1、.PAGE ：.；PAGE 49設備形狀監測與缺點診斷培訓教材上海容知測控技術目 錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc182821295 一、設備形狀監測與缺點診斷技術概述 PAGEREF _Toc182821295 h 4 HYPERLINK l _Toc182821296 1.1設備形狀監測和缺點診斷技術的產生和作用 PAGEREF _Toc182821296 h 4 HYPERLINK l _Toc182821297 1.2設備形狀監測和缺點診斷的含義 PAGEREF _Toc182821297 h 5 HYPERLINK l _Toc182821298 1.

2、3設備維修管理與設備監測診斷的關系 PAGEREF _Toc182821298 h 8 HYPERLINK l _Toc182821299 1.4振動監測診斷技術 PAGEREF _Toc182821299 h 10 HYPERLINK l _Toc182821300 二、設備形狀監測的實施 PAGEREF _Toc182821300 h 11 HYPERLINK l _Toc182821301 2.1設備根本資料 PAGEREF _Toc182821301 h 11 HYPERLINK l _Toc182821302 2.2設備監測點的選擇與標注 PAGEREF _Toc182821302

3、h 12 HYPERLINK l _Toc182821303 2.3設備監測周期確實定 PAGEREF _Toc182821303 h 13 HYPERLINK l _Toc182821304 2.4設備監測信息采集 PAGEREF _Toc182821304 h 14 HYPERLINK l _Toc182821305 三、設備振動監測和診斷的實際根底 PAGEREF _Toc182821305 h 15 HYPERLINK l _Toc182821306 3.1機械振動的分類 PAGEREF _Toc182821306 h 15 HYPERLINK l _Toc182821307 3.2簡

4、諧振動及振動三要素 PAGEREF _Toc182821307 h 17 HYPERLINK l _Toc182821308 3.3實踐振動及振動的時域目的 PAGEREF _Toc182821308 h 18 HYPERLINK l _Toc182821309 3.4振動的頻譜 PAGEREF _Toc182821309 h 20 HYPERLINK l _Toc182821310 四、數據采集 PAGEREF _Toc182821310 h 23 HYPERLINK l _Toc182821311 4.1傳感器知識 PAGEREF _Toc182821311 h 24 HYPERLINK

5、l _Toc182821312 4.2采樣 PAGEREF _Toc182821312 h 28 HYPERLINK l _Toc182821313 4.3信號處置 PAGEREF _Toc182821313 h 29 HYPERLINK l _Toc182821314 五、設備缺點根本分析方法 PAGEREF _Toc182821314 h 30 HYPERLINK l _Toc182821315 5.1時域分析 PAGEREF _Toc182821315 h 30 HYPERLINK l _Toc182821316 5.2頻譜分析 PAGEREF _Toc182821316 h 30 HY

6、PERLINK l _Toc182821317 5.3趨勢分析、多趨勢分析、頻率趨勢分析 PAGEREF _Toc182821317 h 32 HYPERLINK l _Toc182821318 5.4瀑布圖 PAGEREF _Toc182821318 h 34 HYPERLINK l _Toc182821319 5.5多時域、多頻譜 PAGEREF _Toc182821319 h 35 HYPERLINK l _Toc182821320 5.6倒譜分析 PAGEREF _Toc182821320 h 36 HYPERLINK l _Toc182821321 5.7包絡解調 PAGEREF _

7、Toc182821321 h 37 HYPERLINK l _Toc182821322 5.8長時域波形 PAGEREF _Toc182821322 h 38 HYPERLINK l _Toc182821323 5.9交叉相位 PAGEREF _Toc182821323 h 39 HYPERLINK l _Toc182821324 5.10軸心軌跡 PAGEREF _Toc182821324 h 39 HYPERLINK l _Toc182821325 5.11波德圖 PAGEREF _Toc182821325 h 40 HYPERLINK l _Toc182821326 六、設備形狀的評價

8、PAGEREF _Toc182821326 h 41 HYPERLINK l _Toc182821327 6.1絕對判別規范 PAGEREF _Toc182821327 h 41 HYPERLINK l _Toc182821328 6.2相對判別規范 PAGEREF _Toc182821328 h 45 HYPERLINK l _Toc182821329 6.3類比判別規范 PAGEREF _Toc182821329 h 45 HYPERLINK l _Toc182821330 6.4波峰要素評價法 PAGEREF _Toc182821330 h 46 HYPERLINK l _Toc1828

9、21331 6.5頻譜圖報警法 PAGEREF _Toc182821331 h 46 HYPERLINK l _Toc182821332 七、機械設備常見缺點振動監測診斷方法 PAGEREF _Toc182821332 h 46 HYPERLINK l _Toc182821333 7.1不平衡 PAGEREF _Toc182821333 h 47 HYPERLINK l _Toc182821334 7.2不對中 PAGEREF _Toc182821334 h 50 HYPERLINK l _Toc182821335 7.3機械松動 PAGEREF _Toc182821335 h 52 HYPE

10、RLINK l _Toc182821336 7.4滾動軸承缺點 PAGEREF _Toc182821336 h 53設備形狀監測與缺點診斷技術概述1.1設備形狀監測和缺點診斷技術的產生和作用有三個方面的要素成為設備形狀監測和缺點診斷技術產生、開展并廣泛運用的驅動力，即：流程工業消費的現實需求、測試診斷技術和儀器的開展完善和國家有關的政策。首先，設備形狀監測和缺點診斷技術的產生和開展是企業實踐需求的結果，主要是設備的平安性、維修本錢的壓力。20 世紀60 年代以來，隨著電子技術和計算機技術的快速開展，工業消費越來越現代化。設備和消費朝著大型化、高速化、自動化、延續化、智能化、環?；确较蜷_展。一

