基于振动分析的内燃机故障诊断分析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
基于振动分析的内燃机故障诊断分析示 范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 鉴于内燃机在结构和工作原理上比较的复杂，而且激 励源和零部件也非常的多，因此，当内燃机出现了故障的 时候，一般症状都比较复杂，故障信号也比较难检测，在 进行诊断的时候便非常的困难。本文主要是从振动的角度 对内燃机的故障进行了分析，首先，分析了内燃机的振动 结构和振动特性，然后从振动分析的角度，探讨了如何对 内燃机发生的故障进行诊断的问题。 内燃机在工业、农业等所需的机械设备中，属于比较 重要的机械之一，尤其是在船舶、石油钻井、铁路、汽车 以及农业等方面得到了广泛的应用。从某种意义上来说， 内燃机运行状态的优劣，直接的关系着整个机组的运行状
态。所以，提高对内燃机运行状态的检测水平和故障诊断率，对于系统的安全、稳定运行来说，意义重大。下面就从振动分析的角度，对内燃机的结构和振动特性以及故障的诊断问题等进行分析。 内燃机的振动结构和振动特性 由于内燃机在运行的时候，在各种力的激励下，很容易产生振动的现象，再经过不同的传递路径传递到内燃机的表面。因此，当内燃机的零件产生变化的时候，内燃机的表面振动现象也会呈现出不同的振动特性。在此基础上，专家们研究出了在从内燃机的振动特性进行内燃机故障的诊断。 内燃机属于热能动力机械范畴，在人们长期的实践和创新中，内燃机的主运动系统已经形成了由连杆、活塞和曲轴组成的结构可靠、生命力强的曲柄连杆结构为主的系统。再加上其他的辅助系统，便组成了内燃机的结构。按
有限单元法与机械振动及故障诊断的关系 随着机械向轻量化方向发展，构件的柔度加大；随着机械向高速化方向发展，惯性力急剧增大。在这种情况下，构件的弹性变形可能给机械的运动输出带来误差。在高速、精密机械设计中，为了保证机械的精确度和稳定性，就必须计入这种弹性变形对精度的影响。机械系统柔度加大，系统固有频率下降；而机械运转速度提高，激振频率上升，这种变化使许多机械出现较强振动现象的危险增加了，而振动既破坏机械的运动精度，又影响构件的的疲劳强度，并加剧运动副中的磨损，因此，出现了计入构件弹性的动力分析方法，即弹性动力分析，很多大型机械系统的振动也被分析研究，并为机械故障诊断奠定了理论基础。构件产生振动时，其变形和受力状况非常复杂，弹性动力学给出的微分方程导不出解析解，有限单元法是一种非常有效的数值分析方法，所得的解可以足够逼近于精确值，它使弹性动力学获得了新的、巨大的生命力。 有限单元法的基本思想是将一个连续弹性体看成是由若干个基本单元在节点彼此相连接的组合体，从而使一个无限自由度的连续问题变成一个有限自由度的离散系统问题。有限元求解问题的基本步骤通常为： 第一步：待求解域离散化：将求解域或连续体近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散域，习惯上称为有限元网络划分。显然单元越小（网格越细）则离散域的近似程度越好，计算结果也越精确，但计算量及误差都将增大，因此求解域的离散化是有限元法的核心技术之一。 第二步：选择插值函数：选择适当的插值函数以表达单元内的场变量的变化规律。场变量可以是标量、向量或者高阶张量。常数多项式为场变量的近似表达式，多项式的阶数取决于单元的节点数、节点的自由度数，以及单元间边界的变量协调性等。场变量及其导数都可以作为节点的未知量。 第三步：形成单元性质的矩阵方程：对单元构造一个适合的近似解，即推导有限单元的列式，其中包括选择合理的单元坐标系，建立单元试函数，以某种方法给出单元各状态变量的离散关系，从而形成刚度矩阵。 