设备故障诊断技术及振动监测的应用

设备故障诊断技术及振动监测的应用一、设备故障诊断设备故障诊断技术是以了解和掌握设备使用过程中的状态，确定其整体或局部是否正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障及判断发展趋势的技术。通俗地说给设备“看病”的技术。这里所指的设备可以是动态的如各种回转机械也可以是静态的如容器、管道、阀门，还包括电器设备设施。设备故障诊断技术属于信息技术范畴，它是利用被诊断的对象所提供的一切有用的信息，经过分析处理以获得最能识别设备状态的特性参数，以便做出正确的诊断结论。信息通常有三个主要环节：1）信息的采集2）信息的分析处理3）状态识别、判断和预报。这三个环节是连贯的且是相互关联的。信息技术并不等于诊断技术，使信息技术能更好为设备诊断服务需有二方面的知识面1）关于设备故障或失效机理的知识2）关于被诊断设备的知识如设备的结构、安装、运行、维修等多方面的知识。未对被诊断设备的透彻了解，单一信息分析也难以达到全面正确的诊断。随科学及技术的发展，设备的先进性不断创新，从而设备的操作技术日趋简单，但维修技术特别是早期故障诊断已显得十分重要。同时设备故障的多样化及复杂性，需要作综合分析，已不能用一、二种方法解决所有设备的诊断。设备诊断技术的应用目的在于将设备的故障管理从传统的以个人或少数人的感观对设备状态进行判断上升到运行信息技术包括计算机诊断技术的应用达到设备维修管理有质的上升。尽量避免或减少设备事故，降低停机率，降低维修成本，避免过度维修及失修，使设备设施能在安全、可靠、保护环境和节能的情况下运行。设备故障诊断技术只有与先进的设备管理体制和维修技术结合才能发挥其更大的优越性。设备诊断与医学诊断对比设备诊断与医学诊断对比医学诊断方法设备诊断方法原理及特征信息中医：望、闻、问、切西医：望、触、扣、听、嗅听、摸、看、闻通过形貌、声音、温度、颜色、气味的变化来诊断听心音、做心电图振动与噪声测量通过振动大小及变化规律来诊断量体量温度测量视察温度变化验血、验尿油液分析观察物理化学成分磨粒形态的变化量血压压力应变测量观察压力/应力变化X光检查、超声波查非破坏性检查、监察观察内部机体缺陷问病史查阅技术档案找规律、查原因、作判断

二、状态监测与设备诊断技术机械故障诊断的基本方法分类，一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。机械故障诊断中常用根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线，被称为浴盆曲线）。横轴包括1、磨合期2、正常使用期3、耗损期；轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）状态监测通常指通过测定设备的某个较低为单一的特征参数，（如振动、温度），来检查其状态是正常或异常及其严重程度。当达到某一设定值（极限值）就应停机检修。状态监测通常用较简单的，容易使用者掌握的仪器。也被称为简易诊断。与点检相结合能达到较好的效果。设备诊断技术不仅要检查设备状态是正常或异常，还要对设备故障的原因、部位以致严重程度作深入分析做出判断。定量掌握设备的状态。也被称为精密诊断。正确处理简易诊断和精密诊断的关系在设备诊断应用中至关重要。设备诊断技术适合应用于1、重大关键设备，包括无备用的主要设备。2、不能接近检查、不能解体检查的设备3、维修困难、维修成本高的设备4、没有备品备件或备品备件价格昂贵的设备5、从人身安全、环境保护等方面考虑，必须用诊断技术的设备。三、振动监测技术及应用在机械设备的状态监测和故障诊断技术中，特别是回转机械中；振动监测是最普遍应用的基本方法。当机械内部发生异常时，通常情况下都会伴随出现振动加大及性能的变化。可以在不停机或解体的条件下，通过对振动信号的测量和分析，诊断机械的劣化程度及故障特征。振动的定义：物体或某种状态随着时间往复变化的现象表示振动的三大要素：振幅、频率、相位概括为能量。回转机械中，振动法最实用有效，辅之以可结*用油分析振动的分类：1、按规律：简谐振动（周期振动）；非简谐振动和随机振动（非周期振动）2、按产生原因：自由振动、受迫振动、自激振动和参变振动等3、按自由度：单自由度系统、多自由度系统和弹性振动4、按振动位移特征：角振动和直线振动5、系统结构参数：线性振动和非线性振动在机械故障诊断中，着重关注振动规律和产生原因两项内容。自激振动指在非线性机械系统内，由非震荡能量转换为震荡激励所产生的振动。自激振动是在没有外激励作用的条件下产生的。特征：1、随机性。2、振动系统非线性特征较强时才足以引发自激振动，使振动系统所具有的非周期能量转换为系统振动能量。3、自激振动与转速不成比例。4、转轴存在异步涡动。5、振动波形在暂态阶段有较大的随机振动成分，而3）机械设备振动分级标准:

4）旋转机械的振动产生故障分析

RPM：每分钟转速四、振动数据的采集及分析：振动数据的采集主要用测振动仪。在简易诊断中一般采用接触式手持振动仪。可直观显示位移、速度、加速度。如果设定了许可值，在超出时将会报警。只有简易诊断中发生的异常难以作出判断，需进行频谱分析时才使用精密测振分析仪。由于仪器价格高、并对使用者需有较高的专业知识。通常由专业分析机构完成。数据采集点O振动数据的采集点每次应相同，只有这样前后的数据才有可比性。采集点的设置要合理，如回转机械至少在径向垂直和水平成90度角各取一点。有条件时轴向取一点。测点的表面状态很能重要，应平整可接触良好。数值要求为三次测量的平均值。简单的数据分析采用比较法：绝对判断；1）对比与原始数据变化。此数据可以在设备安装调试结束后检测取得，也可在磨合期结束，进入稳态时取得。2）对照相关的标准，如ISO1372，ISO10816-3；ISO7919.3-2009；国标GBT11348；GBT6404；JBT10490。。。等。相对判断：1）谱图分析；简易诊断中可比对典型谱图。2）多台同类设备比较。有条件建议同时采用绝对判断和相对判断。