《模块振动检测下》课件

模块振动检测振动检测是机械设备维护和故障诊断的重要手段，可以及时发现潜在问题，避免重大故障发生。课程大纲振动检测概述介绍振动检测的基本概念和应用领域，以及振动检测在机械设备运行状态监测中的重要性。振动检测原理深入讲解振动检测的基本原理，包括振动信号的产生、传播和测量方法。传感器选择和安装介绍常用的振动传感器类型及其选择依据，以及传感器在机械设备上的正确安装方法。振动信号分析讲解振动信号的采集、处理和分析方法，包括时域分析、频域分析和模态分析等。振动检测的应用场景风力发电风力涡轮机在运行过程中，会产生各种振动，通过振动检测可以监测风机是否正常运转，及时发现故障。航空航天飞机发动机，飞行器部件，飞行器在运行过程中会产生各种振动，可以通过振动检测监测飞机是否正常运行，及时发现故障。轨道交通列车在运行过程中，会产生各种振动，可以通过振动检测监测轨道和列车是否正常运行，及时发现故障。工业生产大型机械设备在运行过程中，会产生各种振动，可以通过振动检测监测设备是否正常运行，及时发现故障。振动检测的基本原理振动产生的原因机械设备运行过程中，由于内部结构的缺陷或外部环境的影响，会产生振动。振动信号的特征振动信号包含振动的幅值、频率、相位等信息，这些信息可以反映机械设备的运行状态。振动检测的原理通过传感器采集振动信号，并对其进行分析，可以判断机械设备的运行状态是否正常。传感器的选择和安装传感器类型选择合适的传感器类型，例如加速度计、速度计、位移传感器。传感器参数考虑传感器测量范围、频率响应、精度等因素。安装位置传感器安装位置应靠近振动源，并避免安装在不稳定的结构上。安装方法使用合适的安装方法，确保传感器牢固安装，并减少安装误差。振动信号的采集和分析1传感器将机械振动转化为电信号2数据采集使用数据采集仪器记录传感器输出的信号3信号处理对采集到的信号进行预处理和分析4结果解读根据分析结果识别设备运行状况时域分析常见指标指标描述单位振动幅值振动信号的峰值大小mm,µm,g振动频率振动信号每秒钟振动的次数Hz振动周期振动信号完成一次振动所需的时间s振动速度振动点运动速度的大小mm/s,µm/s,m/s振动加速度振动点运动速度变化率的大小mm/s²,µm/s²,m/s²振动位移振动点离开平衡位置的最大距离mm,µm,m时域分析方法直接分析振动信号的时间序列，能够直观地反映机器的运行状态。通过对振动信号的时域分析，可以获得振动幅值、频率、周期、速度、加速度等指标，进而判断机器是否存在异常。频域分析常见指标频域分析将振动信号分解成不同频率的成分，可以识别机械设备的故障特征。1频率振动信号的频率，单位为赫兹(Hz)。2幅值振动信号的幅值，单位为加速度(g)、速度(mm/s)或位移(mm)。3相位振动信号的相位，单位为度。相位可以反映振动信号的相对位置。4谐波振动信号中频率为基本频率整数倍的信号，可以指示机械设备的非线性振动。机械故障的诊断方法1振动分析通过分析设备的振动信号来诊断故障。包括时域分析、频域分析等方法。2温度监测监测设备关键部位的温度变化，判断是否有过热故障。3油液分析分析设备润滑油的成分、磨损颗粒等，判断设备的磨损程度。4声学分析通过分析设备运行时产生的声音，判断是否存在异常。滚动轴承故障诊断振动信号特征滚动轴承故障会导致振动信号中出现特定频率成分。例如，外圈故障会在高频范围内产生冲击。频谱分析通过频谱分析，可以识别出故障频率，并根据其特征判断故障类型和严重程度。时域分析时域分析可以观察振动信号的波形，识别冲击、间歇性振动等特征，帮助判断故障类型。经验模式分解经验模式分解(EMD)可以将复杂信号分解成若干个本征模态函数(IMF)，方便分析不同频率成分。齿轮故障诊断齿轮磨损齿轮磨损会造成齿面粗糙，齿轮间隙增大，最终导致齿轮失效。齿轮断裂齿轮断裂是由过载、材料缺陷或加工缺陷引起的，会导致设备停止运行。齿轮打滑齿轮打滑会导致传动效率降低，噪声增加，甚至出现卡死现象。齿轮间隙过大齿轮间隙过大会导致传动精度降低，噪声增加，甚至出现振动。电机故障诊断轴承故障轴承故障是常见的电机故障之一，包括滚珠磨损、内圈外圈损坏等。绕组故障绕组故障会导致电机无法正常启动或运行，常见故障包括绕组短路、断路、绝缘老化等。转子故障转子故障通常会导致电机振动、噪音增大，常见故障包括转子不平衡、转子断裂等。过载电机长时间过载运行会导致温度升高，电机烧毁。压缩机故障诊断11.压缩机振动压缩机振动是常见的故障信号，可以反映出内部零件磨损、轴承故障等问题。22.温度异常压缩机运行时，温度会升高，如果温度过高，可能是制冷剂泄漏、冷凝器堵塞等故障。33.噪音变化压缩机正常运行时会有规律的噪音，如果噪音突然改变，可能是活塞环磨损、压缩机阀门故障等。44.压力波动压缩机压力波动会导致制冷效果下降，可能是压缩机内部零件磨损、管道泄漏等问题。振动信号采集技巧数据采集器选择合适的数据采集器，确保其具有足够的采样率和精度，并能够与传感器相兼容。传感器安装传感器安装位置应选择在能准确反映机器振动状态的位置，并牢固固定，避免松动或脱落。测试环境选择安静的环境进行测试，避免外界噪声干扰，并确保机器处于正常运行状态。