振动监测与故障诊断

1、1 振动加速度计安装方式对振动信号的影响。压电式：必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段， 有足够高的共振频率内置 IC 的集成加速度传感器，恒流供电阻抗变换方式，对电缆铺设 要求不高 非集成式：电压干扰进入通道，要求该电容不随机壳振动而变化。因 而必须紧贴机壳固定，使耦合电容值最小且不变。 应变式：粘贴式：加电桥线路，温度补偿。非粘贴式：不粘贴于弹性元件，直接贴在活动。质量块与基 座之间。电阻变化反应灵敏度高，低频特性好，稳定，易受温度湿度 影响。安装方式：绝缘： 1 钢螺栓安装（绝缘螺栓，钢螺栓） 2 双面胶（ AB 胶， 502胶，不耐高温，可用丙酮、酒精清洗） 3 石蜡（薄螺母）

2、不 耐高温2瞬时转速诊断内燃机故障原理 柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。 负载（包括轴带系，摩擦损失扭矩等）的扭矩 TL 为常数，即柴油机 输出扭矩。简化后，柴油机运动方程： 某缸做功能力J,该缸转速波动峰值某缸做功能力J,各缸之间转速波动率f由波动率作功峰值变化 +波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与 功率不足故障，定位故障缸转速波动原因：气体压力，往复惯性力3振动信号按频率范围分类，各振动考察什么物理量。机械振动：1、低频振动（V10HZ 2、中频振动（10100） 3高频振动（ >1000HZ）低频：主要测量位移量 -与应力相关中频：主要测速度量 - 疲劳进程，

3、振动能量正比于速度平方 高频：主要测量振幅是加速度。表征冲击力的强度4频谱分析时间长度：T二“* t，分析频率：fs=1/ t ,时间分辨率： f=1/T，采样频率：fs=1/ t频率分辨率：fc=Nf* f,谱线数目参数：fs=2.5bfc，采样总数点：Nf=N/2 或 N/2.565正常示功图的特征5 / 6激励源有 4 个：缸内气体爆发压力冲击，排气阀节流气流产生冲击， 排气阀落座冲击，进气阀落座冲击。由于作用的时间，作用位置，传递途径不同，其振动时频，频域特性 不一样，气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。 输出为振动响应信 号，输入为激励信号1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用

4、时刻及作用强度方 面特征。2、缸盖振动信号循环波动特性，指稳定运转时统一工况下不同循环 间振动信号波动变化特性， 主要表现在作用时间， 频率成分及振动强 度方面。高压油管漏油故障后：振动信号脉冲因素f,裕态因素f,峰态因素f。排气门故障后：脉冲因素J,峰值因素J,峰态因素J 取下第一道活塞环后：脉冲因素J,峰值因素J,峰态因素J 7、往复式内燃机监测诊断方法A 性能参数法；经过测试形成一些列技术参数,实际测定参数与标准 值差异来判断。优：适用于工况稳定固定设备与实验室测试,原始,直观 缺：易受测试环境与测试条件影响B振动分析法，内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动 信号,故障提取振动

5、信号包括振源信号和系统状态等信息。 利用机械 动力特性分析,信号特征分析进而研究工作性能。C油液分析法：铁谱加光谱分析，光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量,铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。 优：应用分元分析可取得有益结论 缺：多对摩擦副时,无法定位,不可实时在线监测,价格昂贵,操作 复杂。D瞬时转速法：大范围内曲轴瞬时转速可反映各缸工作状态。 缺：随时定位,但不可找故障原因,多缸工作,不能准确定位内置 IC 的集成加速度传感器，恒流供电阻抗变换方式，对电缆铺设 要求不高 非集成式：电压干扰进入通道，要求该电容不随机壳振动而变化。因 而必须紧贴机壳固定，使耦合电容值最小且不变。 应变式：粘贴式

6、：加电桥线路，温度补偿。非粘贴式：不粘贴于弹性元件，直接贴在活动。质量块与基 座之间。电阻变化反应灵敏度高，低频特性好，稳定，易受温度湿度 影响。安装方式：绝缘： 1 钢螺栓安装（绝缘螺栓，钢螺栓） 2 双面胶（ AB 胶， 502胶，不耐高温，可用丙酮、酒精清洗） 3 石蜡（薄螺母）不 耐高温2瞬时转速诊断内燃机故障原理 柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。 负载（包括轴带系，摩擦损失扭矩等）的扭矩 TL 为常数，即柴油机 输出扭矩。简化后，柴油机运动方程： 某缸做功能力J,该缸转速波动峰值某缸做功能力J,各缸之间转速波动率f由波动率作功峰值变化 +波动率峰值之间差值变化可检测

