PDF《状态监测和故障诊断》

2 π ω ω + = = t A x v ) sin( π ω ω + = = t A x a

2 t A x ω sin = ? 振动位移 (Displacement) ? 速度 (Velocity) ? 加速度 (Acceleration) z 位移、速度、加速度都是同 频率的简谐波. z 三者的幅值依次为A、Aω、 Aω 2. z 相位关系:加速度领先速度 90?;

速度领先位移90?. x v a x v a ω 北京振通 www.sendig.com 常用的振动时域参数 ? 位移信号 峰峰值.单位为微米(?m) ? 速度信号 有效值.单位为毫米/秒(mm/s) ? 加速度信号 峰值.单位为米/秒平方(m/s2) 北京振通 www.sendig.com 振动信号的频率分析 ? 把振动信号中所包含的各种频率成分分别分解出来的方法. ? 频率分析的数学基础是傅里叶变换和快速傅里叶算法 (FFT). ? 频率分析可用频率分析仪来实现,也可在计算机上用软件 来完成. ? 频率分析的结果得到各种频谱图,这是故障诊断的有力工 具. 北京振通 www.sendig.com 各种振动波形的频谱 名称 波形频谱名称 波形频谱北京振通 www.sendig.com 精密诊断的方法 ? 频谱分析法 每种故障有其对应的特征频率.据此确定 机器的故障性质和严重程度. ? 趋势分析法、频谱趋势分析法 振动的通频幅值或特征频率幅值,随故障 的发展而增大.据此判定机器的健康状态, 并推测其寿命. 北京振通 www.sendig.com 转动机械常见故障的频率特征 强迫振动类故障自激振动类故障R: 转动频率 故障名称 频率特征 转动特征 故障名称 频率特征 转动特征 不平衡 1*R 同步正进动 油膜涡动 (0.4~0.49)*R 正进动 热弯曲 1*R 同步正进动 油膜振荡 等于低阶固有 频率 正进动 不对中 2*R 正进动 气隙振荡 等于低阶固有 频率 正进动 磁拉力 不平衡 2N*R N 为磁极对数 正进动 内腔积液 失稳前 0.5*R 失稳后为低阶 固有频率 正进动 松动1*R, 2*R 等 也有 1.5*R, 2.5*R 等 转子内阻 失稳前 0.5*R 失稳后为低阶 固有频率 正进动 齿轮故障 啮合频率等于 齿数*R , 边带频率… 径向摩擦 失稳前小于低 阶固有频率 失稳后等于低 阶固有频率 反进动 滚动轴承 外环故障… 内环故障… 滚珠故障… 轴向摩擦 失稳前小于低 阶固有频率 失稳后等于低 阶固有频率 北京振通 www.sendig.com 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. 透平 风机 TO TI 齿轮箱 1X频率(水平) 1X频率(水平) 1X频率(铅垂) 1X频率(铅垂) 轴向很小 轴向很小 北京振通 www.sendig.com 转子不对中故障的诊断 ? 出现2X频率成分. ? 轴心轨迹成香蕉形或8 字形. ? 振动有方向性. ? 轴向振动一般较大. ? 本例中,出现叶片通过 频率. 电机 水泵 PO PI MO MI 1X频率 2X频率 叶片通 过频率 北京振通 www.sendig.com 转子系统松动故障的诊断 ? 波形出现许多毛刺. ? 谱图中噪声水平高. ? 出现精确2X,3X…等成 分,最高可达16X. ? 松动结合面两边,振幅 有明显差别. 电机 水泵 PO PI 转速的精确 倍频成分 最高可出现 16X成分 噪声水平高 北京振通 www.sendig.com D ― 节圆直径 d ― 滚珠直径 β ― 接触角 z ― 滚珠数 n ― 轴的转速 滚动轴承故障的特征频率 d D β 外环故障频率 内环故障频率 滚珠故障频率 保持架碰外环 保持架碰内环

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2 n D d z f * ? = ) cos ( β

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2 n D d z f * + = ) cos ( β

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2 2 n D d d D f * ? ? ? ? ? ? ? = β cos ) (