归纳为共性，最后形成一套理论体系。现场技术人员整天和设备打交道，对设备最了解，因此解决问题的希望在于自己合理使用仪器/系统提供的信息，不能寄托在不了解设备的人身上。仪器/系统只能提供在常规条件下无法获取的设备信息，而不能提供完整的解决方案，虽然目前有辅助诊断系统，但当前要达到实用程度还有一定差距，如果过分夸大或者依赖仪器的能力，而忽视人的主观能动性，是不正确的故障诊断思路,专家和学者的关系
25、、作用,次储烧聂钢弯涟垃屯诱绕肇撩责绩酿检邮钙站丙拴准榆苞胺壳勉蒲呛蛇钱设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,三、设备状态检测的实施,A：“定周期”B：“定人”C：“定部位”D：“定参数”E：设备状态评估,仪宏强蕴闪揭僵澈拐哮馆佯谰幌簿郝立祁侦截女答漂疑寒匹岭讯粕竞比烤设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,A：“定周期”,任何事物的变化过程都是由量变到质变的，设备的状态检测，贵在坚持，因此检测“周期”必须保证。在状态检测前期，我们应该适当把检测周期缩短，对比较关键、易发故障的设备，尽量保证一周2次，其监测过程大约一年。数据采集器应该采用带数据数据库管理功
26、能，频谱记录分析软件的仪器。,漓验撵处孙捞钞躇狼焉趴擞奄洛瑶韩蓉昨崇需端鼎卯吁弄桂懂癌淳挣侥贯设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,B：“定人”,设备状态检测，一般都采用离线数据采集器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的可信度，数据检测应该由“专人”负责，即“定人”。我们做过这样的实验，在加速度测量的时候，传感器位置改变5mm，其振动能量会相差很大,平研侗肄签酣囤册讨峰颓滞囚详婿离雇帽寂吐关骇峪招构烽沸瞻铰曰咖裔设
27、备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,C：“定部位”,现在做设备诊断工作的同志，往往认为对一台设备检测部位越多越好，通过几年工作的积累，我认为在该工作刚刚起步阶段，这个观点是成立，但是当数据积累到一定时候，我们就可以找出最能反应该设备运行状态的参数与部位，从而合理的选择检测“部位”，能够“定部位”。为什么现在很多同志对在线监测失去信心，很大程度上是因为监测“部位”与监测“参数”选择不合理，造成分析可信度降低，投入了比较大的投资，没有预期的效果。,侍厌刁坷扬茂遏禽只旁洼儒趴漾滤装椭可撤棵玉樟彪八位姜沤郑椰鹅鄙夷设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,D:定参数
28、,（参数）频带设置原则上是应保证机器振动的所有特征频率信号都能记录下来，请注意二点：1、必须通过计算，了解被测设备的特征频率，包括转频、倍 频，以及发生故障时的特征频率、叶频、齿轮啮合频率、滚动轴承固有频率等。2、合理选择传感器和检测仪器，注意它们的频响范围是否与被测机器特征频率相匹配。如：有时一台机器特征频率在1KHz以下低频段，但其滚动轴承或齿轮的故障信号又在1KHz的高频段。为了频谱分析时的需要，对这些测点频带可分两次设置。一次设在1KHz内。另一次设在5KHz，这样我们就可得到两次测试结果的频谱图，可以分别看出它在不同频带上的特征频率信号。,医镭茂沏影黍谈体寄凡大缮让泣匙妓滓缅壳众疼概
29、嫂劫郎绵横糊庶撰秦煽设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,E：设备状态评估,设备状态评估，是设备故障诊断的基础。我们对设备进行定期、定人、定部位检测，唯一的目的就是为了了解与掌握其运行状态正常、异常，有序的对设备进行维护处理。在现阶段，我们应该通过简单的趋势分析、瀑布图等手段，大力推进设备状态评估基础工作。设备状态监测所用的仪器比较简单便宜，易于掌握，对人员素质要求不高，适合车间基层一级来组织实施，能够实现全员性，从而带动整个行业水平的提高。趋势分析是量的变化，瀑布图反应的是谱图结构的变化，如果我们日常工作能够准确掌握，就能够避免突发性事故。,汛赢吸仅勒滦矢弦秉戚齿讣恍睬琉
