振动监测基本常识课件.ppt

振动监测基本常识振动监测基本常识一、设一、设 备备 故故 障障 诊诊 断断 技技 术术 与与 预预 测测 维维 修修1.11.11.11.1、故障诊断与预测维修的概念、故障诊断与预测维修的概念、故障诊断与预测维修的概念、故障诊断与预测维修的概念 故故 障障：设 备 由 于 某 种 原 因“丧 失 了 应 有、规 定 的 功 能”故故 障障 诊诊 断断：判 定、分 析 设 备 故 障 的 过 程。n故 障 的 部 位：指 导 维 修n引 起 故 障 的 原 因，判 断 故 障 周 期 维维 修修 体体 制制：n事 后 维 修n计 划 维 修n预 测 维 修：趋 势 分 析、状 态 监 测n主 动 维 修：消 除 隐 患。如 用 动 平 衡 机 不 平 衡；对 中 仪不 对 中；油 液 分 析 仪 油 液 污 染21.21.21.21.2、故故故故 障障障障 诊诊诊诊 断断断断 的的的的 手手手手 段段段段 与与与与 方方方方 法法法法 机机 械械 设设 备备 故故 障障 的的 起起 因因 起 因 部 位 腐腐 蚀蚀 轴 承、液 压 系 统、燃 气 轮 机 叶 片、疲疲 劳劳 传 动 件、轴 承、齿 轮、曲 轴 过过 热热 轴 承、火 花 塞 过过 应应 力力 齿 轮 的 齿、紧 固 螺 栓 卡卡 死死 轴 承、联 轴 节 磨磨 损损 传 动 件、离 合 器、轴 承、齿 轮 污污 染染 性性 腐腐 蚀蚀 螺 旋 桨、液 压 系 统、轴 承 机机 械械 设设 备备 故故 障障 的的 前前 期期 表表 现现n振 动 过 大 n局 部 温 度 升 高n油 液 污 染 n不 正 常 音 响n过 程 参 数 变 化：压 力、应 力、扭 矩、电 参 数n表 面 形 貌 改 变：变 形、裂 纹、斑 点、色 泽 变 化3 故故 障障 诊诊 断断 的的 方方 法法 与与 技技 术术n振 动 分 析：振 动 的 程 度、振 动 的 起 因n油 液 分 析n红 外 测 温n人 工 经 验 分 析 诊 断：听、看、触 摸1.31.31.31.3、振振振振 动动动动 分分分分 析析析析 方方方方 法法法法 简简简简 介介介介 分分 析析 方方 法法n幅 值 分 析：振 动 总 值（振 动 水 平、烈 度）、变 化 趋 势、机 械 动 态 特 性n频 谱 分 析：引 起 设 备 振 动 原 因 的 具 体 分 析n相 位 分 析：共 振（相 频 特 性）、动 平 衡 分 析n波 形 分 析：振 动 总 值（峰 值、峰 峰 值）、周 期、拍 节n包 络 谱 分 析：轴 承、齿 轮4 振振 动动 分分 析析 的的 过过 程：程：问问 诊诊 监监 测测 诊诊 断断 措措 施施问问 诊诊：了了 解解 设设 备备 背背 景，景，列列 出出 可可 能能 引引 起起 振振 动动 的的 原原 因因 设 备 结 构（传 动 链 参 数，如 齿 轮 齿 数、轴 承 型 号、皮 带 轮 直 径 等）、设 备 的 动 态 特 性 等 信 息;设 备 运 行 工 况，过 程 参 数：温 度、压 力、转 速、负 荷设 备 维 修 档 案 监监 测测:确确 定定 振振 动动 分分 析析 方方 案案 测 试 的 工 况（转 速、负 荷）；测 点 位 置；测 试 参 数（振 动 位 移、速 度、加 速 度）；绝 对 振 动、相 对 振 动测 试 振 动 的 方 向（H/V/A）数 据 类 型（幅 值、频 谱、波 形）信 号 检 测 类 型：峰 值、峰 峰 值、有 效 值5 振振 动动 分分 析析 的的 过过 程：程：问问 诊诊 监监 测测 诊诊 断断 措措 施施诊 断：引 起 振 动 的 原 因 和 部 位 振 动 波 形 识 别相 关 时 差 定 位频 谱 与 倒 谱 分 析包 络 分 析频 响 特 性 与 相 干 分 析瞬 时 频 率 变 化 与 相 位 分 析模 糊、灰 色 方 法 分 析诊 断 的 专 家 系 统 措 施：给 出 结 论 继 续 运 行；还 能 运 行 多 久?维 修、检 查；部 位?6二、二、振振 动动 分分 析析 基基 础础2.12.12.12.1、机机机机 械械械械 振振振振 动动动动 的的的的 意意意意 义义义义 及及及及 其其其其 类类类类 型型型型n稳稳 态态 振振 动动周 期 振 动n简 谐 振 动n周 期 振 动非 周 期 振 动n衰 减 振 动n准 周 期 振 动n随随 机机 振振 动动稳 态 振 动非 稳 态 振 动72.22.22.22.2、单、单、单、单 自自自自 由由由由 度度度度 振振振振 动动动动 问问问问 题题题题 及及及及 其其其其 基基基基 本本本本 概概概概 念念念念 惯 性 力 阻 尼 力 弹 性 力 干 扰 力8 简简 谐谐 振振 动动 及及 其其 基基 本本 特特 性性 它 的 解 为：为 初 相 角，振 幅，为 角 频 率（固 有 频 率），令;则：当 初 始 条 件：时，:，9 周 期 峰 值 ，峰-峰 值 平 均 值 有 效值 10 有有 阻阻 尼尼 的的 强强 迫迫 振振 动动 及及 其其 特特 性性 瞬瞬 态态 解解 ，稳稳 态态 解解其 中 有 阻 尼 情 况 下 的 固 有 频 率：由于阻尼的作用，,与干扰力同频，与干扰力同频，其中：振 幅 与 有 关；当 时，发 生 共 振 现 象。