第四步：形成整体系统的矩阵方程：将单元总装形成离散域的总矩阵方程，反映对近似求解域的离散域的要求，即单元函数的连续性要满足一定的连续条件。总装是在相邻单元结点进行，状态变量及其导数连续性建立在结点处。 第五步：约束处理求解系统方程：利用系统矩阵方程建立求解方程组，引入边界条件，即约束处理，求解出结点上的未知场变量。 运用有限单元法可获得足够逼近于精确值的解，从而可获得反映设备实际运行状况的振动信号，其时域、频域和幅值域分析结果对于机器故障的准确判断具有重要意义。因此，在机械日益轻量化、高速化的趋势下，有限单元法显得极为重要，而准确的机械振动分析及故障诊断，更需要以有限单元法为支撑。
水轮机简答填空判断例题 水轮机复习题（200题） 一、问答题： 1、混流式水轮机的结构，按水流流径的路径主要有几部分组成？ 答：混流式水轮机的结构，按水流流径的路径主要有引水机构、导水机构、转动机构、泄水机构四大部分组成。 2、引水机构的主要作用是什么？ 答：压力钢管引进的水流首先进入水轮机室，主要作用是使引进的水流以尽可能小的水头损失且较均匀地从四周进入水轮机的转轮。 3、导水机构的主要作用是什么？ 答导水机构的主要作用是调节进入转轮的流量，以适应负荷变化的需要；当发电机负荷减少时，要求水轮机的进入流量相应减少，这时关水导叶开度，减少流量，反之当负荷增大时，打开导叶开度加大流量。停机时，导叶全部关闭，将水流截断。当机组发生故障而紧急停机时，导叶可迅速关闭。一般在5-10s内导叶可从全部开启状态至全关闭状态。 4、座环的作用是什么？ 答：座环是水轮机的承重部件。水轮机的轴向推力，发电机的重量及座环上混凝土的重量，均由座环承受。座环是水轮机零部件安装中的重量基准面。座环由上环、下环、固定导叶组成。固定导叶的断面为机翼型，以减少水流阻力。固定导叶的叶片数为活动导叶的1/2。水流通过蜗壳经固定导叶活动导叶按辐向均匀地进入转轮。 5、转轮由几部分组成，叶片是什么形状？ 答：转轮由叶片、上冠、下环和泄水锥组成，泄水锥装在上冠的中心下方。用来引导水流，避免水流经叶片流出后相互撞击，减少水力损失，提高水轮机效率。转轮叶片安置在上冠和下环之间，按圆周均匀分布。叶片是一个三向的空间扭曲面。上部较直，扭曲较小，而下部扭曲较大。转轮叶片数目通常为14-15片，我厂是14片。 6、尾水管的作用主要是什么？ 答：尾水管的作用主要是①将转轮出口的水流引向下游。②利用下游水位至转轮出口处所形成的静力真空（吸出高度值）。③利用转轮出口的水流动能，将其转换为转轮出口处的附加动力真空，使动能恢复并加以利用。 7、立式混流式水轮机从作用和安装上划分，它由那几部分组成？ 答：①埋设部分，包括尾水管里衬、基础环、座环、蜗壳和机坑里衬；②转动部分包括主轴、转轮和它们的附件。③导水机构包括座环、底环、顶盖、活动导叶、导叶拐臂、双连臂控制环、推拉杆等；④水轮机导轴承包括轴瓦、轴承体等；⑤主轴密封；⑥水轮机附属装置包括紧急真空破坏阀、尾水管十字补气架或补气管各种测压管路，测温装置、信号装置等。 8、水轮机安装的基本程序是什么？ 答：①埋设件的安装；②主轴与转轮的组合检查；③导水
六、诊断实例 例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断 某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。 图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势 图1-8 测点振值较小时的波形与频谱
