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1、第五章 设备状态的判定 与趋势分析,主讲：王林鸿教授、博士 机械与汽车工程学院,51 设备状态诊断标准,判断人是否生病的依据是标准（标准体温、标准血压、标准血糖等），同样，判断设备的运行状态的依据仍然是标准； 标准就是准则，就是判据；假如没有标准就会陷入混乱，就会善恶不分，是非颠倒；,511 振动诊断标准的判定参数,由于振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动能量则是与振动速度的平方成正比，因此，在振动诊断判定标准中，选择速度为判定参数。 很多诊断标准，如IS02372、IS03945及VDl2056（德）等采用振动速度参数； 还有一些标准，根据设备的低、高频工作状态，分别选用振幅(位移)和加速
2、度。,512 状态判定标准的分类,绝对判定标准； 相对判定标准； 类比判定标准。,1）绝对判定标准,绝对判定标准由某些权威机构颁布实施。 由国家颁布的国家标准（GB）又称为法定标准，具有强制执行的法律效力。 还有国际标准(ISO)、行业标准、企业集团标准； 这些标准都是绝对判定标准，其适用范围覆盖颁 布机构所管辖的区域。 ISO 2372 机器振动的评价标准基础 ISO 3945 振动烈度的现场测定与评定 CDA/MS/NVSH 107 轴承振动测量的判据 VDI 2056 振动烈度判据（德国标准）,2）相对判定标准,相对判定标准是对同一设备，在同一部位定期测试，按某个时刻的正常值作为判定基准
3、，而根据实测值与基准值的倍数，进行设备状态判定的方法。 由于是基于设备自身某时刻的测量值作为判定基准，所以称为相对判定标准。,3）类比判定标准,相对判定标准是建立在长期对某一设备的测量数据的基础上。若某个设备运行时间不长、或没有建立长期测量数据的基础，在对设备进行状态判定时，可以采用类比判定标准。 类比判定标准是对多台同样设备在相同条件下运行时，通过对各设备的同一部位的测量值进行相互对比，来判定设备状态的方法。,513 振动判定标准介绍,教材列举标准很多便于以后查阅，课堂讲授仅选几个有代表性的标准，目的在于了解振动标准的格式、内容、适用范围和特点； 绝对标准选讲表5-1、5-2、5-3、5-4
4、、5-6；相对标准表5-5；类比判断标准。,1旋转机械振动绝对标准,旋转机械常用的振动诊断标准有国际标准化组织颁布的ISO 2372和ISO 3945，德国标准VDI 12056，英国标准BS4675，我国国家标准GBT1l347一1989等。 这些标准在数值级别上大同小异。,表51 ISO 2372和ISO 3945机械振动诊断标准,表5-1解读,看表格，更看表注； 两个标准合一表，千万别弄混； 诊断参数为速度有效值（Vrms）； 适用范围： ISO2372：分小型、中型、大刚、大柔； ISO3945：分刚性基础、柔性基础； 评价等级：四级（A、B、C、D或优、良、可、不可）。,2.旋转机械
5、相对标准,注：1本标准的判断依据有二： (1)实际测量振动值与其初始值之比； (2)所测振动信号的 频率范围。 2标准将设备状态评判分为三个等级：“良好”、“注意”、“危险”。,实测值与初值之 比,表55 旋转机械振动诊断的相对标准,3.类比判断标准,在低频段(1000Hz)测量，其振动值大于其它大多数设备振动值的l 倍以上时，判为异常；在高频段(1000 Hz)实测振动值大于正常值的2倍以上时，判为异常； 在低频段测量，若其振动值大于其他设备的2倍以上；或高频段的振动测值大于其他设备4倍以上时，一般判为故障严重，应考虑停机修理。,52 设备状态劣化趋势分析,趋势分析属于预测技术。其目标是从过