11、方面設備更加精細復雜，許多缺點很難靠人的感官發現，而且有些設備精細復雜，不允許隨意解體檢查；另一方面設備突發性事故呵斥的損失越來越大；三是設備的維修本錢占總的消費本錢越來越大。所以追求設備的高可靠性和最合理的維修方式是企業設備工程管理的必然選擇。從技術背景方面看，20 世紀60 年代是計算機技術、電子丈量技術和信號處置技術飛速開展的年代，FFT 算法言語的出現，把信號處置分析技術從硬件到軟件，推向了全新的高度。此外可靠性工程、零部件失效機理的研討等，都為設備形狀監測和缺點診斷技術的產生和開展發明了有利條件。20 世紀70 年代以后，設備形狀監測和缺點診斷技術在興隆國家得到了快速推行和開展，特別

12、是美國、英國、日本、德國等國家。中國從80 年代初期開場引進并運用設備診斷技術，20 年來,此項技術在中國各個行業得到了快速運用和開展，也遭到中國政府的注重。李鵬總理在1986 年7 月2 日“第二次全國設備管理、維修任務座談會上指出，“應該從單純的以時間周期為根底的檢修制度，逐漸開展到以設備的實踐技術形狀為根底的檢修制度。 這就要求我們采用一系列先進的儀器來診斷設備情況，經過檢查診斷來確定檢修的工程。顯然，設備的形狀監測與缺點診斷是現代化管理的技術根底。當前我國的設備維修體制，已開場從早期的事后維修和長期的按方案維修體制，過度到現代的、具有預知性的視情維修或稱形狀維修階段。在企業推行設備形狀

13、監測和缺點診斷技術，可以到達以下目的/作用：1 保證設備平安運轉，防止突發事故；2 保證設備任務精度，提高產質量量；3 實施預防維修/按形狀維修，節約維修費用；4 防止因設備事故呵斥的環境損壞和其他危害；5 給企業帶來較大的間接經濟效益。1.2設備形狀監測和缺點診斷的含義設備形狀監測和缺點診斷是設備診斷中的兩個過程，兩者既有親密聯絡又有區別。1.2.1 設備形狀監測的含義不斷獲取設備在運轉中或相對于靜態條件下的形狀信息，經過對這些信息的分析和處置，并結合設備的歷史情況，來定量地掌握設備的技術形狀,預測設備壽命，為設備運轉和按形狀維修提供技術根底。設備形狀信息的獲得有很多種方法，其中振動監測和診

14、斷技術是目前較普遍采用的方法之一。機器內部發生異常時，普通都會伴隨著出現異常振動、聲音和設備性能的變化。經過對機械振動信息的丈量和分析，往往可以不停機或不解體設備就可以對設備劣化的部位和缺點的性質做出判別。由于振動測試的技術和儀器都比較成熟，在企業中得到了廣泛的運用，產生了大量的經濟效益和社會效益。1.2.2 設備缺點缺點是個非常廣義的概念。簡單地說，設備缺點就是設備系統或其中的元件/部件喪失了規定的功能。與缺點意義相近的還有一個叫“失效的概念。失效通常指的是不可修復的對象；缺點指的是可以修復的對象。為了對設備缺點以更清楚地了解，參考圖1-1， 圖1-1 設備缺點的含義Ts：為設備缺陷開場出現

15、時間點；Td：為設備缺陷可以被檢出時間點；Tf：為設備缺點發生時間點； Tb：缺點停機時間點。設備缺陷剛開場出現時，由于檢測技術程度和儀器儀表等要素限制往往難以發現；Td 實際的位置那么取決于能否對設備進展了監測、監測的技術手段和方法、監測人員的素質和才干等等。實踐上設備監測的主要義務就是盡早檢測出缺陷，并作好從Td 到Tf 之間的監測任務。由圖1-1可知，假設設備因性能下降到表現為產量減少或者產質量量下降時，就以為設備缺點曾經發生，見圖中性能臨界點。設備缺點出現后，假設不采取一定措施，設備性能往往將迅速下降，直到缺點停機或發生設備事故。1.2.3 設備缺點的分類設備缺點的分類方法很多，從設備

16、壽命周期看設備缺點，可以分為兩類：先天性缺點是由于設計、制造不當呵斥的設備固有缺陷引起的缺點。對于此類缺點必需經過技術改造來改良設備性能。常見的先天性缺點有動態性不良，運轉時發生迫振、自振或任務轉速落入臨界轉速區；存在應力集中；運轉點接近或落入非穩定區；零部件加工制造不良，精度不夠；零部件材質不良，強度不夠；轉子動平衡精度不符合技術要求等等。運用性缺點是由于安裝維修、運轉操作、設備自然劣化等要素引發的缺點。安裝維修方面的主要緣由有安裝不當；零部件錯位；軸系對中不良熱膨脹思索不夠；機器幾何參數如配合間隙、過盈量及相對位置調整不當等等。運轉操作方面的緣由主要有機器在非設計形狀下運轉；轉子部分損壞或

17、結垢、焊縫開裂、部件零落；工藝參數不當介質的溫度、壓力、流量、負荷，機器運轉失穩；光滑或冷卻不良；啟動、停機或升速過程操作不當，暖機不夠，熱膨脹不均勻，或在臨界區域停留過長等。設備劣化方面的主要緣由有機器長期運轉，零部件磨損、點蝕或腐蝕；配合面受力劣化、產生過盈缺乏或松動；轉子撓度增大；機器根底沉降不均勻、機殼變形等；機器根底受損，根底的根底軟化等。對于此類缺點，要研討現有管理規程、操作規程、光滑規定能否合理，要改良不合理的規程、還要研討優化消費工藝和設備運轉方式。嚴厲來講，設備的先天性缺點是人為要素缺點，它除了與設計制造者的程度、責任心有關外，還受科學技術開展的階段性制約。設備投入運轉后，精

18、心操作和日常管理成為最主要的人為要素。1.2.4 設備缺點方式從可靠性的觀念看設備缺點方式有六種，如圖1-2。方式A 是典型的浴盆曲線。方式B 和方式F 是“半浴盆曲線，方式B 設備投入運用后缺點率固定或是略增趨勢而后進入磨耗期；方式F 具有高的早期的缺點率，而后降到一個固定程度或是略增趨勢。方式C 設備顯示出缺點率隨時間緩慢增長而沒有詳細的耗損期。方式D 表示開場時缺點率低而后快速增長到一個固定程度。方式E 那么表示缺點率不隨時間變化。民用航空業的研討闡明，僅4%的產品符合方式A，2%的符合B，5%的符合C，7%的符合D，14%的符合E，并且不少于68%的符合方式F(其它的工業部門不一定與飛