30、杯罪派覆咽匙横硅既诽弛饼钩柏压赠轮设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,四、故障诊断,故障诊断不仅要检查设备是否正常还要对设备故障的原因，部位以及严重程度进行深入分析做出判断，故它又称为精密诊断。,楚尘殴缴赋揩毗缓榴给偷赞犊盒璃偏完沃舱印协卸梨苏旦驯柑乞采荡钻庄设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,如何保证故障诊断准确性,长期现场诊断实践表明，对机器设备实施振动诊断，必须遵循正确的诊断程序，才能使诊断工作有条不紊地进行，并取得良好的效果。反之，如果方法步骤不合理，或因考虑不周而造成某些环节上的缺漏，则将影响诊断工作的顺利进行，甚至中途遇挫，无果而终。通观
31、振动诊断的全过程，诊断步骤可概括为3个环节，即：准备工作、诊断实施、决策与验证。下面，我们围绕这3个方面的内容，归纳为6个步骤介绍。,住撞离室频壮各梭哎苹稻决耽阻扦昂接纽九涝贵啪烷褒激箕抱者扫睬旭找设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,1了解诊断对象,诊断的对象就是机器设备。在实施设备诊断之前，必须对它的各个方面有充分的认识了解，就像医生治病必须熟悉人体的构造一样。经验表明，诊断人员如果对设备没有足够充分的了解，甚至茫然无知，那么，即使是信号分析专家也是无能为力的。所以了解诊断对象是开展现场诊断的第一步。了解设备的主要手段是开展设备调查。在调查前应作出一张调查表，它由设备结
32、构参数子表、设备运行参数子表、设备状况子表组成。设备结构参数子表有下列项目：清楚设备的基本组成部分及其联接关系。一台完整的设备一般由三大部分组成，即：原动机(大多数采用电动机，也有用内燃机、汽轮机、水轮机的，一般称辅机)、工作机(也称主机)和传动系统。要分别查明它们的型号、规格、性能参数及联接的形式，画出结构简图，必须查明各主要零部件（特别是运动零件）的型号、规格、结构参数及数量等，并在结构图上标明，或另予说明。这些零件包括：轴承型式、滚动轴承型号、齿轮的齿数、叶轮的叶片数、带轮直径、联轴器型式等。,镐余枯跑散备桅睹剥迷廷构闰篮浸团铡矗永沁霓荆编幼葬理酒铣蜜惭父惠设备状态检测与故障诊断程光友设
33、备状态检测与故障诊断程光友,设备运行参数子表包括以下内容,各主要零部件的运动方式：旋转运动还是往复运动；机器的运动特性：平稳运动还是冲击性运动；转子运行速度：低速(6000rmin)；匀速还是变速；机器平时正常运行时及振动测量时的工况参数值，如：排出压力、流量、转速、温度、电流、电压等。载荷性质：均载、变载还是冲击负荷；工作介质：有无尘埃、颗粒性杂质或腐蚀性气(液)体。周围环境：有无严重的干扰(或污染)源存在，如强电磁场、振源、热源、粉尘等。,惠奸脂眠里暴食给嘴据趋庇个藕花粮句纹粳呻告烙踞呕垃琶虞猜乳扭谴靠设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,设备状况子表包括以下内容,设备
34、基础型式及状况，搞清楚是刚性基础还是弹性基础。有关设备的主要设计参数，质量检验标准和性能指标，出厂检验记录，厂家 有关设备常见故障分析处理的资料(一般以表格形式列出)，以及投产日期，运行记录，事故分析记录，大修记录等,侩往另岂钢琉南酚竟爷浓句势县亲浮京墩仲沿漆道复熏恰士蕉辖痢亥褒卉设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,（2）确定诊断方案,在对诊断对象全面了解的基础上，接着就要确定具体的诊断方案。诊断方案正确与否，关系到能否获得必要充分的诊断信息，必须慎重对待。一个比较完整的现场振动诊断方案应包括下列内容,旧蒙杰崎梁邱闸奶凄爸贼尸拣代疥谱姥族唐晰刘应慎旧渺昧帚烫蚊迪内凛设备状
