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1、旋转机械状态监测与故障诊断 （精密点检）,旋转设备状态,振动检测：不平衡、不对中、机械松动、摩擦等 润滑油指标检测、铁谱分析 温度检测,设备监测诊断的目的,初级目的：及时发现故障；准确分析故障原因 终极目的：状态维修,状态维修,状态维修就是利用先进的状态监测和故障诊断技术，根据设备的运行状态制定检修计划。 避免过维修、避免故障检修 合理的备品备件库存 维修有的放矢，节约维修时间和维修成本,精密点检体系,状态维修体系,状态监测仪器 专业的人员和机构（监测诊断中心） 运行机制（闭环机制）： 周期监测 发现故障 出具报告 维修反馈 检测验证,状态监测与故障诊断仪器,离线监测仪器 在线监测仪器 精密故
2、障诊断仪器,离线监测诊断,简单便携式仪器（点检仪，振动值，简单分析） 优点：周期性大范围测量、价格便宜 缺点：单通道，测试功能简单，复杂设备复杂故障难以胜任,“小神探”系列产品一：MS400点检仪,在线监测诊断,关键机组（汽轮发电机组、给水泵、送排风机等） 网络架构 优点：实时监测，分析功能丰富，及时发现故障，实时保存故障信号 缺点：传感器安装位置以外测点无法测试,在线监测网络架构,精密故障诊断,功能强大：频谱、波形、轴心轨迹、轴心位置、启停机分析、包络解调、现场动平衡、敲击试验等 分析频率高、分辨率高：齿轮、轴承、超高速、超低速 多通道：互相关、相位比较（松动、不对中）轴心轨迹、轴心位置、启
3、停机等,本特利408,上海鸣志MS502,精密故障诊断,什么是振动,振动：自然界或社会中，某一参数随时间或大或小的变化过程 机械振动：物体在一定位置附近来回往复的运动。,振动,振动,监测对象：旋转机械,监测对象：旋转机械,监测对象：旋转机械,监测对象：旋转机械,监测对象：旋转机械,监测哪些参数,振动位移-微米（m），峰峰值，一般用于轴振动测量 振动速度-毫米秒（mm/s），有效值，轴承座振动 振动加速度-米/秒2（m/s2），有效值和峰值，用于测量滚动轴承和齿轮箱,振动位移、速度和加速度的应用,振动位移用于判断设备的约束力是否能承受，即当振动位移超过一定值时，某些部件将会损坏,故障与应力相关。
4、位移参数通常用于：滑动轴承设备，低转速设备 振动速度表明设备的疲劳程度，是设备状态评价运用最广泛的参数，有国际标准可以参照 加速度常用于高频故障的诊断，如齿轮、轴承等,振动的位移、速度、加速度,对简谐振动的位移表达式分别求一阶和二阶导数，即得简谐振动的速度和加速度表达式：,只要位移是简谐函数，则速度和加速度也是简谐函数，且与位移具有相同的频率 速度的相位比位移超前/2，加速度的相位比位移超前 简谐振动的加速度与位移恒成正比而方向相反,振动速度和加速度区别,振动位移、速度和加速度,振动位移：轴振动 振动速度：适用于不平衡、不对中、轴弯曲、松动、摩擦等故障 振动加速度：滚动轴承、齿轮箱、气蚀等,振
5、动分类,强迫振动：不平衡、不对中等等 自由振动：敲击,振动传感器比较,上海鸣志自动控制设备有限公司,振动传感器,上海鸣志自动控制设备有限公司,涡流传感器,涡流传感器应用,测量轴振动,测量转速,测量键相,振动速度传感器,振动加速度传感器,振动怎样测量,三个方向：水平、垂直、轴向 振动通过轴心 与轴承界面最少,如何测量机械振动？,（a）尽可能靠近轴承安装,(b)确信加速度计联接牢固,表面平整的要求，应除去表面的碎片、尘土和成片的油漆。,安装表面应当是真的铁磁性材料（铁、镍或钴合金）。例如，磁座的安装不应在铝面下放置铁材料而把磁座安放在铝的表面。,为避免磁性消失，不要摔或加热磁座。另一需注意的是不要
6、剥去加速度计和磁座上的螺纹。,(d)在相同位置安装相同加速度计,(e)在坚固的物体上安装加速度计,加速度计永远不要安装在机器的柔性部分，否则，频谱将因柔性部件的拍动而畸变。,加速度计永远不要在轻的结构上使用，否则，加速度计和磁座的重量将改变结构的振动行为。一般，加速度计和磁座的复合重量不能超过振动结构重量的10%。,若粗暴对待加速度计可能会使其产生不可靠的信号。因为磁座具有磁力，因此当安装加速度计到一表面时要十分注意，可以使磁座倾斜一定角度去接近安装表面来完成加速度计的安装。当分离磁座时，加速度计不应被用作杠杆来断开联接。相反，应当紧紧抓住磁座然后向一旁倾斜断开联接。,(f)加速度计的维护,加
