设备状态的判定与趋势分析课件

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5．1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；

5．1．1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)和加速度。5．1．2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。

ISO2372《机器振动的评价标准基础》

ISO3945《振动烈度的现场测定与评定》

CDA/MS/NVSH107《轴承振动测量的判据》

VDI2056《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，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。5．1．3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、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ISO2372和ISO3945，德国标准VDI12056，英国标准BS4675，我国国家标准GB／T1l347一1989等。这些标准在数值级别上大同小异。

表5—1ISO2372和ISO3945机械振动诊断标准振动强度ISO2372ISO3945分级范围速度有效值mm/sⅠ级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级刚性基础柔性基础0.280.280.450.711.121.802.804.507.1011.2182845AAAA优优0.450.711.12B1.80B2.80CB良4.50CB良7.10DC可11.2DC可18D不可28D不可4571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”。振动频率1234567低频振动（≤1000Hz）良好注意危险高频振动（>1000Hz）良好注意危险实测值与初值之

比表5—5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(>1000Hz)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。5．2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。5．2．1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，及时采取对策（决策）；

5）及时找出有问题的设备(确诊)。趋势分析图例

图5—5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5—6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0.01—10cm／s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σ，然后再利用σ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。5．2．2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5—8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.

Thankyouforyourattention!谢谢大家踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就未来。11月-2311月-23Wednesday,November8,2023弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。19:56:5819:56:5819:5611/8/20237:56:58PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。11月-2319:56:5819:56Nov-2308-Nov-23重于泰山，轻于鸿毛。19:56:5819:56:5819:56Wednesday,November8,2023不可麻痹大意，要防微杜渐。11月-2311月-2319:56:5819:56:58November8,2023加强自身建设，增强个人的休养。2023年11月8日7:56下午11月-2311月-23追求卓越，让自己更好，向上而生。08十一月20237:56:58下午19:56:5811月-23严格把控质量关，让生产更加有保障。十一月237:56下午11月-2319:56November8,2023重规矩，严要求，少危险。2023/11/819:56:5819:56:5808November2023好的事情马上就会到