数据分析采集完数据后，需要进行数据分析，提取有效信息，以便判断机器运行状态和潜在故障。振动数据的采集和传输传感器数据采集传感器采集到的振动信号以数字信号的形式存储在数据采集器中。数据传输方式数据可以通过无线网络、有线网络或现场总线传输到监测系统。无线传输有线传输现场总线传输数据预处理采集到的数据需要经过预处理，例如滤波、降噪等。数据存储和分析数据存储在数据库中，并通过专业的软件进行分析。振动分析软件的使用数据采集软件可用于采集振动数据，并进行数据预处理。频谱分析软件可用于对振动信号进行频谱分析，识别故障频率。趋势分析软件可用于对振动数据进行趋势分析，预测设备故障。报警设置软件可用于设置报警阈值，及时发现设备异常。基于振动的预测性维护早期故障预警通过分析振动信号，识别潜在故障，提前采取措施，避免设备故障。优化维护策略根据设备健康状况，制定最佳的维护计划，提高设备可用性。降低维护成本预测性维护可以减少停机时间，降低维修成本，提高设备的经济效益。案例分享-电机转子失衡电机转子失衡会导致严重的振动问题，影响电机运行稳定性，甚至造成损坏。此案例中，一台电机出现高频振动，经过振动分析发现转子存在质量不平衡，通过调整转子重量，平衡电机转子，降低了振动幅度，恢复正常运行。案例分享-齿轮箱磨损齿轮箱磨损是常见的机械故障，会导致齿轮箱效率下降、噪声增大、振动加剧等问题。齿轮箱磨损会影响机器的正常运行，甚至导致设备停机。通过振动监测，可以早期发现齿轮箱磨损的迹象，并采取措施预防故障发生。监测指标包括齿轮箱的振动频率、振动幅值、振动谱等。案例分享-轴承故障轴承故障是机械设备常见的故障类型之一。轴承的损坏会导致设备的振动、噪音、温度升高等问题，最终导致设备的停机。轴承故障诊断是机械设备维护的重要环节。通过振动分析等方法，可以有效地识别轴承的早期故障，及时进行维修，避免设备的突然停机。本案例将分享一个实际的轴承故障诊断案例，阐述如何利用振动分析方法识别轴承的早期故障，并制定有效的维修方案。案例分享-机床异常振动此案例展示了如何利用振动分析诊断机床异常振动问题。在机床加工过程中，由于刀具磨损、刀具与工件碰撞、机床部件松动等原因，会导致机床产生异常振动。通过对振动信号进行分析，可以识别出异常振动的频率、幅值和相位信息，从而确定振动源，并采取相应的措施进行维修或调整，确保机床的正常运行。在线振动监测系统1实时数据采集传感器实时采集设备的振动数据，并传输到监测中心。2数据分析与预警系统对采集到的数据进行分析，识别异常振动并及时发出预警信号。3远程监控工作人员可以通过远程监控系统实时查看设备运行状态，并进行远程故障诊断。4数据记录与存档系统将所有数据记录存档，以便于进行故障分析、设备维护和预测性维护。振动监测系统的组成传感器传感器是振动监测系统的核心，负责采集振动信号。传感器类型包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器。数据采集器数据采集器负责接收传感器信号，进行信号处理和转换。它将模拟信号转换为数字信号，并存储到内存中。数据传输系统数据传输系统负责将采集到的数据传输到中央监控系统。常见的传输方式包括无线传输、有线传输和网络传输。中央监控系统中央监控系统负责对数据进行分析和处理，并生成报警信息。它可以显示实时数据、历史数据和故障诊断结果。振动监测系统的选型应用场景首先，要明确系统的应用场景，包括监测对象类型，如旋转机械、管道、桥梁等。监测指标根据监测目标，确定要监测的振动指标，如振动幅值、频率、加速度等。精度要求根据实际需求，选择合适的传感器精度和采样频率，满足监测精度要求。系统功能最后，根据实际需要选择系统功能，如数据采集、分析、报警、预测性维护等。振动监测系统的安装振动监测系统的安装是一个至关重要的步骤，直接影响监测效果。1环境评估环境温度、湿度、振动等2传感器安装正确位置、固定方式3线路连接连接至采集设备、信号线4调试测试确保信号采集正常安装过程需严格按照规范进行，确保传感器位置准确，连接牢固。振动监测系统的配置参数设置配置传感器类型、采样率、阈值等参数，确保系统精准采集和分析数据。报警规则根据设备类型和应用场景设置报警阈值，避免误报和漏报，提高系统可靠性。数据存储配置数据存储方式和存储容量，保证数据安全性和可追溯性，方便数据分析和故障排查。用户权限设置用户角色和权限，控制不同用户的操作权限，保障系统安全和数据保密。振动监测系统的维护1定期检查检查传感器、数据采集器、连接线等部件的完好性。2清洁维护定期清洁传感器和数据采集器，保持设备的干净和正常工作。3校准验证定期校准传感器，确保其准确性和可靠性。4软件更新及时更新振动监测系统软件，提升系统性能和安全功能。振动监测系统的数据管理数据采集实时采集振动数据，包括时间戳、传感器位置、振动值等。数据存储将数据存储在数据库中，方便查询和分析。数据可视化将数据进行可视化展示，便于理解和分析。数据备份定期备份数据，防止数据丢失。振动监测系统的报警分析报警触发条件设置振动指标阈值，超过阈值触发报警。根据不同设备和故障类型设置不同的报警级别。报警信息记录记录报警时间、设备信息、报警原因、报警级别等信息，用于故障诊断和分析。报警分析分析报警原