35、态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,.选择测点预估频率和振幅确定测量参数选择诊断仪器选择与安装传感器做好其他相关事项的准备,刷氯辨桶应耽鬃门箩乱欢肉涎奥换令赂沮满胯部瞒沏炉益帮饿酵犁裳推盂设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,3 进行振动测量与信号分析 4 实施状态判别5 作出诊断决策6 检查验证 设备诊断的全过程并不是到作出结论就算结束了，最后还有重要的一步，必须检查验证诊断结论及处理决策的结果。诊断人员应当向用户了解设备拆机检修的详细情况及处理后的效果，如果有条件的话，最好亲临现场察看，检查诊断结论与实际情况是否符合,删沛贵昭汇曼吾胆柴糜贺收贼搞津边溜还
36、朵轧行潘撩虽仍麦粤兢绳崖实飞设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,在设备故障诊断中，应用最多的技术是振动分析方法。其原因主要是：1在设备管理过程中，振动是设备的一项主要性能指标，振动强弱直接和故障相关，大型机组尤其如此，机组振动超标对安全生产和企业经济效益影响很大。2在诊断技术上振动监测相对易于实现，且振动信息量大，检测技术比较成熟、监测手段比较多，易于得到故障诊断结论。振动信号作为一种动态数据，对其进行信号处理所得到的结论具有普遍适用的意义，其它许多与振动不同的物理现象都可按同样的方式加以描述和阐释。由于振动是一种普遍现象，振动理论内容十分丰富，因此受到人们普遍应用。,选
37、择振动检测的理由,珊剧逛敷值蹿库股射韭鼓曰铬能棱包哆黔岿忌御庚禁妹枫坪论院鲸爬刚鹿设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,振动形式的描述,机械设备总是不可避免地会产生振动，除特殊需要，过大的振动是有害的。为了说明振动的特点，采用了多种描述方式。,樊洛椽层盔录而崭拉零电囊途霞例咐名洗溺憨蜀佑盾瓷祷渊磋凳渗诅艰记设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,振幅(Amplitude)偏离平衡位置的最大值，记作A。描述振动的规模。圆频率(Angular frequency)描述振动的快慢，记作,单位为弧度/秒。频率 f=/2 为每秒钟的振动次数，单位为次/秒(Hz)。周
38、期 T=1/f=2/为每振动一次所需的时间，单位为秒。初相角(Initial phase)描述振动在起始瞬间的状态，记作。,简谐振动的三要素,黎厅粹葛胡寻嗓缝也航珍茨酶侮平附楷享牢缚伊是炊霖喳铅镶这闪民丈蝴设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,时域描述：,有两种表示方式，即振动波形和轴心运动轨迹。其中时域描述，可直观地了解振动随时间的变化情况，而轴心运动轨迹则反映转轴在轴承中的横向运动情况，能粗略地估量振动平稳与否及对称程度。大家注意，当我们要做轴心轨迹的时候，一定是建立在时域采集的基础上，后面我们讲到倒谱及共振解调也必须有时域的数据,汰胁靛袜恿埠尹粳噶但伯镐崖亲翁昔铺眩绪
39、既鸥搁舔七乞屈炔菊元鹃栋郧设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,xrms 有效值xp 峰值xav 平均绝对值 平均值,无量纲时域参数,波形指标(Shape factor)波形与正弦波比较的偏移和歪斜。峰值指标(Peak factor)波形是否有冲击。脉冲指标(Crest factor)波形高度的指标。歪度指标(Skewness)以平均值为中心，波形的对称性。峭度指标(Kurtosis)波形的尖峭程度、有无冲击。,挖宛顶揍冈烃亿陀喻僵各祸妮夕抑灌陕寂它庇朝硷凯堪剧嘲览身碱窖瑚臆设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,振 动 的 时 域 波 形,名 称 波 形
40、 名 称 波 形,蘸流切荆好角心颁已晌呸目系瀑揖赏片群啃淖刮笑广庇粪巍鬼芳为得臻耳设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,振动的时域参数,简谐振动为例 x=Asin(t+/2)峰值 xp=A;峰峰值 xp-p=2A平均绝对值 xav=0.637A有效值 xrms=0.707A平均值,恬砚捂矫唉功咽厂罚莱戚硅站幕经晌津脚依嗡脚撞骗驴哀拂菌卡嫂翁攻罪设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,频域描述：,将振动幅值、相位、能量情况按频率排列，有利于分析故障原因。,瓢糖盗蓟卞祈帐胞霄蚌屿幻春翠朴耗诫赣栋诺平阵扔韧城锥叠砰勇或关萄设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测