19、機的缺點分布一樣，但隨著設備的日趨復雜，越來越多的產品符合方式E 和F)。圖1-2 設備缺點方式這些研討數據證明了以下的觀念是錯誤的，即：“設備的可靠性與其運轉時間之間總是存在著某種聯絡，因此，翻修越頻繁，設備越少出缺點。實際也證明了上述觀念是不正確的。除非與設備運轉時間有關的缺點方式占主導位置，否那么，定期翻修或改換無助于改善復雜產品的可靠性。由設備各種缺點方式可知，設備能否可靠地任務與設備工齡之間沒有必然的聯絡。設備在服役期中，較少的時間內處于缺點高發期早期缺點和磨耗期缺點，更多的時間是處于偶發缺點期。在不同的缺點期，設備管理和檢測診斷任務的重點有所不同。對早期缺點，可以經過運轉實驗、變卦

20、設計、改善安裝來減少、消除。偶發缺點率高是不正常景象應深化研討各種病癥、清查分析設備缺點緣由，制定相應對策和措施。在設備磨耗期，應防止不測突發缺點。要加強全員設備管理TPM，廣泛運用各種設備監測和診斷技術手段，了解掌握設備運轉趨勢，進展劣化傾向管理和缺點診斷。1.2.5 設備缺點診斷含義簡單的說，設備缺點診斷就是給設備看病。指在設備運轉中或者在根本不解體設備的情況下，對設備缺點的性質、緣由、部位、程度等進展識別診斷，并提供維修維護措施。在技術手段和儀器遠遠不如如今豐富和方便的情況下，人們將設備缺點診斷分為簡易診斷和精細診斷兩個層次。簡易診斷：即設備的“安康檢查。詳細實施時，往往監測設備的某一個

21、或某幾個特征量，根據量值的范圍判別設備是正常還是異常。假設對設備進展定期或延續監測，便可以得到一些有規律的東西，即特征量的變化趨勢，并借此進展預測/預告。簡易診斷的作用是監測和維護，目的是對設備的形狀作出迅速而有效的概括和評價。對于振動監測來說，主要是經過一些簡易的測振儀測取振動信號的一些時域目的，經過這些目的的變化來初步地判別設備的形狀，做一些簡單的分析、判別。精細診斷：是在簡易診斷根底上更深層次的診斷，通常需求更多的信息。目的是判別缺點的性質漸進性/突發性、緣由不平衡/不對中、部位電動機/風機、軸承/齒輪、程度普通缺點/嚴重缺點等，并為設備檢修提供決策根據。往往需求很專業的人員運用很昂貴的

22、儀器來進展這項任務。設備簡易診斷和精細診斷的區別和關系可以用圖1-3 表示。圖1-3 設備簡易診斷和精細診斷隨著電子技術、計算機技術、網絡與通訊技術及數據庫技術的飛快開展，信息化在企業的逐漸實施，這種方式顯然曾經不能滿足企業運營管理的需求，因此目前國內的企業紛紛進展設備形狀網絡化系統的實施和運用。這種設備形狀網絡化系統經過對設備形狀信息的積累和共享，使得設備形狀的監測和診斷更容易，在降低企業維修費用的同時，也為企業積累了可貴的設備形狀信息資源。1.3設備維修管理與設備監測診斷的關系設備維修閱歷了由事后維修、定期維修、預防維修到按形狀維修的演化過程。企業設備點檢和形狀監測的實施，對維修方式的進化

23、起到了宏大的促進作用。如今隨著企業的信息化改造和信息技術的開展，設備點檢監測和診斷任務曾經/正在融入設備維修管理系統、設備管理信息系統、企業資產管理系統EAM等，成為設備管理中最重要的信息設備形狀信息。目前很多企業都在實行的定期維修僅適宜于損耗性缺點。按閱歷確定的定期維修，往往呵斥過維修或欠維修。定期大修至少有3 種不良后果：定期維修添加設備的總體缺點率。有許多事例，本來很穩定的設備，經過維修反而出現許多缺點。由于對于穩定的系統而言，維修就是一種干擾。特別是對于精細設備定期維修只能添加缺點率。定期大修浪費大量人力、物力。根據統計，大修中有4050%的費用被浪費了。由于有許多被維修設備完全處于良

24、好形狀。定期大修使設備的壽命減少。對于精細設備，零部件很多，各種零部件的銜接特別結實，每次拆、組、裝都要損傷一些零部件，使零部件遭到沖擊，使設備整體壽命下降。近年來，基于設備形狀監測和缺點診斷技術開展起來的設備按形狀維修是維修方式的革命。這種維修的特點是：不規定設備的修繕周期，而是實時掌握、不斷積累設備的形狀信息，預測設備的劣化趨勢和剩余壽命，根據詳細情況制定不同的維修措施。這種維修方式的目的努力于：經過早期探測缺點征兆，及時消除隱患，從而減少非方案檢修；根據機器形狀確定檢修內容，提早作好預備，從而縮短停機檢修時間；根據機器異常的緣由和部位，指點檢修，從而防止過剩維修；經過改善機器性能，提高可

25、靠性，從而延伸設備運用壽命；經過發現異常工藝參數，及時處置調整，從而優化運轉操作等等。設備維修戰略主要有：預防維修也稱為定期維修、按形狀維修也稱預測維修、自動維修也稱為改善性維修，或基于缺點根源的維修。以以上三種維修戰略為主，構成了可靠性維修RCM 或稱之為RBM的根本框架見表1-1。表1-1 設備可靠性維修根本框架有效的常規檢查及對于零部件磨損的監控是非常必要的。某些情況下，配置備用機組也是必需的。對于流程消費關鍵消費設備來說，事后維修是絕對不可取的。1.4振動監測診斷技術1.4.1 振動監測診斷技術概述振動監測與診斷技術是普遍采用的根本方法，由于振動的實際、丈量方法和測試儀器都比較成熟，且