6、去和现在的已知情况出发，分析设备的正常、异常和故障三种状态，推测故障的发展过程，有利维修决策和过程控制。,两类设备诊断模式,一类是在线故障监测诊断系统，对重要设备进行24小时的连续监测分析。 另一类模式称为点巡检制度，是采用便携式仪器，对设备进行定期的巡检，记录所测定的参数，根据在时间历程的数据进行故障判断、劣化趋势分析。 五定作业制度： 定人员、定时间、定测点参数、定测点部位、定测量仪器。,521 状态趋势分析的作用,l）检查设备状态是否处于控制范围以内（判定）； 2）观测设备状态的变化趋向或现实状况（预报）； 3）预测设备状态发展到危险水平的时间（报警）； 4）早期发现设备异常，及时采取对
7、策（决策）； 5）及时找出有问题的设备(确诊)。,趋势分析图例,图55 时域指标的趋势分析图例,趋势分析管理图 实例,图表上部：绘出诊断设备简图，并注明测点位置。 图表中部：记录的是振动速度。 图表下部：记录的是振动加速度。,绘制趋势管理图的步骤,第1步 制作图表格式 首先要编制如图56所示的表，在左上栏绘出设备简 图，标明测点。设备的规格参数是诊断的重要依据，必须 从实填写。 第2步 标明刻度 低频领域以振动速度表示，选择合适的计量单位，如 图所示的范围在0.0110cms之间，每格为0.1cm/s。 中频领域Hd及高频领域Hi以加速度g为计量单位。 第3步 填入标准值 把设备在正常状态下的
8、振值作为标准值 记入图表。当 无历史数据或经验数据以确定标准值时，可用正常状态下 的振动平均值取代。,第4步 填入判断标准 需填入报警(Caution)值Xc及危险(Danger)值Xd，当无历史数据或经验数据时，可利用第3步中在正常状态下测得的N个振值，首先计算出标准方差，然后再利用计算出报警值Xc及危险值Xd。以上报警值和危险值都必须记入图中。 第5步 按时间序列填写测定值 按规定的点检测定周期，对被监测的设备各规定测点进行设备状态参数的测取，然后将测得的值按时间序列的先后填入表格，用曲线或折线将这些数据点连接起来，构成了设备状态参数的趋势曲线。,图5-6承载信息,1月23日振动速度值突然
9、升高故障； 措施： 2月27日紧固松动的螺栓； 3月1日更换轧辊轴承； 结论：故障原因主要是轴承损坏，其次是螺栓松动（1号测点信号变化远高于2号测点）； 低速机械加速度信号反应迟钝。,522 趋势分析应用方法,即是趋势管理图中的总体测量值都是位于注意范围之内，也必须经常注意有无任何特殊的趋势。 因为设备如在正常状态下，其测点值是中间多两端少，在标准线 的上下均等，并且应是随机分布 因此，在采用了理论性的统计方法之后，对数据的不规则性的检查很有必要。,测点值分布五项检查,测点值的连接链是否够长； 测点值是否偏向标准值( )的一侧； 测点值是否多分布于注意线( )的近旁； 测点值是否具有一定的倾向
10、性； 测点值是否具有一定的周期性。 链的概念：链是由连续出现在标准值的某一侧的测点值所构成的。链的长度为连续出现在标准值一侧测点值的个数。,丰田利夫数据不规则检验方法,当测定值跑出上下管理线外时，设备一定异常。 当测定值处在上下管理线内时，未必绝对正常。 利用“链”进行判断时的几种情况： 测点值是否在标准值中心线一侧连续出现： 5点注意，7点异常（图5-7a）； 测点值是否在偏向标准值中心线一侧有数值偏多现象：10/11，16/20为异常（图5-7a）； 测点值的链是否表现出时而上升，时而下降的倾向：5点注意，7点异常（图5-7b）； 测点值的链是否具有周期性变化，注意周期长度和振幅变化。（图5-7c）；,三个不同形式 的趋势管理图,a)偏向一侧 b)有倾向性 c)周期变化,点巡检模式下的趋势预报分析,利用Excel电子表格对点巡检模式下的测量数据进行趋势预报分析。,图58 从测量数据拟合抛物线趋势公式,本章习题：,5-1， 5-2， 5-4， 5-6.,Thank you for your attention!,谢谢大家,