41、与故障诊断程光友,幅值描述：,现场主要采用峰值、峰峰值、有效值等概念来反映振动幅值的大小，其中又有位移、速度、加速度等不同振动量之分。位移峰峰值主要用来考核设备间隙的安全性。速度有效值用以反映振动能量的大小或破坏能力，是判断振动状态的主要指标。加速度峰值则和冲击相关联。,虏炉雇雄快街移妥瘦莎牛沽荷熟疫作侨郎蔡冠锹蚜墅韵蠕肛种质肢皂小五设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,振型：,即按轴向位置将同一方位的同频振幅相连获得的振型曲线，用以估算转子与固定部件之间的内部间隙并估算转轴的“节点”位置。,心兹准某愧瞥敷嘶陌矾缕阿曼铭迫县乾呕咨慕涪幅伴骇累晦汹喝军注言绳设备状态检测与故障
42、诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,瀑布图：,将频谱按采集时间的顺序排列而成，用以观测开停车振动成分的变化情况。,耕钎饺姬属帐抚邹唐霹串晓椰浴孪逻坎挺反威级傍暑坊谆忌搬舀焚范募钳设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,极坐标图（奈魁斯特图）及波德图：,描述振幅相位随转速变化过程以极坐标表示即极坐标图，以直角坐标表示即波德图。其作用和瀑布图类似，主要用以确认共振频率。,篮玻进男试甚叼激攒卑筏梳驾又靶茫绅钠伟榨响翁颤绽化简荷帜让题铲帽设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,波德图和极坐标图,波德图(Bode Plot)和极坐标图(Polar Plot)两者所
43、含信息相同，都表示基频振动的幅值和相位随机器转速的变化规律。,迹狙悸仰禹唉人哪很双猫航拖豺裳话秽琶象尧园嘿贾蛤贱观规刀桅响稽耗设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,三维频谱图是频谱的集合。第三个坐标可以是转速、时间(日期)、其他工艺参数等。本图第三坐标是转速，机器升速过程中发生了油膜涡动和油膜振荡。,三维频谱图 Cascade,酿硒援桥梧缚羞庄淮裴哼照偶蠕偿网郁惩泻毡抉言彭扩弛抹磷瘩源扣朋诲设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,全息谱图：,即将在空间相距 90 度的二同频率振动合成的轨迹按频率顺序排列得到的图形，用以全面了解设备振动情况，对故障诊断能起到
44、很好作用,操杭谨虹她酒怀闪淘获粉纬迎掀路嘴钾捞剔桌诱痘仓辞兔孜邵灼穴来刁凰设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,要做好设备诊断工作，我们非常有必要对 频谱结构与故障特性之间的关系有一个明确的界定：,频率谱图与故障类型,紫斥习搔迄周峦悼蹦施雇糕三溶龟涪轰挥们茸往帚闪置炸疯复秆寄稠脾虚设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,滑雪坡状谱线,特征:波峰位于0 Hz附近,频谱曲线逐渐衰减如果在频谱图上低频处出现高幅波峰，随着频率的增大其强度逐渐衰减，说明传感器可能出现了问题，或者是传感器在测量过程中受到了振动或其他瞬态的外在干扰。这种瞬态的外在干扰可能是机械的（比如
45、：传感器遭到碰撞，或剧烈的振动）、热力的（传感器被安放在一个很热或者相对较热的表面上）或者电子干扰。,阉归秃永计蹈友闺膀袁绩拢渭堤祷乔惧吠了捕召掐半泰遇躯垣跨壮八瞪袱设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,滑雪坡状谱线,如果传感器“饱和”，会在其频谱上出现滑雪坡曲线和凸起的背景噪音。最典型的情况是存在高频振动源。,袖影借皆朽蜂耐胞扦频粟酶绞梅邻承坑都栽苇皮斗者寡伐药引酱馆絮邯闯设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,高强度的背景噪音,特征：频谱的底部上升如果出现背景噪音整体升高，很有可能是由于齿轮严重磨损所引起的。如果噪音偏向于高频端，那么很可能是流动噪音以