26、簡單易行。另外，據統計70%的機械缺點可以從振動丈量中檢測出來。一臺設計和安裝都很好的機器，運轉時應該是很平穩的。但當機器磨損、根底下沉、部件變形時，機器的動態性能開場出現各種細微的變化：軸變得不對中，部件開場磨損，轉子變得不平衡，間隙增大。一切這些要素都在振動能量的添加上反映出來。因此，振動加劇經常是機器要出缺陷的一種標志，而振動是可以從機器的外外表測到的。過去，設備工程師根據閱歷靠手摸、耳聽來判別機器能否正?；蚱淙秉c能否在開展。但如今機器越來越精細復雜，許多警告性的振動出如今高頻段，只需用儀器才干檢測出來。例如，對旋轉機械旋轉機械廣泛運用于石化、電力、冶金、煤炭、核能等行業，旋轉機械種類繁

27、多，有汽輪機、燃氣輪機、離心式緊縮機、發電機、水泵、水輪機、通風機以及電動機等。這類設備的主要部件有轉子、軸承系統、定子和機組殼體、聯軸器等組成，轉速從每分鐘幾轉到幾萬轉的缺點診斷，是在獲取機器的穩態數據、瞬態數據以及過程參數和運轉形狀等信息的根底上，經過信號分析和數據處置提取機器特有的缺點癥兆及缺點敏感參數等，經過綜合分析判別，確定缺點緣由，做出符合實踐的診斷結論，并提出治理措施。日常監測中記錄的普通是機器正常時的波形和頻譜及其它工藝量等，而當機器的缺點在開展的時候，機器的動態過程以及機器零件上的一些作用力也隨著變化，從而影響機器的振動波形和頻譜的圖形。經過對振動信號和其它相關信號的丈量和分

28、析，我們可以判別設備的形狀、預測趨勢、進展準確的診斷，從而為備品備件和維修方案的制定提供科學根據。根據監測方式的不同，普通將振動丈量儀器分為離線監測儀器和在線監測系統兩大類。采用離線監測儀器進展設備監測，需求點檢人員按照確定的設備、測點、參數以及周期進展延續的數據采集，為后續的分析提供詳實的設備振動信息。在線監測分析系統會自動、延續的采集設備相關信息包括振動和其它過程量信息，我們只需進展后續的數據分析。能否采用在線監測的方式取決于如下一些要素：1機組運轉的關鍵性；2機組忽然停機呵斥的損失；3災難性破壞的損失費用；4監測系統的費用。下一章節講的是設備形狀監測的詳細實施。即確定適宜的監測方案。設備

29、形狀監測的實施設備形狀監測的完好流程包括：1確定監測設備；2搜集設備的根本資料；3確定設備的監測方案確定測點、確定丈量定義即采集參數、確定監測周期、確定點檢道路；4根據確定的方案建立點檢方案；5向儀器下達方案；6現場采集數據；7回傳數據至計算機軟件中進展分析。根據多種要素普通將設備分為A、B、C三類。A 類設備：即關鍵設備1關鍵性、無備用的設備，這些設備的不測停機或缺點，將快速影響消費和運營次序并呵斥艱苦消費損失和其他損失；2一旦發生缺點，將危及人身、平安和環境的消費設備；3維修或修復費用高、周期長的設備；4大型、精細消費設備。B 類設備：指主要設備1有備用機組的關鍵性消費設備；2部分消費具有

30、較大影響的設備。C 類設備：普通設備1發生突發性缺點對消費影響不大的設備；2構造簡單，維修方便，發生缺點可以很快恢復消費的設備。A、B 類設備需求專職設備監測人員和消費車間共同作好監測及診斷任務，并逐漸實現按形狀維修；C 類設備可以采用事后維修方式，但也要作好點檢任務。確定好受控設備后很重要的是搜集設備的根本資料以及確定設備的監測方案，然后按照確定的方案采集數據、進展分析。2.1設備根本資料設備根本資料主要包括設備根本信息、設備圖片傳動簡圖、部件信息、設備圖紙等技術檔案及設備缺點記錄、檢修記錄、備件改換記錄等其他設備信息。詳細為：1 設備根本信息：設備稱號、類型、設備編號、重要等級、轉速、功率

31、、監測方式等。2 設備圖片：為了確定振動監測點、以及后續數據分析的方便，必需拍攝設備圖片或建立設備主要部分的傳動構造圖。3 部件信息：有了完好清楚的部件信息，包括軸承型號、齒輪齒數、葉片數、帶輪直徑等，系統可以自動計算出缺點特征頻率，利于快速判別設備缺點緣由及部位。4 主要技術檔案資料：包括設備的圖紙、主要設計參數、質量檢驗規范和性能目的、廠家提供的有關設備常見缺點分析處置的資料普通以表格方式列出都可以以文檔的方式掛入相應的設備下面。5 設備缺點記錄。掌握設備曾經出現過的缺點情況，對于研討該設備的缺點機理、分析掌握其運轉形狀及建立專家診斷系統都有重要意義。對于主要設備缺點要及時、詳盡記錄，并于

32、設備監控數據對照分析。 設備檢修記錄和備件改換記錄。掌握設備檢修情況、檢修精度以及備件改換情況等，對于判別設備形狀、分析設備缺點至關重要。2.2設備監測點的選擇與標注1監測點選擇測點最好選在振動能量向彈性根底或系統其他部分進展傳送的地方。對包括回轉質量的設備來說，建議把測點選在軸承處或機器的安裝點處。也可以選擇其他的測點，但要可以反映設備的運轉形狀。在軸承處丈量時，普通建議丈量三個方向的振動。鉛垂方向標注為V，程度方向標注為H，軸線方向標注為A，見圖2-1。圖2-1 監測點選擇2 振動監測點的標注1臥式機器這個數字序列從驅動器非驅動側的軸承座賦予數字001 開場，朝著被驅動設備，按數字次序陳列