图1-9 测点强振时的波形和频谱 (1)正常时，机组各测点振动均以工频成分）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的（相当于×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。 (2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。 (3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持×左右的比例关系。 (4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。 (5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。 诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。 生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。 例2：催化气压机油膜振荡 某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下： 工作转速：7500r/min出口压力：轴功率：1700kW 进口流量：220m3 /min 进口压力：转子第一临界转速：2960r/min 1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。
振动检测是状态检测的手段之一，任何机械在输入能量转化为有用功的过程中，均会产生振动；振动的强弱与变化和故障有关，非正常的震动感增强表明故障趋于严重；不同的故障引起的振动特征各异，相同的振动可能是不同的故障；振动信号是在机器运转过程中产生的，就可以在不用停机的情况下检测和分析故障；因此识别和确定故障的内在原因需要专门的一起设备和专门的技术人才。 1、机械振动检测技术 机械运动消耗的能量除了做有用功外，其他的能量消耗在机械传动的各种摩擦损耗之中并产生正常振动，其他的能量消耗在机械传动的各种摩擦损耗之中并产生正常振动，如果出现非正常的振动，说明机械发生故障。这些振动信号包含了机械内部运动部件各种变化信息。分辨正常振动和非正常振动，采集振动参数，运用信号处理技术，提取特征信息，判断机械运行的技术状态，这就是振动检测。 所以由此看来，任何机械在输入能量转化为有用功的过程中，均会产生振动；振动的强弱与变化和故障有关，非正常的震动感增强表明故障趋于严重；不同的故障引起的振动特征各异，相同的振动可能是不同的故障；振动信号是在机器运转过程中产生的，就可以在不用停机的情况下检测和分析故障；因此识别和确定故障的内在原因需要专门的一起设备和专门的技术人才。 2、振动监测参数与标准 振动测量的方位选择 a、测量位置（测点）。 测量的位置选择在振动的敏感点，传感器安装方便，对振动信号干扰小的位置，如轴承的附近部位。 b、测量方向。 由于不同的故障引起的振动方向不同，一般测量互相垂直的三个方向的振动，即轴向（A向）、径向（H 向、水平方向）和垂直方向（v向）。例如对中不良引起轴向振动；转子不平衡引起径向振动；机座松动引起垂直方向振动。高频或随机振动测量径向，而低频振动要测量三个方向。总之测量方向和数量应全面描述设备的振动状态。 测量参数的选择 测量振动可用位移、速度和加速度三个参数表述。这三个参量代表了不同类型振动的特点，对不同类型振动的敏感性也不同。 a、振动位移 选择使用在低频段的振动测量（<10HZ），振动位移传感器对低频段的振动灵敏。在低频段的振动，振动速度较小，可能振动位移很大，如果振动产生的应力超过材料的许用应力，就可能发生破坏性的故障。