7、单缸失火与 功率不足故障，定位故障缸转速波动原因：气体压力，往复惯性力3振动信号按频率范围分类，各振动考察什么物理量。机械振动：1、低频振动（V10HZ 2、中频振动（10100） 3高频振动（ >1000HZ）低频：主要测量位移量 -与应力相关中频：主要测速度量 - 疲劳进程，振动能量正比于速度平方 高频：主要测量振幅是加速度。表征冲击力的强度4频谱分析时间长度：T二“* t，分析频率：fs=1/ t ,时间分辨率： f=1/T，采样频率：fs=1/ t频率分辨率：fc=Nf* f,谱线数目参数：fs=2.5bfc，采样总数点：Nf=N/2 或 N/2.565正常示功图的特征激励源有

8、4 个：缸内气体爆发压力冲击，排气阀节流气流产生冲击， 排气阀落座冲击，进气阀落座冲击。由于作用的时间，作用位置，传递途径不同，其振动时频，频域特性 不一样，气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。 输出为振动响应信 号，输入为激励信号1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方 面特征。2、缸盖振动信号循环波动特性，指稳定运转时统一工况下不同循环 间振动信号波动变化特性， 主要表现在作用时间， 频率成分及振动强 度方面。高压油管漏油故障后：振动信号脉冲因素f,裕态因素f,峰态因素f。排气门故障后：脉冲因素J,峰值因素J,峰态因素J 取下第一道活塞环后：脉冲因素J,峰值因素J,峰态

9、因素J 7、往复式内燃机监测诊断方法A 性能参数法；经过测试形成一些列技术参数,实际测定参数与标准 值差异来判断。优：适用于工况稳定固定设备与实验室测试,原始,直观 缺：易受测试环境与测试条件影响B振动分析法，内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动 信号,故障提取振动信号包括振源信号和系统状态等信息。 利用机械 动力特性分析,信号特征分析进而研究工作性能。C油液分析法：铁谱加光谱分析，光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量,铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。 优：应用分元分析可取得有益结论 缺：多对摩擦副时,无法定位,不可实时在线监测,价格昂贵,操作 复杂。D瞬时转速法：大范围内曲轴瞬时转

10、速可反映各缸工作状态。 缺：随时定位,但不可找故障原因,多缸工作,不能准确定位内置 IC 的集成加速度传感器，恒流供电阻抗变换方式，对电缆铺设 要求不高 非集成式：电压干扰进入通道，要求该电容不随机壳振动而变化。因 而必须紧贴机壳固定，使耦合电容值最小且不变。 应变式：粘贴式：加电桥线路，温度补偿。非粘贴式：不粘贴于弹性元件，直接贴在活动。质量块与基 座之间。电阻变化反应灵敏度高，低频特性好，稳定，易受温度湿度 影响。安装方式：绝缘： 1 钢螺栓安装（绝缘螺栓，钢螺栓） 2 双面胶（ AB 胶， 502胶，不耐高温，可用丙酮、酒精清洗） 3 石蜡（薄螺母）不 耐高温2瞬时转速诊断内燃机故障原理

11、 柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。 负载（包括轴带系，摩擦损失扭矩等）的扭矩 TL 为常数，即柴油机 输出扭矩。简化后，柴油机运动方程： 某缸做功能力J,该缸转速波动峰值某缸做功能力J,各缸之间转速波动率f由波动率作功峰值变化 +波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与 功率不足故障，定位故障缸转速波动原因：气体压力，往复惯性力3振动信号按频率范围分类，各振动考察什么物理量。机械振动：1、低频振动（V10HZ 2、中频振动（10100） 3高频振动（ >1000HZ）低频：主要测量位移量 -与应力相关中频：主要测速度量 - 疲劳进程，振动能量正比于速度平方 高频：主要测量

12、振幅是加速度。表征冲击力的强度4频谱分析时间长度：T二“* t，分析频率：fs=1/ t ,时间分辨率： f=1/T，采样频率：fs=1/ t频率分辨率：fc=Nf* f,谱线数目参数：fs=2.5bfc，采样总数点：Nf=N/2 或 N/2.565正常示功图的特征激励源有 4 个：缸内气体爆发压力冲击，排气阀节流气流产生冲击， 排气阀落座冲击，进气阀落座冲击。由于作用的时间，作用位置，传递途径不同，其振动时频，频域特性 不一样，气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。 输出为振动响应信 号，输入为激励信号1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方 面特征。2、缸盖振动信号循环波动特性，指稳定运转时统一工况下不同循环 间振动信号波动变化特性， 主要表现在作用时间， 频率成分及振动强 度方面。高压油管漏油故障后：振动信号脉冲因素f,裕态因素f,峰态因素f。排气门故障后：脉冲因素J,峰值因素J,峰态因素J 取下第一道活塞环后：脉冲因素J,峰值因素J,峰态因素J 7、往复式内燃机监测诊断方法A 性能参数法；经过测试形成一些列技术参数,实际测定参数与标准 值差异来判断。优：适用于工况稳定固定设备与实验室测试,原始,直观 缺：易受测试环境与测试条件影响B振动分析法，内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动 信号,故障提取