33、，直到第一根軸線的最后一個軸承。在多根軸線的(齒輪傳動)機器上，軸承座的次序從驅動器開場，按數字次序繼續沿著第二根軸線到被驅動器往下陳列，接著再沿著第三根軸線往下陳列，直到機組的末端為止。常見的幾種標注方法見圖2-22-4。圖2-2 振動監測點的標注圖2-3 振動監測點的標注圖2-4 振動監測點的標注2立式機器 遵照與臥式機器同樣的商定。3現場機器測點標注方法機殼振動測點的標注可以用油漆標注，也可以在機殼上粘貼鋼盤來標注振動測點，最好采用后一種方法標注。采用鋼盤時，機殼要得到很好的處置。鋼盤規格為厚度5mm，直徑30mm，用強度較好的粘接劑粘接，以保證良好的振動傳送特性。2.3設備監測周期確實

34、定振動監測周期設置過長，容易捕捉不到設備開場劣化信息，周期設置過短，又添加了監測的任務量和本錢。因此應根據設備的構造特點、傳動方式、轉速、功率以及缺點方式等要素，合理選定振動監測周期。當設備處于穩定運轉期時，監測周期可以長一些；當設備出現缺陷和缺點時，應縮短監測周期。在確定設備監測周期時，應遵守以下原那么；1 新裝設備或大規模維修后的設備運轉初期，周期要短如每天監測一次，待設備進入穩定運轉期后，監測周期可以適當延伸。2 監測周期應盡量固定。3 對點檢站專職設備監測，多數設備監測周期普通可定為每周1-3次；剛開場進展設備監測時，監測次數可以多一些，以積累設備的初始數據，以后可以適當延伸。4 實測

35、振動值接近或超越該設備報警規范值時，要縮短監測周期。假照實測振動值接近或超越該設備停機值，應及時停機安排檢修。假設因消費緣由不能停機時，要加強監測，監測周期可縮短為1天或更短。2.4設備監測信息采集2.4.1 振動監測參數的選擇描畫振動與描畫運動一樣，有位移、速度和加速度三個參數。其中，位移參數對低頻振動敏感，加速度參數對高頻信號敏感，而速度參數居其中。這就決議了我們在進展低頻類缺點及低速設備的監測和診斷時，應選取位移參數。在進展高頻類缺點如軸承、齒輪箱缺點及高速設備的監測和診斷時，應選取加速度參數，而在進展通頻監測時，往往選取速度參數。國際振動烈度規范就是以速度有效值為根據。容知的軟件和儀器

36、支持同一測點下多個采集參數S、V、D的設定以及頻段的自在設置，這為后續分析提供了盡能夠全面地數據。2.4.2 振動監測中的幾個“同為保證丈量結果的可比性，在振動監測中要留意做到以下幾個“同：1丈量儀器同；2丈量儀器設置同；3測點位置、方向同；4設備工況同；5背景振動同。并盡量由同一個人丈量。2.4.3 振動數據采集應嚴厲按監測途徑和監測周期對設備進展定期監測。采集設備振動數據時，還需求同時記錄設備的其他過程參數：如溫度、壓力和流量等，還包括人的五感察看到的設備情況，以便于比較、趨勢分析以及綜合的來判別設備的形狀。設備監測人員要及時回傳數據；對存在疑義的數據記錄，要及時核準，刪除錯誤數據；及時分

37、析處置丈量數據。 設備振動監測和診斷的實際根底3.1機械振動的分類機械振動，從物理意義上來說，是指物體在平衡位置附近來回往復的運動。機械振動表示的機械系統運動的位移、速度、加速度量值的大小隨時間在其平均值上下交替變化的過程。從不同角度來調查振動問題，對振動進展分類：按振動規律 簡諧振動 周期振動 復雜周期振動 確定性規那么振動 準周期振動 非周期振動機械振動 瞬態振動 窄頻帶隨機振動 隨機振動 平穩隨機振動 寬頻帶隨機振動bvg 非平穩隨機振動這種分類，主要是根據振動在時間歷程內的變化特征來劃分的。大多數機械設備的振動類型是周期振動、準周期振動、窄頻帶隨機振動和寬頻帶隨機振動以及幾種不同類型振

38、動的組合。其中，周期振動和準周期振動屬確定性振動范圍，由簡諧振動和簡諧振動的疊加構成。設備在實踐運轉中，其表現的周期信號往往淹沒在隨機振動信號中。假設設備缺點程度加劇，那么隨機振動中的周期成分加強，從而整臺設備振動增大。因此，設備振動診斷的過程，就是從隨機信號中提取周期成分的過程。幾種振動信號的時域波形如以下圖所示， 其中簡諧振動可用確定的時間函數來表達，可確定任何瞬時的振動值，是最簡單的周期振動。復雜周期振動實踐中最常見的振動方式，可看成是由一系列簡諧振動的合成。瞬態振動普通將繼續時間短，有明顯的開端和終了的信號稱為瞬態信號。如碰撞構成的激振力信號。隨機振動無法用確定的時間函數來表達，不能預

39、測它未來任何瞬時值，只能用概率統計方法進展分析。按產生振動的緣由機器產生振動的根本緣由，在于存在一個或幾個力的鼓勵，不同性質的力激起不同的振動類型。自在振動：即系統只受初始鼓勵產生的主振動。受迫振動：在繼續不斷的周期力鼓勵下系統的振動，當設備存在不平衡、不對中、不同心、摩擦、過大間隙等缺點時，常呵斥這種振動。自激振動：在沒有外力作用下，只是由于系統本身的緣由所產生的鼓勵而引起的振動，如油膜振蕩、喘振等。這是由于系統在遭到初始鼓勵后，將繼續作用的能源轉換成周期作用的能源，從而維持或開展系統的振動。例如鐘擺、電鈴鈴錘振動、樂器、呼吸、心跳以及油膜渦動、喘振、機翼顫振密封產生的氣動力引起的振動等等。