b、振动速度 选择使用在中频段的振动测量（10~1000hz）。在大多数情况下转动机械零件所承受的附加载荷是循环载荷，零件的主要失效形式是疲劳破坏，疲劳强度的寿命取决于受力变形和循环速度，既和振动位移与频率有关，振动速度又是这两个参数的函数，振动能量与振动速度的平方成正比。所以将振动速度作为衡量振动严重程度的主要指标。 c、振动加速度 选择使用在高频段的振动测量（>1000hz）。当振动频率大于1000hz时，动载荷表现为冲击载荷，冲击动能转化为应变能，使材料发生脆性破坏。多用于滚动轴承的检测。 以上三这三个参量可以互为辅助性的补充和参考。 振动判定标准 a、绝对判断标准。此类标准是对某机器长期使用、维修、测试的经验总结，由行业协会或国家制订图表形式的标准。使用时测出的振动值与相同部位的判断标准的数值相比较来做出判断。一般这类标准是针对某些类型重要回转机械而制订的。例如国际通用标准ISO02372和ISO3945。 b、相对判断标准。对于同一设备的同一部位定期进行检测，按时间先后作出比较，以初始的正常值为标准，以实测振动值超过正常值的多少来判断。
水轮机发电机振动问题的分析与处理方法 发表时间：2019-05-16T10:42:49.553Z 来源：《电力设备》2018年第33期作者：欧亮[导读] 摘要：在我国，水电作为一种重要的清洁能源受到了政府及社会的高度重视，而且我国对于水电开发更是居于世界前列。 （五凌电力有限责任公司托口水电厂湖南省怀化市洪江市托口镇托口水电厂 418106）摘要：在我国，水电作为一种重要的清洁能源受到了政府及社会的高度重视，而且我国对于水电开发更是居于世界前列。水轮机发电机是水电站生产电能的主要设备，为我国的水电事业发展作出了重要的贡献，但是水轮机发电机的振动问题严重影响了机组的寿命与安全，必须得到妥善的解决与处理。因此本文针对水轮机发电机振动问题的成因作详细阐述，并就此提出一定的解决方法，以为业内作为参 考。 关键词：水轮机发电机；振动；稳定性；处理方法水轮机发电机对于水电行业本身的重要性不言而喻，这是将水能转化为电能的重要媒介工具。而且近年来伴随智能化技术的发展，无人值班、远程控制的水电厂是未来的发展趋势，但是由于水轮机发电机的振动问题致使电厂的安全性大受影响，这在一定程度上阻碍了这种去世的发展。因此，为了保障水电厂的安全性，解决水轮机发电机的振动问题是当前迫在眉睫。 1.水轮机发电机振动问题原理及危害分析 我国的水电事业发展居于世界前列，诸如三峡水电工程等大型的水电工程更是世上绝无仅有的水电工程。而水轮机发电机是水电站当中极为重要的组成部分，它的稳定性更是受到了相关人士的高度关注，而振动问题作为影响水轮机发电机安全与稳定性的重要因素更是必须得到高度重视与处理。 1.1水轮发电机组振动的原理 水轮机发电机主要组成部分包括：固定部分与旋转部分，而当水轮发电机组工作时，部分的水轮机发电机由于某些部分出现问题或故障导致了机组出现不稳定性振动。而当气隙处于不对称状态时，定子与转子之间不平衡的磁拉力致使水轮机发电机出现振动。 1.2水轮机发电机振动的危害 水轮机发电机振动的危害不只是对发电机本身具有较大的影响，最重要的是它有可能危害到水电站本身的安全性。由于尾水管会发生低频压力脉动致使水管壁开裂，一旦发电机机组振动频率与尾水管低频压力脉动的频率发生共振，共振会直接致使机组发生大幅度振动，有可能致使机组的零件脱落，甚至造成机组的松动，这将导致机组整体的安全性能受到极大的影响。 2.水轮机发电机振动原因 在水电站的运行当中，水轮机发电机机组产生振动的主要是受到以下三个方面的影响：水力、机械、电磁等方面。