振動(dòng)診斷技術(shù)一、識(shí)別故障的一般方法和步驟搜集和掌握有關(guān)的知識(shí)和資料：機(jī)器結(jié)構(gòu)性能資料包括機(jī)器的工作原理，機(jī)器在整個(gè)生產(chǎn)過程中的地位和作用，重要的動(dòng)態(tài)參數(shù)如驅(qū)動(dòng)功率壓力、轉(zhuǎn)速變化范圍、電流、電壓、溫度等，機(jī)器結(jié)構(gòu)組成和參數(shù)如軸承形式、密封結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)、齒輪齒數(shù)、葉片數(shù)、共振頻率、臨界轉(zhuǎn)速等.操作運(yùn)行情況包括負(fù)荷及其變化情況、潤滑情況、啟動(dòng)和停機(jī)情況、工藝參數(shù)變化情況等，機(jī)器周圍環(huán)境的影響包括溫度、濕度、與其他機(jī)器的關(guān)聯(lián)、地基沉降、電壓波動(dòng)等因素對(duì)機(jī)器性能的影響。故障與維修情況包括上次大修時(shí)間、大修時(shí)作過哪些調(diào)整、運(yùn)轉(zhuǎn)以來發(fā)生故障及對(duì)故障處理情況的記錄和檔案、機(jī)器的薄弱環(huán)節(jié)及預(yù)計(jì)容易發(fā)生故障的類型和部位、同型號(hào)同工作條件下其他機(jī)器的故障情況等。振動(dòng)數(shù)據(jù)采集儀器配置設(shè)備振動(dòng)診斷系統(tǒng)可以是微機(jī)系統(tǒng)，也可以是專用儀器。由于微機(jī)系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛采用。是以便攜式微機(jī)為主機(jī)的離線設(shè)備監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)。是在線監(jiān)測(cè)和診斷的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。參數(shù)設(shè)置采集振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)，首先要設(shè)置儀器的數(shù)據(jù)采集參數(shù)，這些參數(shù)主要有最高分析頻率、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)(數(shù)據(jù)長度)、觸發(fā)方式、放大倍數(shù)、AC/DC選擇、傳感器靈敏度等。最高分析頻率fm。指需要分析的最高頻率，也是經(jīng)過抗混濾波后的信號(hào)最咼頻率。最咼分析頻率選取決定于設(shè)備轉(zhuǎn)速和故障性質(zhì)。例如，診斷常見的不平衡、不對(duì)中、機(jī)械松動(dòng)及電機(jī)轉(zhuǎn)子故障時(shí)，特征信息包含在頻譜的10Xr/min范圍內(nèi)；滾動(dòng)軸承的故障信息在內(nèi)外滾道、保持架及滾子等的故障特征頻率及其低次頻處，這些故障特征頻率與機(jī)器轉(zhuǎn)速及軸承構(gòu)造參數(shù)有關(guān)；滾動(dòng)軸承疲勞故障信息在與轉(zhuǎn)速有關(guān)的某些高頻區(qū)域；滑動(dòng)軸承油膜渦動(dòng)引起的振動(dòng)頻率主要在(0.42?0.48)Xr/min區(qū)域；齒輪箱故障信息在齒輪嚙合頻率以及齒輪的固有頻率附近；而葉輪葉片故障信息則在葉片通過頻率、轉(zhuǎn)頻及它們的諧頻處等。最高分析頻率應(yīng)適當(dāng)高于上述各故障信息所在的頻率范圍。若對(duì)于頻譜的頻率分辨率沒有太高的要求，一般來說，采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)為1024便足夠了。有時(shí)需要作時(shí)間頻率三維譜圖，采樣點(diǎn)數(shù)可設(shè)置為8192甚至更多。觸發(fā)方式一般設(shè)置為內(nèi)觸發(fā)。在作現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡需要測(cè)量相位或作階比分析時(shí)，要求以轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)適當(dāng)分頻后作為數(shù)據(jù)采集的外觸發(fā)信號(hào)。此時(shí)，應(yīng)設(shè)置為外觸發(fā)，同時(shí)在外觸發(fā)端口引入觸發(fā)信號(hào)。放大倍數(shù)一般能夠自動(dòng)改換，即根據(jù)信號(hào)幅度自動(dòng)選擇放大倍數(shù)，以使放大后的信號(hào)幅度滿足轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換的要求。如果儀器不能自動(dòng)轉(zhuǎn)換放大倍數(shù)，則需預(yù)先測(cè)試或估計(jì)出信號(hào)的最大可能幅度，然后人工設(shè)定放大倍數(shù)，使放大后的最大信號(hào)幅度不超過允許幅值。傳感器靈敏度設(shè)置，在輸入傳感器靈敏度數(shù)值后，時(shí)域和頻域幅值譜縱坐標(biāo)單位為與靈敏度相應(yīng)的力學(xué)單位，若不輸入靈敏度數(shù)值，則時(shí)域和頻域縱坐標(biāo)為伏（V）。例如，加速度傳感器靈敏度以V/（m/s2）為單位時(shí)，時(shí)域和頻域幅值譜縱坐標(biāo)單位為m/s2；加速度傳感器靈敏度以V/g為單位時(shí)，時(shí)域和頻域縱坐標(biāo)單位為重力加速度。