《设备诊断之5-震动测定及缺陷分析实务》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设备诊断之5-震动测定及缺陷分析实务（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、震动测定及缺陷分析实务,排列不良 不平衡 松动 轴承 缺陷 齿轮缺陷 磨擦(Rubbing) 气体力学 问题 流体力学 问题电动机问题 共振问题 转子 偏心,震动的原因,个别部位灰尘,材料的气泡,/ 弯曲旋转体,回转体的键,偏心旋转体,不平衡原因,力 : F = m r 2震动频率: 转数 1X 成分相位: 同相位校正方法: 在相反位置， 粘贴同一重量物体,力量不平衡(Force Unbalance),力: F = m r 2震动频率: 1X 成分相位: 逆相位校正方法: 2面平衡必要,力偶不平衡(Couple Unbalance),力 : F = m r 2震动频率: 1X 成份 行为: 0
2、-180 之间矫正方法: 2面平衡 必要,动态不平衡(Dynamic Unbalance),不平衡: 力, 偶力, 动态不平衡震动频率: 1X 成份 相位: 0-180 之间矫正方法: 2面平衡必要,悬垂转子不平衡(Overhung Rotor Unbalance),方向: 水平, 垂直 方向 0-180 差异平衡偏心转子: 减少一个方向震动 另外方向 震动会增加,偏心转子(Eccentric Rotor),震动: 轴 方向相位: 180 相位(逆相位)轴中间部位弯曲: 1X 成份联轴器附件弯曲： 2X 成份,轴弯曲(Bent Shaft),震动: 轴方向 1X, 2X 或 3X 成份相位:联
3、轴器两端180 相位(逆相位)严重角度排列不良: 多数有伴有谐波伴有少基底杂音(Noise Floor) 的干净的谐波,角度排列不良(Angular Misalignment),震动: 半径方向 1X 3X 成份相位:联轴器两端180 相位(逆相位)严重排列不良: 多数伴有谐波(4X 8X)伴有少基底杂音(Noise Floor) 的干净的谐波,平行排列不良(Parallel Misalignment),震动: 轴方向 1X 3X 成份相位: 轴承座上下, 左右 180相位(逆相位)不能以联轴器的排列或平衡，来解决震动问题,歪斜的轴承组装(Cocked Bearing Misalignment
4、),原因: 基础框架扭曲 ( )症状: 基板和混凝土基础有 180 相位差,机械方面松开(Mechanical Looseness),机械方面松动(Mechanical Looseness),原因:螺栓松动, 结构物的龟裂 症状: 发生1/2 次谐波,原因: 轴承中心线的松弛 症状: 发生 1/2 , 1/3 次谐波相位: 如更换不稳定部件的位置， 发生较大差异,机械方面松动(Mechanical Looseness),高基底杂音，显示为机械方面松动,发生次谐波(1/2, 1/3, 1/4 1/n), 发生1个以上共振，发生高频率震动,转子磨擦(Rotor Rub),修剪后平平的波形,症状:
5、伴有高次谐波(1020X RPM)过度的间隙、小的不均衡或排列不良引发大震动.,磨损/间隙问题(Wear/Clearance Problem),轴承缺陷分析实务,对轴旋转理解:,外圈进过4.6 滚珠,滚珠旋转2.02,内圈经过7.4滚珠,保护架旋转 0.38.,滚珠轴承,FFT-频谱40 kHz为止的加速度,时间波形(waveform),滚珠轴承轴承无缺陷时，仅发生滚珠和滚动槽接触的 Random noise. 白色杂音:平坦的波普高频领域为止， 包含一定的能量.,良好的滚珠轴承,轴承缺陷 初期,轴承，和外圈以毫米接触. 大部分轴承损伤是从微细裂纹(crack)发展到(Spalling)开始裂
6、纹引发冲击(35KHz以上)高频率，含有能量.轴承具有固有震动,1X 10 kHz,轴承缺陷 - 缺陷进行,时间波形,10 kHz,FFT-频谱10kHz加速度信号,缺陷的进展过程:缺陷部位变平坦 - 同时冲击脉冲小且变长， 波高率变小震动信号，冲击频率减少到10kHz.20kHz以下。滚珠要数(元件)发生振幅调制. 缺陷发展后，恶化使滚珠接触面损伤(腐蚀,侵蚀),轴承缺陷 简易诊断,滚珠轴承缺陷频率计算,D1,D2, 轴承 缺陷,3. 滚珠缺陷 需要立即采取措施 滚珠旋转频率(BSF) 和 谐波成份.,1. 外圈缺陷(Outer Race Faults) lead time 数 个月 外圈不