40、4參變振動：由于系統的物理參數剛度為主發生變化引起的振動。例如主剛度不相等的彈性軸轉動時，轉子撓度將周期變化。還有齒輪齒接觸剛度的變化、滾動軸承滾珠與滾道的接觸剛度的變化引起的振動等。因機械缺點而產生的振動，多屬于受迫振動和自激振動。按振動頻率機械振動頻率是設備振動診斷中一個非常重要的概念。我們經常要分析頻率與缺點的關系，要分析不同頻段振動的特點。按頻率的高低，通常將振動分為三種類型，如下表所示：振動類型頻率范圍實例低頻振動f1000Hz齒輪、軸承振動3.2簡諧振動及振動三要素簡諧振動是機械振動中最根本、最簡單的振動方式。 對施加的鼓勵力延續呼應 在恒速運動的記錄紙上記錄質量塊的運動如下圖的彈

41、簧-質量塊系統，在外力作用下，質量塊將做上下的運動。假設將一只鉛筆固定在這個作往復運動的質量塊上，然后將記錄帶接近它，這時質量塊的振動呼應就會被記錄下來，記錄的波形即為位移隨時間的變化規律。質量塊的運動即為人們常說的簡諧運動。從數學的角度來論述，簡諧運動的構成如以下圖所示：勻速圓周運動的投影即為簡諧運動，其位移D與時間t的關系可以用正弦曲線表示為：Dt=Asin(2/T)t+公式中：A 最大振幅，偏離平衡位置的最大值，又稱峰值，2A稱為峰-峰值，單位為mm或m；T 振動的周期，即再現一樣振動形狀的最小時間間隔或完成一次振動所花的時間，單位為s； 振動的初相位，描畫振動在起始瞬間的形狀，單位為r

42、ad；振動周期的倒數稱為振動頻率f，描畫振動的快慢，即f=1/T，每秒鐘的振動次數，單位為Hz。如T=0.1s，那么f=1/T=10Hz，即每秒鐘振動十次。所以周期T越短，頻率f越高，振動得越快。以上的振幅、頻率和相位即為簡諧運動的三要素，可以獨一地描畫振動。振動幅值表征機械振動的強度和能量，是評價機器形狀的主要參數。對振幅值有不同的描畫方法，通常以峰值、峰峰值和有效值來表征。頻率是振動的重要特征之一。不同的構造、不同的零部件、不同的缺點源，會產生不同頻率的機械振動，所以頻率的分析將成為進一步了解設備形狀的重要工具后面的振動頻譜分析會作更詳細的講述。而相位是機器某一部分的振動與另一部位振動的相

43、互關系，與頻率一樣，都是用來表征振動特征的重要信息。普通用來做輔助診斷。用雙通道數據采集器采集數據是最方便的測試相位的方法。實踐中關注的往往是兩個同頻率的信號的相位差。3.3實踐振動及振動的時域目的 實踐振動信號比較復雜，往往是多個信號疊加的結果。如以下圖所示：實踐振動信號在實踐的振動分析中，工程師們不斷在努力于尋覓一些簡單的參數用來判別設備形狀，例如：振動位移、速度或加速度的峰-峰值、峰值、均方根值即有效值Xrms等。這些簡單的參數可用于識別設備形狀、報警以及進展設備的劣化傾向分析、進展形狀預測等。實踐監測中用得最廣泛的參數為：位移峰-峰值，速度有效值、加速度有效值，容知軟件的數據列表區中丈

44、量值即分別為以上三個參數，直接對應趨勢分析中的總值目的。這些常規的幅值域參數通常稱為有量綱參數，詳細的有量綱參數及其計算公式如下：3.3.1 有量綱參數均值 ； 平均幅值 方根幅值 ； 均方根值 亦即“有效值 有量綱參數中的均方根值即有效值Xrms表征了振動的破壞才干，是衡量振動能量大小的量。普通的振動測試都是用有效值來描畫。國際“振動烈度規范ISO2372、ISO3945等皆采用振動速度有效值來度量。實踐運用規范時要留意，不同的規范選用的參量s、v、a和目的都不盡一樣。 對于簡諧振動來說，其各個參數的計算如下： 以上有量綱參數雖然會隨著缺點的開展而上升，但也會因任務條件負載、轉速的變化而改動

45、，因此，有量綱參數有其運用的局限性，即要盡量保證在一樣的條件下測試數據。改善的方法是引入無量綱參數，即所謂的歸一化處置。歸一化之后的參數與機器任務條件的關系不大，而對缺點足夠敏感。3.3.2 無量綱時域目的另有裕度目的：，其中的Xmax等同于Xp峰值，X r為方根幅值。平均絕對值Xav即為平均幅值。峭度目的、裕度目的、脈沖目的對脈沖類缺點比較敏感，特別是當缺點早期發生時，他們有明顯添加；但上升到一定程度后，隨著缺點的逐漸開展，反而會下降，闡明他們對早期缺點有較高的敏感性，但穩定性不好。普通來說，均方根值即有效值rms的穩定性較好，但對早期缺點信號不敏感。所以，為了獲得較好得效果，經常將他們同時

46、運用，進展多趨勢分析，以兼顧敏感性和穩定性。3.4振動的頻譜3.4.1 頻譜根本概念實踐的振動往往由多個不同的信號組合而成，非常復雜。時域波形顯示了機器的實踐振動形狀。對于某些缺點，其時域波形具有明顯的特征，可以直接察看出周期振動信號、短脈沖信號等，但對時域波形進展分析比較困難，無法深化了解設備的真實形狀。這是由于信號的時域描畫只能反映信號的幅值隨時間的變化情況，除只需一個頻率分量的簡諧波外普通很難明確提示信號的頻率組成和各頻率分量的大小。例如，以下圖是一受噪聲干擾的多頻率成分周期信號，從信號波形上很難看出其特征，但從信號的頻譜圖上卻可以判別、并識別出信號中的幾個周期分量和它們的大小。信號的頻