而一旦水轮机发电机产生振动必定在一定程度上对水轮发电机组的安全造成影响，正是因此，只有详细的分析水轮机发电机发声振动的原因才能找到解决水轮机发电机振动的方案。 2.1水力因素 水轮机发电机发生水力振动主要是受水轮机当中动水压力而形成，而这主要是受到水力不平衡、汽蚀、尾水管涡带等所引起。 由于不少水电站为了节省建设成本，忽视了调压井的建设，但是与之带来的“脱流”问题严重困扰了水电厂。一旦水电厂并没有建设水电厂，脱流几乎是无法避免出现，而这个过程而形成的压力将直接引发水轮机发电机的振动，继而影响了水电发电机组的安全。 其次，气蚀所引发水轮机发电机的振动也是由水力所引发振动的一种，只要有空腔气蚀出现，必定会引发水轮机发电机的振动。而且虽然在预先的设计上根本不可能出现水力不平衡这一状况，但实际上由于现实中的诸多限制诸如安装、加工误差等都有可能致使出现水力不平衡，继而影响到水轮机发电机出现振动。 2.2机械因素 机械原因也是致使水轮机发电机产生振动的重要因素之一，这主要是由于误差、零件缺陷等导致。首先，一旦导轴承的刚性不足或直径不满足设计要求都可能致使导轴承之间产生横向振动力，而这将会导致水轮机发电机发生振动；其次，紧固件的松动也将导致水轮机发电机产生振动。而且水轮发电机组内由于内部的摩擦也将导致水轮机发电机发生振动。 2.3 电磁因素 电磁也是影响水轮机发电机振动的影响因素之一，由于发电机的转动导致受到不平衡力的影响从而致使发生振动。而且由于水轮机发电机的转子及磁极的不同，这也将导致磁极中存在的拉力不平衡，最终导致了水轮机发电机发声振动。 3.水轮发电组振动故障的识别 解决水轮发电机组振动问题的关键是对于振动故障的准确识别，只有正确的判断振动故障的类型才能够解决相关的故障。当前主要有以下三种方法能够判断振动故障的类别，具体包括振动实验、振动部位、振动频率等方式。 3.1振动实验识别故障类型 振动实验是诊断振动故障的方式之一，通过振动实验可以直接判断振动的类型，主要的方法包括转速试验、励磁实验等。转速试验顾名思义是通过在固定的转数之下启动水轮发电组机组，以此检验检测部位的振幅与频率，根据频率的不同可以判断具体的故障类别；励磁实验则是通过改变励磁电流，观察其实际变化规律，从而找到判断故障类别的依据。 3.2振动部位判断故障类型 通过振动部位判断故障类型首要的任务是明晰各种振动所代表的故障类型，例如水导轴承处振动明显大于其他部位时，则是表明存在水力不平衡这一类型的故障，这是一种极为常见引发水轮发电机组振动的类型；其次如果是上机架处振动较其他部位十分明显，则是表明存在机械故障，而这还需要具体明确究竟是何种因素致使的故障； 3.3振动频率判断故障类型 振动频率是所有判断故障类型最为有效的方法，它是利用测振仪直接对振动频率进行测量与判断，减少了由于人类自我判断所造成的误差，更加客观与真实的数据显示了故障的类型。而且在长久的测量过程当中，人类发现了一些规律可以直接判断故障的类型。例如振动频率与机组频率一致则是表明转动部分质量不平衡亦或是导轴不合适这一情况；其次，如果振动频率是转速频率乘以活动导叶数时则可以直接表明是由于转轮开口不均匀所造成。
概述 对旋转设备而言，绝大多数故障都 是与机械运动或振动相密切联系的，振 动检测具有直接、实时和故障类型覆盖 范围广的特点。因此，振动检测是针对 旋转设备的各种预测性维修技术中的核 心部分，其它预测性维修技术：如红外 热像、油液分析、电气诊断等则是振动 检测技术的有效补充。 相关仪器-----测振仪 VIB05 来自中国祺迈KMPDM的VIB05多功能振动检测仪是 基于微处理器最新设计的机器状态监测仪器，具备有振动 检测，轴承状态分析和红外线温度测量功能。其操作简单， 自动指示状态报警，非常适合现场设备运行和维护人员监 测设备状态，及时发现问题，保证设备正常可靠运行。 