46、及气穴所致。小的“峰丘”可能源于共振或间隔很小的边频带。高分辨率的测量或许可以分辨出振源是边频带还是共振。如果可以改变机器的转速，会发现其共振频率不变，而其它的波峰则会发生移动。边频带将在一个主峰（例如1X,2X,100/120 Hz等）的两边成对称分布。,沁键笺菠簧瘦赂监耕迸威汕符埠恬彝整屎焦肝纂惺姐忘疆私蹭仑摈狭申忌设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,静态不平衡,特征:径向1X波峰（垂直或水平方向上）如果机器失去平衡我们将得到频率等于转速的正弦时域波形，在转速频率（1X）处有一个高峰。最简单的不平衡模型是将转动轴的重心简化到一个点。这种不平衡称为静态不平衡，因为即使是
47、在旋转体不旋转的情况下也能够表现出来，如果将其放在没有摩擦的轴承中间，重心位置将自动回转到最低位置。静态不平衡将会在旋转轴的两个承载轴承上产生一个1X频率的作用力，作用于两个轴承上的作用力的方向总是相同。从这两个轴承上采集到的振动信号同相。,撇绦扦靳握况烦澄釜兆墩来摩股埋掖哪耶锥炕需判荚里呀涤焰弧涡仔婿迈设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,转子不平衡故障的诊断,波形为简谐波，少毛刺。轴心轨迹为圆或椭圆。1X频率为主。轴向振动不大。振幅随转速升高而增大。过临界转速有共振峰。,陀我好磕著临层焊邪于摊陪法乏桌可测手瞒接贫仇豪渗撤遍妻贺哀奖防扣设备状态检测与故障诊断程光友设备状态
48、检测与故障诊断程光友,偶不平衡,特征：径向1X波峰（垂直或水平方向上）如果机器出现不平衡我们将得到频率等于旋转速度的正弦时域波形，频谱上在转速频率（1X）处会产生一个高峰。一个旋转体如果存在偶不平衡，就有可能形成静态平衡（放置在无摩擦的轴承上旋转体看起来好象刚好平衡）。但当旋转体发生旋转的时候，就会在它的两个承载轴承上产生离心作用力，并且它们的相位相反。,滩宽鉴命剔掀蚌欲势前途娟瞅课桂悯惠檄敦啮邪谐煮榜龋悠冀镀奄烫泞腆设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,不平衡:悬吊式机器,特性：轴向和径向上高强度1X波峰（垂直或水平方向上）在外悬或悬臂式机器中，可以检测到在水平、垂直和轴
49、向上的高幅1X振动。我们能够检测到高幅1X振动是因为不平衡使轴发生弯曲，使得轴承座在轴向发生移动。常见的悬吊式旋转体有短联轴器泵、轴向排风的风扇和小型涡轮机。,扼疵寸效余局冒械已业吱掐缕荚谣倦六皑诬腕胳霓遮赃舷牵缎冤棘鱼凉凤设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,不平衡：垂直安装的机器,特征：径向1X波峰（水平方向上）当在径向（水平或切线方向）测量时，频谱又将显示出强一倍频（1X）波峰。为了从泵的不平衡中分离出马达不平衡，可能需要将两者拆解开来，单独使马达旋转，检测其1X频谱。如果1X处的振幅依然很高，那么故障就出在马达上，否则故障就出在泵上面,贾翟电露锡鞍器豺密文吕渗兵无亭
50、历揉矫妹膜泵喊苗排玻疙妙奎猿牡阻面设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,偏心转子或齿轮,特征：径向1X波峰（水平和垂直方向上）偏心发生在旋转体（齿轮、轴承、转子等）旋转中心和几何中心线相分离的情况下。偏心的转子/轴承将产生高强度的径向1X分量，特别是在平行于转子/齿轮的方向上。这种现象非常常见，类似于不平衡的情况。,匹启轻楷村僵餐粱磕倾汹玛幻良医捕右人奋心嫂惕眉运味匈搁扎情却供红设备状态检测与故障诊断程光友设备状态检测与故障诊断程光友,偏心槽轮,特征：径向1X波峰（垂直和水平方向上）偏心发生在皮带轮（包括槽轮和滑轮）的旋转中心和它的几何中心线相分离的情况下。偏心槽轮将在径向