47、譜代表了信號在不同頻率分量處信號成分的大小，它可以提供比時域信號波形更直觀，更豐富的信息。頻譜給我們提供了另外一個察看設備形狀的工具。受噪聲干擾的多頻率成分周期信號波形和頻譜振動頻譜是振動幅值隨振動頻率而變化繪制出來的振動曲線圖。信號從時域到頻域的轉換是基于傅里葉的如下實際，即：“現實當中的任何正弦波形都能組合產生另一個比較復雜的波形，相反，現實當中的任何復雜的波形都可以被分解成為許多簡單的正弦波形。因此任何波形，無論多么復雜，都可以看成是由很多不同頻率和幅值的正弦波組成。如以下圖所示：頻譜分析是經過快速FFT變換將丈量得到的時域振動信號幅值對時間轉換成為頻域信號幅值對頻率。頻譜是構成信號的各

48、頻率分量的集合，它完好地表示了信號的頻率構造，即信號由哪些諧波組成，各諧波分量的幅值大小及初始相位，從而提示了信號的頻率信息。頻譜分析主要用于識別信號中的周期分量，是信號分析、缺點診斷中最常用的手段?？偟膩碚f，時域分析從波形的角度來分析信號的特征，頻譜分析那么從頻率的角度來看信號的構成。實踐任務中要結合兩種分析方法來綜合地分析問題。以下圖為典型振動信號的頻譜：3.4.2特征頻率計算計算缺點特征頻率是頻譜分析的根底，可以協助 我們準確診斷旋轉機械的缺點。其中，電機的轉頻是計算后面各級轉子及轉子上各個轉動部件特征頻率的根底。轉速與頻率的關系如下：f=轉速/60，轉速轉/分，頻率1/s，Hz。舉例：

49、假設電機的轉速為1500RPM，那么電機的轉頻為1500/60=25Hz。階為頻率的新單位，實踐分析時常用，專指基頻即電機轉頻的倍數，如：1X、2X、3X上面的例子中1X=25Hz，也叫一倍頻,2X、3X等稱為倍頻分量，也叫諧波分量。以下是轉軸上不同旋轉部件的缺點特征頻率，皆以電機的轉頻為基準頻率。各級軸的轉頻：根據傳動比來計算，其中1為自動輪，2為從動輪 齒輪傳動：i12 =n1/n2=Z2/Z1=f1/f2，Z為齒輪的齒數 皮帶輪傳動：i12 =n1/n2=D2/D1=f1/f2，D為皮帶輪的節徑葉片經過頻率=葉片數軸的轉頻齒輪嚙合頻率=齒數x軸的轉頻皮帶輪特征頻率=皮帶長度*轉頻/3.1

50、4*皮帶輪直徑軸承特征頻率包括了外圈經過頻率BPFO，內圈經過頻律BPFI，堅持架經過頻率FTFI，滾珠經過頻率BSF。軟件提供了以上特征頻率的自動計算功能，不需求我們另行計算，并且可以自動標注在頻譜圖上。數據采集數據采集是設備形狀監測與缺點診斷的重要而根底的環節，所采集數據的質量直接影響后續信號分析的精度和結果。普通說來，測試系統由傳感器、中間變換安裝和顯示記錄安裝三部分組成。測試過程中傳感器將反映被測試對象特性的物理量，如壓力、加速度、溫度等，檢出并轉換為電量，然后傳輸給中間變換安裝；中間變換安裝對接納到的電信號用硬件電路進展分析處置或經A/D變換后用軟件進展計算，再將處置結果以電信號或數

51、字信號的方式傳輸給顯示記錄安裝；最后由顯示記錄安裝將丈量結果顯示出來，提供應察看者或其他自動控制安裝。隨著相關學科的不斷開展，測試方法和手段不斷地完善和提高，特別是微電子及計算機技術的開展，測試系統趨向于一體化、微電腦化。容知公司的點檢儀和頻譜分析儀就是一個完好的測試系統，它包括了加速度傳感器、中間變換安裝以及數字顯示、記錄安裝。4.1傳感器知識4.1.1傳感器的分類測振傳感器是用來丈量振動的傳感器，根據所測振動參量和頻響范圍的不同，普通將測振傳感器分為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器三大類。位移傳感器：測的是軸與傳感器尖端的相對位移，經過鉆孔安裝到軸承內，也稱為“渦流傳感器。適用于低速設

52、備。有些安保系統采用此傳感器。主要缺陷：安裝費事，不能用于高頻丈量。速度傳感器：介于兩者之間，體積大，運動部件會影響運用壽命，不適宜低頻和高頻丈量。加速度傳感器：適用于高速設備和含有高速旋轉部件的設備，振動分析中運用最為廣泛。一切的便攜式數據采集器根本都配備加速度傳感器。安保系統中也經常運用加速度傳感器。以下圖顯示了這三種測振傳感器不同的頻率呼應。 不同傳感器的頻率呼應4.1.2壓電式加速度傳感器在種類眾多的加速度傳感器中，壓電式加速度傳感器由于具有很多優點而獲得了廣泛運用。其優點詳細如下：非常寬的頻率范圍寬振幅范圍、寬溫度帶相當耐用，適宜于不同的運用場所穩定性好，不需求經常進展標定體積小、分

53、量輕、靈敏度高、安裝簡便如今常用的是“內部放大壓電式加速度傳感器其任務原理壓電效應當壓電晶體遭到外力作用時，其外表出現極性相反的等量電荷，其電荷大小與受力大小成正比，外力去掉時，又重新恢復到原來形狀，這種能將機械能轉換成電能的景象稱為壓電效應。利用資料壓電效應制成的傳感器稱為壓電式傳感器。如今普遍運用“ICP內部放大壓電式加速度傳感器，即經過內部電荷放大器將電荷放大，轉換成電壓信號，再傳給數據采集器進展進一步的處置。加速度傳感器特性：靈敏度單位振動對應的輸出電壓，是根據電壓信號大小來確定振動值大小的一種才干。大多數情況下選擇100mv/g：表示當振動為1g時，輸出電壓為100mv。對于精細設備