振动测量 VIB05可测量振动速度，加速度和位移值。当保持振 动速度读数时，仪器立即比较内置的ISO10816-3振动标准，自动指示机器报警状态。 轴承状态检测 VIB05可测量轴承状态BG值和BV值，它们分别代表高频振动的加速度和振动速度有效值。当保持轴承状态读数时，仪器按内置的经验法则自动指示轴承报警状态。 振动检测仪是测量物体振动量大小的仪器，在桥梁、建筑、地震等领域有广泛的 应用。振动检测仪还可以和加速度传感器组成振动测量系统对物体加速度、速度和位 移进行测量。
VIB07 来自中国祺迈KMPDM的VIB07多功能振动检测仪是基 于微处理器最新设计的机器状态监测仪器，具备有振动检测， 轴承状态分析和红外线温度测量功能。其操作简单，自动指 示状态报警，非常适合现场设备运行和维护人员监测设备状 态，及时发现问题，保证设备正常可靠运行。 主要特点 1、测振仪设计先进，具有功耗低、性能可靠、造型美 观、使用携带极为方便的特点。 2、按国标制造，测量值与国际振动烈度标准(ISO2372)比对可直接判断设备运行状态。 3、高可靠性的环形剪切加速度传感器，性能远远优于压缩式传感器。 4、具有高低频分档功能，在振动测量时，便于识别设备故障类型。 5、备有信号输入功能，配接温度传感器，即可测量温度。 6、备有信号输出功能，选配专用耳机，兼具设备听诊器功能；配接示波器、可用来监测、记录振动信息。 7、按振动传感器与主机的连接方式分为一体式和分体式供您选择。 8、适用于各类机械的振动、温度测量。 动平衡仪-----KMBalancer现场动平衡仪 现场动平衡分析仪KMBALancer是KMPDM 祺迈公司的产品。它嵌入式计算机技术和动平衡技 术，兼备现场振动数据测量、振动分析和单双面动 平衡等诸多功能，简捷易用。是工矿企业预知保养 维修，尤其是风机、电动机等设备制造厂和振动技 术服务机构最为理想之工具。它是美国尖端科技产 品。
水轮发电机组的振动原因非常复杂，主要有水力、机械、电气等三大方面的原因。例如，水轮机组的干扰通常来自一些压力脉动，低频压力脉动尤其对稳定运行构成威胁，因为它们可以扩散至整个管路系统，从而引起水力共振，其频率通常为转轮旋转频率的0．2～3倍。对于混流式水轮机，在非设计工况下运行时，转轮出口将产生强烈的涡带，从而导致尾水管流不稳定，是造成这类机组振动和出力摆动的最主要根源。尾水管脉动是低频压力脉动中最遍、最具有代表性的现象。尾水管中的水流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝，严重的可使整块钢板剥落。振动的振级和频谱不仅取决于激振力或力矩的大小和频率，同时还与电机和它的各部件，以及使水轮发电机构成整体的联接件的自振频率和运行状态有关，与制造、安装质有关，也与运行条件有关。在水轮机振动测试分析技术中，信号处理是水轮机振动测试分析成功与否的关键，其目的是提取设备中的振动特征信息，为准确分析振动原因提供依据。随着电力行业对水力机械设备安全、可靠性要求的不断提高，对振动分析提出了更高的要求，而传统的振动测试技术已满足不了对微弱振动特征信息的提取及非平稳信号特征提取的要求，而基于虚拟仪器的计算机处理技术为振动分析中这些难题的解决提供了友好的平台。 从振动发生的情况看，有的是水轮机本身的水力特性决定的，有的是由一些偶然因素作用产生的。发电机是将水轮机的机械能转换为电能的装置，在转换过程中，由于某些方面设计、加工、安装或参数配合不当也会引起发电机的电磁振动。 从结构上，水轮发电机组可以分成两大部分：转动部分和固定、支持部分。它们中的任何一个存在机械缺陷时都可能引起机组振动。而这些缺陷可能是由设计、加工、安装等任何一个环节所引起。 