放放 大大 系系 数数11 非非 简简 谐谐 干干 扰扰 情情 况况 下下 的的 振振 动动 所 以，示 为：，但 是 周 期 干 扰 力，它 可 以 表12 干干 扰扰 力力 及及 其其 引引 起起 的的 振振 动动 波波 形形 13 振振 动动 波波 形形 的的 相相 位位 问问 题题 （1 1）两个同相角简谐波形的合成(1X+2X)相位角差90角的两个简谐波形的合成。(1X+2X)14 振振 动动 波波 形形 的的 相相 位位 问问 题题 （2 2）两个同相或两个反向简谐波形的合成问题。两个波形的频率相同。同相位合成反相位合成152.32.3、振、振 动动 的的 测测 量量 常常 用用 的的 测测 量量 仪仪 器器频 谱 分 析 仪数 据 采 集 器磁 带 记 录 仪振 动 传 感 器示 波 器 测测 量量 单单 位位 及及 检检 测测 类类 型型 位移（Pk-PkPk-Pk）：适合于低频范围 速度（RmsRms,PkPk）：适合于中频段 加 速 度（PkPk）：适合于高频段16 测测 量量 单单 位位 及及 检检 测测 类类 型型17 峰峰 值值 能能 量量(gSE,Spike Energy)(gSE,Spike Energy)18 振振 动动 测测 试试 中中 常常 使使 用用 的的 传传 感感 器器振 动 传 感 器 接接 触触 式式l加 速 度 测 定 型 压 电 式 应 变 式 随 动 式l 速 度 测 定 型 动 电 式 非非 接接 触触 型型l 位 移 测 定 型电 涡 流 式电 容 式电 子 光 学 式霍 尔 元 件 式19 各各各各 种种种种 振振振振 动动动动 传传传传 感感感感 器器器器20 传传 感感 器器 结结构构及及 原原 理理 结构与原理 特性曲线 标定及其标 定系数21传传 感感 器器 的的 安安 装装 及及 其其 影影 响响1 122传传 感感 器器 的的 安安 装装 及及 其其 影影 响响2 223 测 绝 对 振 动 测 相 对 振 动 振振 动动 的的 测测 试试 方方 式式24 测测 点点 位位 置置 的的 选选 取取 三个方向 设测点 给测点位 置作记号 设备表面 的处理 尽量靠近轴承 25三、振三、振 动动 信信 号号 的的 采采 集集 与与 处处 理理3.13.1、快快 速速 富富 里里 叶叶 分分 析析(FFT)(FFT)原原 理理263.23.23.23.2、典典典典 型型型型 波波波波 形形形形 的的的的 频频频频 谱谱谱谱 简谐波形及其频谱 脉冲波形及其频谱 方波形及其频谱 简谐拍波及其频谱273.33.33.33.3、滤滤滤滤 波波波波 问问问问 题题题题283.43.43.43.4、FFT FFT FFT FFT 中中中中 的的的的 泄泄泄泄 漏漏漏漏 问问问问 题题题题 及及及及 其其其其 窗窗窗窗 函函函函 数数数数 时时 域域 波波 形形 的的 截截 取取 与与 复复 制制293.43.43.43.4、FFT FFT FFT FFT 中中中中 的的的的 泄泄泄泄 漏漏漏漏 问问问问 题题题题 及及及及 其其其其 窗窗窗窗 函函函函 数数数数 时时 域域 波波 形形 的的 复复 制制 误误 差差303.43.43.43.4、FFT FFT FFT FFT 中中中中 的的的的 泄泄泄泄 漏漏漏漏 问问问问 题题题题 及及及及 其其其其 窗窗窗窗 函函函函 数数数数 频频 域域 波波 形形 的的 泄泄 漏漏 问问 题题313.43.43.43.4、FFT FFT FFT FFT 中中中中 的的的的 泄泄泄泄 漏漏漏漏 问问问问 题题题题 及及及及 其其其其 窗窗窗窗 函函函函 数数数数 加加 窗窗 处处 理理 矩 形 窗 汉 宁 窗 海 明 窗 凯 莎 窗 三 角 窗 323.53.53.53.5、混混混混 叠叠叠叠 问问问问 题题题题 及及及及 采采采采 样样样样 频频频频 率率率率减 少 混 叠 问 题 的 方 法：提 高 采 样 频 率 对 时 域 波 形 进 行 滤 波 333.63.63.63.6、频频频频 域域域域 和和和和 时时时时 域域域域 的的的的 平平平平 均均均均 技技技技 术术术术 平均10次后的频谱未进行平均处理的频谱未进行平均处理的波形与频谱已进行平均处理的波形与频谱34