54、如機床或低振動的低速機器，典型的為1000mv/g亦即其對傳感器的靈敏度要求較高。對于高噪聲的機器，靈敏度要求較低：10mv/g左右。頻率范圍對低頻和高頻丈量的才干。每一個傳感器都有它本人的頻率范圍。其低頻范圍主要由傳感器靈敏度決議，而高頻范圍那么受傳感器安裝固有頻率的限制。如以下圖所示：從圖上可以看出最正確的任務頻率范圍4.1.3加速度傳感器的安裝運用壓電式加速度傳感器時，丈量結果的真實性會遭到很多要素的影響，這些要素包括：濕度、環境溫度、噪聲以及安裝方式等，其中，安裝方式是影響丈量結果的重要要素。不同的安裝方式對傳感器頻響特性的影響是不同的，如以下圖所示。加速度傳感器的運用上限頻率取決于幅

55、頻曲線中的共振頻率，而后者又與加速度傳感器的固定情況有關。加速度傳感器出廠時的幅頻曲線是在剛性銜接的固定情況下得到的。實踐運用的固定方法往往難于到達剛性銜接，因此共振頻率和運用上限頻率都會有所下降。不同安裝方式對傳感器頻響特性的影響從安裝圖可以清楚地看出，不同的安裝方式對其運用上限頻率的影響。用手持探針僅運用于數百Hz的頻率。用硬性粘接劑將傳感器固定在測點上時，其頻率特性良好，可到達10kHz的程度。用鋼制雙頭螺栓是最好的安裝方法，按頻率特性大體可將傳感器與被測物體看成為一個整體，但現場實施比較費事，因此普通的設備監測皆選擇磁座吸附的方式?，F場測試時，要留意以下幾點：傳感器的安裝要保證采集的平

56、安；要保證振源與傳感器間的最短途徑，即保證良好的機械傳輸途徑。故普通選擇在軸承座上測試振動信號。傳感器最好能安放在平面上進展采集；堅持機器與磁座外表的清潔；傳感器放置時先邊緣接觸，再逐漸的全部接觸，要給傳感器一個穩定下來的時間；保證每一次采集放在同一個位置，提高數據的可比性。4.2采樣4.2.1 采樣定理采樣：將一延續信號x(t)按一定的時間間隔 Ts逐點獲得其瞬時值。 采樣定理： fs2fm 即：采樣頻率大于等于2倍的分析頻率假設不滿足采樣定理，將會產生頻率混疊景象，從而影響所采集數據的真實性。實踐測試時普通采樣頻率fs=2.56fm，其中的fs為采樣頻率，fm為最大分析頻率。4.2.2采集

57、參數采樣的根本問題是確定合理的采樣間隔Ts采樣頻率和采樣長度N以保證采樣所得的數字信號能真實地代表原來的延續信號x(t)。采樣頻率fs (fs=1/Ts)越高，采樣越密集；采樣長度N越長，所得數據量越大，所得的數字信號越逼近原信號。反之，fs和N低到一定程度就會喪失或歪曲原來信號的信息。在實踐運用數據采集器測試數據時，需求事先設置采樣的參數，主要為采樣長度和采樣頻率。實踐采樣時設定的是最大分析頻率，根據采樣定理，采樣頻率為最大分析頻率的2.56倍。 采樣長度：普通為1024、2048、4096、8192、16384。最大分析頻率Fmax：Fmax的設定需求根據所采集信號的頻率范圍來確定。對于位

58、移信號來說，其Fmax普通不超越1000Hz，假設轉速很低，低于500RPM，那么Fmax設為200Hz即可。對于速度信號來說，其Fmax普通不超越2000Hz，普通設定為1000Hz。加速度信號對高頻信號呼應較好，其Fmax普通可以設定到5000Hz或者更高。譜線數：400、800、1600，3200，譜線數=采樣長度/2.56FFT變換。頻率分頻率：在設置Fmax和采樣長度譜線數時還要思索的一個很重要的要素是頻率分辨率，在進展頻譜分析時，頻率分辨率是一個很重要的參數，它直接關系到頻譜分析的精度。所謂頻率分辨率是指頻譜圖上相鄰兩根譜線之間的間隔。設定好Fmax以及譜線數或采樣長度之后，頻率分

59、辨率=Fmax/譜線數。因此，Fmax越小、譜線數越多，頻率分辨率越高，頻譜分析的精度越高。容知的一切儀器皆可以柔性的設置采集參數，這為數據的采集和以后的分析提供了很大的選擇余地。可以順應不同種類、不同轉速的設備實踐數據采集的需求。4.3信號處置4.3.1加窗將信號從時域向頻域轉換的過程中，由于采樣和截斷，引起頻率混疊和能量走漏，影響到頻譜分析的精度。為理處理這個問題，提高頻譜分析精度，普通會對信號進展加窗處置。4.3.2濾波濾波器的作用 利用濾波器挑選頻率的特性，可以濾掉干擾噪聲，提高信噪比。對動態信號進展頻譜分析，即經過分辨力高的窄帶濾波器從具有復雜頻率成分的信號中分別單一的頻率分量，進展

60、幅值和相位分析。濾波器定義凡是可以使信號中特定的頻率成分經過，而極大的衰減或抑制其他頻率成分的安裝或系統，稱為濾波器。以下為四種濾波器的幅頻特性。從低通、高通、帶通、帶阻四種濾波器的幅頻特性可以看出，低通濾波器是只允許0f2頻率的信號經過，而高通濾波器是只允許高于f2頻率的信號經過，帶通濾波器是只允許f1f2之間頻率的信號經過；而帶阻那么正好相反。實踐測試中運用的是帶通濾波器，f1即為下限頻率，f2為上限頻率，我們感興趣的、想獲得的是f1f2之間的頻率信號，在這個范圍內的信號會保管，范圍外的信號會預先過濾掉。4.3.3平均 對信號進展平均處置是為了減少隨機誤差，只需多次平均才干提高信號的準確性