7、通过频率( BPFO)和谐波成份,2. 内圈缺陷 lead time 数 个月 发生内圈不通过频率(BPFI)和 旋转速度的次波,轴承缺陷 频谱 进行1,2,0,2,4,6,8,10,12,CPM ( X 1000 ),60,70,80,90,100,110,120,VdB,轴承缺陷频谱 进行3, 4,轴承缺陷频谱 进行5, 6,轴承缺陷频谱 进行7,8,润滑问题,因组装不良 或轴不均衡 ，发生排列不良,轴承外圈轴方向张力,轴承外圈排列不良,因轴承外轮松弛发生滑动 (),2x RPM,1x RPM,2x BPFO,旋转速度的 谐波,增基底杂音,Envelope spectrum,转子设置与润滑
8、缺陷,检测选择性包络线 (SED)为检测下面的检测及分析，所需的有效工具滚动轴承故障反复的冲击波Modulated Random Noise低速设备,检测选择性包络线,振幅经检波的时间波形,正如AM收音机的包络线(Envelope)以高频波传达信号.高频波(载波)仅用于传达信号.载波(carrier frequency)，通过检波，获得低频率信息.从结果上讲，通过获微弱的地频率信号(轴承的故障信号)，可分析问题.,包络线检测原理,2. Rectifying(整流)(振幅检波),3. FFT-analysis,1/3 octave or broader,Envelope spectrum(mod
9、ulating frequencies),Envelope(energy vs. time),1. Filtering(with bandpass filter),Bandpass filter,经检波振幅的时间波型(Amplitude-modulated time signal, waveform),10 kHz,500 Hz (typical for 50Hz machine),time,AM radio,检测选择性包络线,包络线分析,滚珠轴承发生，滚珠和轴承之间金属接触rotating Random Noise Random Noise:具有平坦频谱在高频领域，蕴含能量.调质随机噪音(M
10、RN)， 在整个频谱 含有次波共振领域设置包络线过滤，则有的次波振幅多增，有的次波会少增在共振领域之外，设置broad envelope filter是测定MRN的最好方法,. 10 kHz,包络线过滤范围,检测调质随机噪音包络线,wo= 0,wo 0.3 - 0.5 ws,油不稳定 通常在旋转速度的 42 %- 47 %是发生 有时会在0.3 -0.7X 发生 非动机成份,磨损 间隙问题 发生旋转速度的多数 谐波,wo= ws, 轴承,Oil Wedge(油楔),油楔的旋转速度= 比 RPM稍小,Oil Whirl的原因: 未成熟的设计, 轴承 磨损, 润滑油的增加, 因排列不良的不适当的负
11、荷轴获取力量乘在油楔上， 在轴承周围回旋. 这回转频率接近轴的临界速度时,发生Oil Whip.,Oil Whirl(旋回),润滑不足或中断 油含不纯物 轴承流入，工程介质. 过大过小的速度 过小负荷 轴排列不良 轴承密封的流体力学现象,油膜轴承缺陷,显示出1X, 2X RPM, GMFGMF1X RPM 成份,锯齿磨损齿轮共振频率,GMF 1X RPM 变大次波 成份显现磨损程度,齿轮震动频率,负荷影响,齿轮 偏心间隙游移,受负荷影响大,子波小时没有大问题,子波成份高时，齿轮偏心, 间隙游移, 轴排列不良偏心时发生齿轮速度的次波间隙游移时，随负荷增加减少GMF成份,齿轮缺陷频率,齿轮排列不良时 GMF的2次, 或高次 谐波大出现1X RPM 次波,发生齿轮 1X RPM成份齿轮共振频率. 1X RPM 次波从信号发生时间间隔为1/RPM的 Spike.,齿轮缺陷频率,NA: Assembly Phase Factor 分解公因数时的共同项,原因: 制造上缺陷 污染物进入齿轮时,齿轮相位缺陷(Gear Phase Problems),