有些情況下，為了確定或排除某些可能的故障，需要進(jìn)行一些輔助測(cè)試。這些輔助測(cè)試包括：變轉(zhuǎn)速振動(dòng)測(cè)試；變負(fù)荷振動(dòng)測(cè)試；變潤滑系統(tǒng)參數(shù)（油溫、油壓）振動(dòng)測(cè)試；啟動(dòng)或停車過程振動(dòng)測(cè)試；共振頻率測(cè)試；機(jī)殼、基座或管道某些部件的測(cè)試。二、故障分析與診斷根據(jù)振動(dòng)信號(hào)識(shí)別設(shè)備故障是件難度很大的工作。這主要是因?yàn)椋和还收峡梢员憩F(xiàn)出多種癥候，同一癥候可由不同故障引起，不同類型的機(jī)器，其故障與癥候的對(duì)應(yīng)關(guān)系可能不完全一樣，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系又與運(yùn)行條件、環(huán)境條件、故障歷史及維修情況有密切聯(lián)系。在故診斷中，熟悉和掌握機(jī)器的結(jié)構(gòu)、特性、使用和維修情況以及實(shí)際診斷經(jīng)驗(yàn)都是很重要的。1、注意發(fā)展和變化在分析和診斷故障時(shí)，應(yīng)注意從發(fā)展變化中得出準(zhǔn)確的結(jié)論。單獨(dú)一次測(cè)量往往難于對(duì)故障判斷有較大把握，反復(fù)多次的追蹤測(cè)量和分析能使診斷更接近于真實(shí)情況。為此應(yīng)注意積累和研究機(jī)器正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)數(shù)據(jù)，包括基頻的幅值和相位、次諧波和高次諧波的幅值和相位、其他重要頻率分量的幅值、時(shí)域波形以及軸心軌跡的形狀、大小和旋轉(zhuǎn)方向等。對(duì)當(dāng)前機(jī)器的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行各種觀察和分析時(shí)，應(yīng)與正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動(dòng)進(jìn)行比較，注意哪些參數(shù)發(fā)生了變化及變化程度如何例如：基頻分量變化不大而2倍頻幅值明顯增大可能說明不對(duì)中加劇；喘振使軸向振動(dòng)變化明顯；不平衡增大使水平和垂直方向振動(dòng)同步增長。趨勢(shì)分析也是有效的方法，不但分析振動(dòng)有效值或峰峰值變化趨勢(shì)，而且分析基頻、1/2倍頻、2倍頻等各頻率分量的變化趨勢(shì)，從而得出振動(dòng)是穩(wěn)定不變、逐漸上升、時(shí)升時(shí)降還是迅速增大等信息。例如，不平衡加大使振動(dòng)緩慢而穩(wěn)定上升，葉片斷落則使振動(dòng)幅值突然上升。2、分析振動(dòng)的頻率成分每一種引發(fā)異常振動(dòng)的故障源都產(chǎn)生一定頻率成分的振動(dòng)，可能是單一頻率，也可能是一組頻率或某個(gè)頻帶。根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的頻率組成，可以很快排除一批不可能出現(xiàn)的故障，將注意力集中在幾個(gè)可能的故障原因。一般說來：不平衡主要引起基頻振動(dòng)；不對(duì)中不但影響基頻振動(dòng)，還可引起2倍頻及其他高倍頻振動(dòng)；滑動(dòng)軸承油膜渦動(dòng)的振動(dòng)頻率為（0.42?0.48）Xr/min；油膜振蕩的振動(dòng)頻率為轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速率；轉(zhuǎn)子與固定部件之間的摩擦激發(fā)較寬頻帶的振動(dòng)，可能包括基頻、倍頻、次諧波、轉(zhuǎn)子零部件固有頻率；轉(zhuǎn)子組件松動(dòng)的振動(dòng)頻率以基頻為主，可能伴有倍頻或l/2Xr/min、1/sXr/min等分?jǐn)?shù)倍頻。3、分析振動(dòng)的方向性和幅值穩(wěn)定性一般說來：不平衡量增大，則徑向水平、垂直兩個(gè)方向的振幅同時(shí)增長;不對(duì)中徑向振幅增大，但同時(shí)還可引起軸向振動(dòng)；基座松動(dòng)時(shí)垂直方向振動(dòng)明顯大于水平方向振動(dòng)；轉(zhuǎn)子組件松動(dòng)引起的振動(dòng)，其幅值不穩(wěn)定；油膜渦動(dòng)和油膜振蕩則以徑向振動(dòng)為主，振幅不穩(wěn)定；轉(zhuǎn)子裂紋引起的2倍頻振動(dòng)，水平方向和垂直方向的振幅大小相近。分析各頻率成分的相位不平衡引起的基頻振動(dòng)分量與轉(zhuǎn)軸相位標(biāo)志之問的角度（即基頻分量的相位）保持不變，水平方向與垂直方向振動(dòng)相位相差約90。。平行不對(duì)中引起的徑向振動(dòng)在軸兩端反向，即相位相差180。角不對(duì)中引起的徑向振動(dòng)在軸兩端同向，即相位差為零。4、邊頻分析在齒輪箱故障診斷中，常見到具有復(fù)雜周期結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻譜。頻譜中有軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率諧波。之間調(diào)制產(chǎn)生的邊頻族。實(shí)際上，一對(duì)齒輪的嚙合頻率及其諧波頻率是載波頻率，而齒輪偏心、齒問游隙、齒的個(gè)別損傷及軸本身故障產(chǎn)生的每周一次振動(dòng)成為調(diào)制信號(hào)，調(diào)制結(jié)果使兩邊產(chǎn)生頻率問隔彼此相等的邊頻族。所以，頻譜上