常规情况下，机组有四大振动部件：上机架、下机架、顶盖、转动部分。 异常情况下还有其它部件，如定子铁心等。 水轮发电机组结构复杂，诱发故障的原因很多，依据干扰的不同形式，机组的振动可分为机械振动、电磁振动和水力振动三大类。 1．机械振动 机械振动系指振动中的干扰力来自机械部分的惯性力、摩擦力及其它力。引起振动的机械因素有：转子重量不平衡，机组轴线不正，导轴承缺陷等。 机械振动主要有：大轴在法兰处对中不良，连接不紧或固定件松动而造成大轴有折线，从而引起的振动；机组转动部分因质量不平衡、弯承瓦间隙大或推力轴承的推力轴瓦不平和推力头松动等原因引起的振动。机械缺陷或故障引起的振动有共同的特点，其振动频率为转
道岔表示电路断路故障处理 摘要：通过分析“四线制道岔表示电路”中固有的规律、特点，并利用这些规律、特点来分析、判断、查找表示电路故障，使之成为压缩故障延时，快速处理故障的有效手段。关键词：道岔表示故障处理方法 道岔控制电路，分启动电路和表示电路两部分，启动电路指动作电动转辙机的电路，而表示电路（见图1付带有虚线标示的电路）指把道岔位置反映到信号楼里的电路。在道岔电路故障中，表示电路故障占大部分，而处理故障的快与慢直接影响着铁路运输的安全、正点。 在长期的工作实践中，通过学习分析“四线制道岔表示电路”中固有的规律、特点，并利用这些规律、特点来分析、判断、查找道岔表示电路故障，收到了很好的效果。 图1 1 四线制道岔表示电路规律特点 因为道岔表示不仅用于监督，而更重要的是用于联锁，所以道岔表示电路是安全电路，必须采取较完善的故障－安全措施。 1.1 规律特点之一 四条控制线各线的作用分别是： X1 ——控制电动机向定位动作和定位表示电路共用线； X2 ——控制电动机向反位动作和反位表示电路共用线； X3 ——表示电路专用回线； X4 ——启动电路专用回线。 1.2 规律特点之二
表示电路中，大部分元器件都是串联结构，并且电路中由于串接有整流二极管（见图2）并采用了位置防护法，安装在室外电路的最远端。因此，在电路中即可测量出交流电压，也可测量出直流电压，当发生故障时，可根据某一测试点测试的不同电压数值或极性判断故障性质。 图2四线制道岔表示电路原理图 1.3 规律特点之三 每组道岔表示电路，都设有专用的表示变压器（BD1-7型，变压比为2:1）,即采用了电源隔离保护法，因此，当联系线路之一混入其他电源时，不致构成闭合回路，因而表示继电器不会误动。 1.4 规律特点之四 电路中由于串接有整流二极管，所以只有半波整流电流流通。电流由定（反）位表示继电器D（F）BJ的端子1流入，从端子4流出，因而使D（F）BJ励磁吸起。在另一半波，由于有电容器C的放电电流，所以能使表示继电器保持在吸起状态。 1.5 规律特点之五 当联系线路发生短路时，整流二极管即失去作用，由于电路中串接有750Ω限流电阻，（防止烧毁器材及0.5A保险,使整个始终处于有电状态。）在继电器线圈中，只有交流电流流过，但因为它们都是直流偏极继电器，所以都不能吸起。体现了故障-安全的原则。 1.6 规律特点之六 如果不慎将外线X1和X2或将二极管正、负极接颠倒了，道岔能向相反的方向操纵，但这时相当于将整流二极管在电路中反接，于是改变了半波整流电流的方向，不能使表示继电器励磁吸起。
