振动信号分析方法ppt课件

1、1、时域波形分析2、概貌图3、振动趋势图4、频谱图5、包络解调谱(gse谱/峰值能量谱)2幅值分析：振动总值振动水平、烈度）、变化趋势、频谱分析：引起设备振动原因的具体分析相位分析：设备振动原因的进一步确认、共振相频特性）、动平衡分析波形分析：振动总值峰值、峰峰值）、周期、拍节峰值能量谱分析：轴承、齿轮简易分析方法精密诊断的方法 频谱分析法 趋势分析法 通频值趋势分析、频谱趋势分析 时域分析法 波形分析、相关函数分析 倒频谱分析法 模态分析法 包络解调法其他数学方法 模式识别法 模糊诊断法 故障树诊断法 神经网络法 小波分析法 灰色系统法 分形几何法 EMD方法1 1、时域波形、时域波形1.图

2、谱对监测、诊断起到什么作用？2.用户会如何使用察看图谱？1.图谱对监测、诊断起到什么作用？2.用户会如何使用察看图谱？2 2、概貌图、概貌图3 3、振动趋势图、振动趋势图趋势分析法的理论根据 监视机器的劣化过程 预测机器的失效时间正常使用期耗损期磨合期故障率时间“浴盆曲线”停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲线报警值危险值趋势分析法通频值趋势分析通频值趋势分析 简单易行简单易行 不易发现早期故障不易发现早期故障频谱趋势分析频谱趋势分析 能早期发现齿轮、轴承等早期故能早期发现齿轮、轴承等早期故障障 能较快判定故障的部位能较快判定故障的部位复杂振动信号从时域很难分辨出其含有哪些简谐振动成分怎么办？4

3、 4、频谱图、频谱图答：从频域看。频谱图按频率规律排列起来的各简谐振动成分要得到频域的数据，是通过离散傅里叶变换DFT实现的 幅值谱 横坐标：频率 kf 纵坐标: X(k) 的模 功率谱 横坐标：频率 kf 纵坐标: X(k) 模的平方Nk, 2 , 1102)(NnNnkjetnxfkX常见信号频谱DFT是为了便于计算机处理而对FT改造构造出的变换.它可以将N个时域的点与N个频域的点对应起来.Nk, 2 , 1102)(NnNnkjetnxfkX dtetxfXftj2FTDFT10/21NkNnkjefkXNtnxIDFTNn, 2 , 1采样定理时域时域离散离散采样采样时域时域加窗加窗截

4、断截断频域频域离散离散采样采样DFT采样间隔频率混叠频率泄漏频域分辨率栅栏效应FT采样频率快速傅里叶变换(FFT)与DFT本质是一致的,只不过是DFT的一种快速实现算法其速度是DFT的数十倍因此，利用FFT求解频谱图是目前应用最广泛的方法10/21NkNnkjefkXNtnxNk, 2 , 1102)(NnNnkjetnxfkXDFTIDFTNn, 2 , 1max456. 2ffs采样频率fs）：指振动信号通过电路传入数采设备后，(通过A/D转换)转化为数字量的速率。也即：每秒钟采得的振动信号样本的点数。采样定理：如果需要分析的最高频率为fmax，那么fs必须至少是fmax的2倍，工程上，一

5、般取2.56倍。采样间隔(t):时域图中两采样点间的间隔sft1sfts00195. 0512011采样频率Hzfs5120最大分析频率Hzf2000max采样间隔信号采样长度T=信号采样点数N采样间隔t采样长度TsfNtNTs2 . 051201024*信号采样点数sfts00195. 0512011采样间隔1024N加矩形窗效果示意图频率泄漏频域分辨率(f)：频域两谱线间距离Nffslinesff#max分析线数(#lines):频谱图上有效的谱线数56. 2#Nlines Nffs采样点数的选择N不能无限长，采样点数一般选择2M。对旋转机械，一般是整周期采样。例如 采样点数(N)：102

6、4点1K） 采样频率(fs)：2048Hz2K） 采样时间(T)：0.5s 采样间隔(t)：约0.000488s 分析线数(#lines)：1024/2.56=400线 频率分辨率(f) ：2048/1024=2Hz 最高分析频率(fmax) ：800Hz轴承、齿轮箱等冲击类故障轴承、齿轮箱等冲击类故障 基本原理：调制与解调(modulation/demodulation) 基本方法：包络(enveloping) 基本参数：gSE值 (Spike Energy in g, g=10m/s2)5 5、包络解调谱、包络解调谱(gse(gse谱谱/ /峰值能量谱峰值能量谱) )包络解调基本原理：什么

