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1、低速SST技术 低速滚动轴承监测（1rpm例子） 特殊机械诊断 “专家诊断”,机械诊断难点的解决,低速测量SST技术 (Slow Speed Technology),常见的低速设备： 造纸机辊子、 冷却塔风扇/低速搅拌器、 一些窑体传动等。,何为低速设备？ (Slow Speed),600rpm 中速设备,某些高速设备也会出现低速振动成分，如啮合齿轮的追逐频率、泵和压缩机的振荡等。,选择600rpm作为分界点的一个原因大概是：从600rpm开始，随着机器转速的降低，振动速度值报警值也必须随之降低。 普遍可以接受的建立报警值的方法：随转速的降低报警值线性地减少。 当转速低于20rpm时，如何建立
2、振动总值报警水平还是一个现实问题，但此时应该把重点放在关注零部件上，如滚动轴承的状态。 低速机械转频上的振动幅值一般很低，通常淹没在幅值较大的高频率信号中。,为何低速设备诊断成为难点？ (Slow Speed),低速测量SST技术要求 (Slow Speed Technology),具有高灵敏度0.51.0 V/g 好的低频性能（0.1Hz） 最好温度特性 频响高于10 KHz,信号线要求：,传感器要求：,最小的电噪声； 作用于传感器上的动态力最小，如信号线低频摆动问题。,数据采集器的性能要求：,输入阶段电噪声水平低于传感器内部的电噪声，以使数据采集器对测量不加限制； 动态范围100120 d
3、B，获得这样动态范围最简单的方法是在输入阶段应用模拟积分器，并应用16位A/D变换器； 校正因使用模拟积分器造成的信号扭曲。,校正模拟积分引起的信号扭曲,SST分析方法,模拟积分,由加速度g转换为速度mm/s,统计分析,校正,从噪声成分中分离振动信号频谱 积分器使用的高通滤波将引起低频成分的消弱，因此须根据统计结果确定传感器的电噪声水平，建立门槛值（选择可信度水平为95），据此确认振动引起的分量（其值超过门槛值）。,例：一个有凸轮的低速转子系统,转速为15150rpm 加速度传感器为剪切低噪声型，灵敏度为500mV/g 分析带宽为10Hz，谱线数为400,图1 是应用SST技术得到的结果,图2
4、是直接用模拟积分得到的结果：,不使用统计分析，无法确定某个峰值是机械振动引起的还是随机噪声谱线。,数字积分不会像模拟积分那样引起信号扭曲，但是有时动态范围不足的问题又是必须考虑的：数字积分会遗漏低速振动成分。 与直接的数字积分相比，SST技术显著提高了分析信号的动态范围。,图3是使用数字积分的结果：,图4为最大频率1000Hz，1024点波形。 信号最大值为略大于1g。 16位A/D变换器自动量程设定为峰值2g。,齿轮箱测量结果,由A/D变换器引起的动态范围限制问题,减速齿轮箱，直流电机驱动 第一级齿数比为18:88，第二级17:54 输出轴转速为60rpm 使用剪切型低噪声加速度传感器，灵敏
5、度为500 mV/g,测量目的是监测低速轴1X振动，可以预见该振动很小。 图5是应用SST技术获得的频谱的一部分，分析频宽为10Hz，谱线数为400。图中可以清晰看出低速轴1.1Hz谱线。,图5 为SST频谱,显然没有出现1X振动谱线，即1.1Hz谱线。这是因为A/D变换的动态范围不足，无法检测到如此小的振动造成的。 如果仅仅依赖A/D变换来实现，则要求21位变换器，这不可能实现。,图6 是采用数字积分技术获得的频谱（没有使用SST技术）,超低速滚动轴承监测 (Shock Pulse Monitoring),设备功能： 1. 确保炉底的气密性 2. 冷却炉渣 3. 从炉底运走炉渣,发电厂煤渣传
6、送带（1rpm）,轴承外观,缺油而产生过热的轴承,传感器的独特安装 冲击脉冲传导螺栓,在轴上安装冲击脉冲传导螺栓,冲击脉冲传导螺栓,链条,油封,测试点在轴上,安装螺钉之后,- 轴承在水下运转,- 轴承外环旋转，轴静止,加油孔,改进之处,3)注意后盖的加工公差。,1) 不可是用手动加油枪，应采用专用的加油机械装置。,2) 后盖必须使用密封圈以防止水的渗入。,LR/HR = 8/-3 dBsv, 油枪加油,LR, 损坏区,HR, 润滑不良区,LR/HR = -8/-19 dBsv, 加油机加油,9号轴承,10号轴承,LR/HR = 0/-3 dBsv, 油枪加油,LR/HR = -9/-18 dB
7、sv, 加油机加油,11号轴承,LR/HR = 4/-1 dBsv, 油枪加油,LR/HR = -8/-12 dBsv, 加油机加油,Evaluated Vibration Analysis Method,振动分析专家诊断系统 (Evaluated Vibration Analysis Method),hardware,software,evaluation,EVAM,时域分析,频域分析,状态参量,冲击 1% 周期性/非周期性 瞬态 CREST KURT SKEW 波峰 峭度 歪度 因子,摩擦 0.1% 周期性/非周期性 随机噪声 NL1 NL2 NL3 NL4,周期振动 99% 强迫振动 A
8、CCELERATION 加速度 Total RMS-value of acceleration,VELOCITY 速度 Total RMS-value of velocity,振动的时域分析,冲击力的评估,单个瞬态 CREST = 4.210 KURT = -1.244 SKEW = +0.062,重复瞬态 CREST = 4.046 KURT = - 0.227 SKEW = +0.319 重复瞬态，反向 CREST = 4.046 KURT = - 0.227 SKEW = - 0.31,正弦波： CREST = 1.414 KURT = -1.500 SKEW = 0.000,A,B,趋
9、势与报警, 齿轮故障 其它冲击,ACC VEL, 不平衡 不对中 松动 磨损, 磨碰 滑动轴承,CREST KURT SKEW,NL1- 4,总量振动的评估,3-1000 Hz,mm/s RMS,轴承润滑状态的评估,良好,润滑不良,损伤,轴承运行状态评估 Code A-D,Code A 好轴承 Code B 干摩擦轴承 Code C 轴承有损伤,并开始发展 Code D 轴承损坏,轴承状态的趋势评估,EVAM 的征兆分析,征兆匹配,征兆赋值,200,Broad band RMS-value = Symptom RMS-value =,Symptoms as VALUE or COND,mm/s,EVAM 的专家诊断,特殊设备的状态监测,摇摆筛,振动筛,振动筛,监测方法：轴承SPM冲击脉冲 内侧轴承：在线监测 外侧轴承：离线监测,SPM 传感器,正常工作,颚式挤压机,停止给料,测试,正常工作,模拟量输入,振动给料机,2 min,1 min,4-20 mA,PLC,BMM,颚式挤压机,监测方法: 轴承： SPM 冲击脉冲 振动： 轴向,低速转筛,