7、速度计电缆决不能剧烈缠绕，而应该以某种方式固定防止其损坏。缠绕的或随意摆动的电缆可能歪曲被测频谱。,振动三要素,幅值-发现故障、与标准比较 频率-故障部位特征频率 相位-现场动平相位衡、大机组启停机、不对中比较、松动相位比较,振动速度标准,振动速度标准,上海鸣志自动控制设备有限公司,振动加速度标准,上海鸣志自动控制设备有限公司,企业振动标准制定,按照不同设备的运行情况制定振动速度和振动加速度标准。振动趋势才是主要关注目标。 非危害性故障：振动大但可以继续运行，可以合理制定检修计划。 危害性故障：一旦出现应该及时检修。 振动信号分析才是指导检修的科学方法。,振动的三要素-频率,频率-是指振动物体
8、在单位时间（1 秒）内所产生振动的次数，即 Hz。频率分析是故障诊断基础。 主要关注频率：a）转动轴的旋转频率；b）各种振动分量的频率；c）机器自身和基础或其它附着物的固有频率。 振动频率和机器故障的关系并不是一一对应,上海鸣志自动控制设备有限公司,振动的三要素-相位,相位是振动相对于基准位置的夹角，0360度。 主要用于汽轮发电机机组启停机、现场转子动平衡。 判断联轴器对中、连接松动,上海鸣志自动控制设备有限公司,振动的三要素-相位,上海鸣志自动控制设备有限公司,振动的三要素-相位,上海鸣志自动控制设备有限公司,简易故障诊断,不平衡故障特征：水平振动速度值大。 不对中故障特征：轴向振动速度值
9、大。 基础松动故障特征：垂直振动速度值大。 基础变形、管线应力故障特征：振动不稳定，松开螺栓后振动减小。 摩擦故障特征：振动不稳定，波动上升。,简易故障诊断,油膜失稳特征：振动不稳定、缓慢升高，间隙电压绝对值大幅减小，瓦温偏低，回油温度偏低，油膜压力偏低，油温上升振动减小等。很多情况是轴瓦标高低引起。 滚动轴承、齿轮、气蚀故障特征：振动加速度值大。,简易故障诊断,简易故障诊断,风机现场动平衡,风机现场动平衡,风机现场动平衡,风机现场动平衡,安装振动和转速传感器，贴反光纸。 启动风机测量原始振动值和相位，停机。 叶轮加试重。 启动风机测量加试重后振动值和相位，停机。 按仪器计算结果加平衡重量。
10、启动风机检验是否合格,精密故障诊断,常见谱图,刚性转子和柔性转子,刚性转子-转速低于临界转速，一般的风机、电机、泵。 柔性转子-转速高于临界转速，包括汽轮发电机组、大型压缩机组等。低速动平衡即可。,柔性转子,高点和重点,同相振动和反相振动,在一对称转子中，若两端支持轴承在同一方向的振动相位角相同时，则称这两轴承的振动为同相振动。 若两端支持轴承在同一方向的振动相位角相差 180时，则称这两轴承的振动为反相振动。,反相振动,轴心位置和间隙电压,间隙电压,电气偏差与机械偏差,振动电气偏差 ：由轴颈表面电导率、磁化、密度等引起。 机械偏差：由轴颈椭圆度、损坏、键标记、凹陷、划痕、锈斑或由转轴上的其它
11、结构所引起的。 非真实振动，在300rpm以下振动很大时，统称为幌度。,各种振动特征,共振,当部件自由振动频率与激振频率相近时形成共振。 自由振动频率：,共振案例,共振案例,共振案例,共振案例,共振案例,共振案例,滚动轴承,轴承故障,轴承故障,齿轮,齿轮,齿轮啮合频率 f=nz n转速，z齿数,齿轮啮合频率,图711 26架轧机振动频谱图,喘振与汽蚀,喘振 汽蚀：水泵壳体振动加速度大,案例,齐热一次风机振动 宝钢自备电厂油膜失稳 福建电厂给水泵转子平衡故障 福建电厂发电机磨损故障 南钢风机基础故障,故障诊断案例,背景： 2013年8月10日，晋江热电1#发电机在甩负荷后3瓦温度突然上升3度左右
12、，为了找到温度上升的原因，晋江热电邀请上海鸣志对1#发电机组轴瓦的运行状态进行测试分析。,设备参数： 单抽凝汽式汽轮机，额定功率50MW，额定转速3000rpm,故障诊断案例,分析： 从图中看，振动分量主要是、2、3倍频，尤其2倍频最高，该轴瓦轴向振动偏大，达4.62mm/s，而水平和垂直振动分别为1.72 mm/s、1.24 mm/s。说明轴瓦油膜稳定性不良或者轴瓦有轻微的摩擦出现。,故障诊断案例,原因： 油路不畅的原因很可能是在负荷变化冲击或者对中不良等情况下，轴瓦出现敲击、磨损导致轴瓦油孔堵塞引起 检修建议： 3瓦润滑油节油孔板是否有堵塞，重点检查3瓦出油孔及油楔是否存在磨屑沉积堵塞 检修结果： 3瓦润滑油节油孔板磨屑沉积；清理后设备恢复正常,案例,电厂4A BFG增压风机振动故障诊断,介质：BFG,诊断结论：转子上异物脱落,心得：不平衡故障危害性小，可以在跟踪监测下运行到合适时间进行检修。,