7、是调制？！包络解调基本原理：什么是调制？！敲杯子的信号敲杯子的信号原始数据频率包络频率gSE值gSE谱/包络谱包络波形Accelerometer1#(High SNR)Bearing with outer race faultNormal BearingAccelerometer2#(Low SNR)1 1、辽阳石化锅炉装置、辽阳石化锅炉装置1 1炉乙侧排粉机不炉乙侧排粉机不平衡故障平衡故障2 2、高碑店污水处理厂消化泵轴承故障、高碑店污水处理厂消化泵轴承故障3 3、独山子石化乙烯装置轻烃反应高速泵、独山子石化乙烯装置轻烃反应高速泵齿轮箱故障齿轮箱故障 辽化锅炉装置辽化锅炉装置1炉乙侧排粉机炉

8、乙侧排粉机 一、排粉机概况一、排粉机概况二、故障原因分析二、故障原因分析三、故障解决方案三、故障解决方案运行状态图运行状态图趋势图趋势图 测点：测点：GL#1PF2_4h频谱图频谱图1炉乙侧排粉机的振动4h点水平速度值最大达到4.63mm/s使用BH500测量显示如上图振动一直很大；从频谱图上分析1倍频的数值很大综上：可能为不平衡故障1、动平衡后的振动数值4h点振动从89m 减小到12m。速度值从4.63mm/s减低到1.08mm/s。机组运行恢复正常状态。2、利用BH500掌上智能巡检仪及智能维修管理系统系统真正实现了预测维修，从而可避免因事后维修所造成的相关损失，对指导生产运行，起到了重要

9、的参考作用。 动平衡前动平衡前动平衡后动平衡后高碑店污水处理厂消化加热循环泵故障高碑店污水处理厂消化加热循环泵故障 一、消化加热循环泵概况二、故障原因分析三、故障解决方案消化加热循环泵实物照片和BH500设备组态图巡检人员通过每天对所监测的设备进行巡检，发现一台二期消化加热循环泵即13号右侧振动值偏大。螺杆泵由电机通过减速箱减速后转速为210RPM，BH500巡检仪对电机出口侧、齿轮箱入口侧和泵侧轴承进行监测，主要通过加速度传感器对轴承箱进行加速度振动值测量，并配合进行gSE分析，发现加速度值和gSE值都偏大。13号右侧4h和16号右侧4h加速度振动值比较 13号右侧4V和16号右侧4V加速度

10、振动值比较 16号泵右侧号泵右侧正常正常13号泵右侧号泵右侧明显偏大明显偏大!13号右侧4#测点gSE分析4h测点GSE冲击诊断图谱4v测点GSE冲击诊断图谱gSE值大！值大！包络波形存在尖峰包络波形存在尖峰!表明存在冲击性故障表明存在冲击性故障gSE谱谱(包络谱包络谱)精密诊断精密诊断 特征频率有两个f01100，f02115Hz，且在200220Hz、300345Hz、400460Hz处分别有这两个特征频率的2倍、3倍和4倍频特征。 由于测量条件恶劣，信号信噪比不够理想，频谱尖峰不明显，但仍能大致分析出上述特征频率13号右侧泵4通道gSE谱(包络谱)放大图两个特征频率及其倍频测量位置靠近滚

11、动轴承，且为冲击性故障 ；考虑到存在两个特征频率，可能是滚动轴承的部件上存在缺陷gSE值超大已经比较明显，说明故障已经不可忽略，建议做好维修准备13号右侧泵4通道圆锥滚子轴承外圈损坏情况13号右侧泵4通道圆锥滚子轴承滚动体损坏情况独山子石化乙烯装置独山子石化乙烯装置轻烃反应高速反应泵齿轮箱故障轻烃反应高速反应泵齿轮箱故障 一、高速反应泵概况二、故障原因分析三、故障解决方案高速反应泵测点示意图轻烃高速泵齿轮箱加速度趋势图名 称传 动 比转速(r/min)转 频/Hz啮合频率/Hz低速轴116642950.0049.175703.33中速轴751055346.8889.119357.03高速轴7485.63124.76名称内圈旋转频率（Hz）外圈旋转频率（Hz）滚动体保持架组件旋转频率（Hz）滚动体旋转频率（Hz）滚动体滚过内圈滚道上一点的频率（Hz）滚动体滚过外圈滚道上一点的频率（Hz）滚动体上一点滚过内外圈滚道的频率（Hz）低速轴49.667019.045100.746244.976152.357201.493中速轴90.021034.518182.603444.019276.148365.