振动分析仪之设备状态监测与故障诊断的三个阶段 与故障诊断技术的实质是了解和掌握设备在运行过程中的状态，评价、预测设备的可靠性， 早期发现故障，并对其原因、部位、危险程度等进行识别，预报故障的发展趋势，并针对具 体情况作出决策。由此可见，设备状态监测与故障诊断技术包括识别设备状态监测和预测发 展趋势两方面的内容。具体过程分为状态监测、分析诊断和治理预防三个基本环节。 1.状态监测 状态监测是在设备运行中，对特定的特征信号进行检测、变换、记录、分析处理并显示、记录，是对设备进行的基础工作。检测的信号主要是机组或零部件在运行中的各种信息(振动、噪声、转速、温度压力、流量等)，通过利用如机械状态分析仪VIB07这种类型仪器的把这 些信息转换为电信号或其他物理信号，送入信号处理系统中进行处理，以便得到能反映设备 运行状态的特征参数，从而实现对设备运行状态的监测和下一步诊断工作。 2.分析诊断 分析诊断实际上包括两方面的内容：信号分析处理、故障诊断。 信号分析处理的目的是把获得的信息通过一定的方法进行变换处理，从不同的角度提取 最直观、最敏感、最有用的特征信息。分析处理可用专门的振动分析仪器，如VIB07或计算 机进行，一般情况下要从多重分析域、多个角度来分析观察这些信息。分析处理方法的选择、处理过程的准确性以及表达的直观性都会对诊断结果产生较大影响。 故障诊断是在状态监测与信号分析处理的基础上进行的。进行故障诊断需要根据状态监 测与信号分析处理所提供的能反映设备运行状态的征兆或特征参数的变化情况，有时还需要 进一步与某些故障特征参数进行比较，以识别设备是在运转正常还是存在故障。如果存在故障，要诊断故障的性质和程度、产生原因或发生部位，并预测设备的性能和故障发展趋势。 这是设备诊断的第二阶段。 如VIB07振动分析仪，兼备振动分析软件CM-Trend，可软件形成具有机器振动状态数据采集，数据管理，状态报警，故障诊断和趋势分析功能的基本预测维修系统。软件为使用者 提供一个方便灵活的工作平台，使其能够管理机器状态数据，进行日程数据采集，评价机 器状态，分析机器故障并提出预测维修报告。 3.治理预防 治理预防措施是在分析诊断出设备存在异常状态，即存在故障时，就其原因、部位和危 险程度进行研究并采取治理措施和预防的办法。通常包括调整、更换、检修、改善等方面的 工作。如果经过分析认为设备在短时间内尚可继续维持运行时，那就要对故障的发展加强监测，以保证设备运行的可靠性。根据设备故障情况，治理预防措施有巡回监测、监护运行、 立即停机检修三种。 与故障诊断技术的实质是了解和掌握设备在运行过程中的状态，评价、预测设备的可靠性， 早期发现故障，并对其原因、部位、危险程度等进行识别，预报故障的发展趋势，并针对具 体情况作出决策。由此可见，设备状态监测与故障诊断技术包括识别设备状态监测和预测发 展趋势两方面的内容。具体过程分为状态监测、分析诊断和治理预防三个基本环节。 1.状态监测
浅析水轮发电机组的振动分析与在线监测 摘要：本文通过针对水轮发电机组常见的各种振动现象及其发生原因进行分析，提出了水轮发电机组振动判断的基本方法。介绍了目前正逐渐成熟并在水电厂使用的水轮发电机组在线监测专家分析系统，以及水电厂“状态检修”方式的实施模式。 关键词：水轮发电机组振动分析在线监测状态检修 1 水轮发电机组振动概述 水轮发电机组的振动是以水轮机为原动力，水的能量是激发或维持机组振动的最根本能源。它既可直接激发并维持机组的振动，也可间接激发或维持机组振动。从振动的发生的情况看，有的是水轮机本身的水力特性所决定的，有的是由一些偶然因素作用产生的。发电机是将水轮机的机械能转换为电能的装置，在转换过程中，由于某些方面如设计、加工、安装或参数配合不当也会引起发电机的磁振动。从结构上讲，水轮发电机组可以分成两大部分：转动部分和固定、支持部分。它们中任何一个部件存在机械缺陷时都可能引起机组的振动，而这些缺陷可能是由设计、加工、安装等任何一个环节所引起。因此，一般来说水轮发电机组有四大振动部件：上机架、下机架、顶盖、转动部分；异常情况下还有其它振动部件，如定子铁心等。 2 水轮发电机组振动的类别常规振动是指由不可避免的因素引起的振动。在混流式水轮机中，这种不可避免因素主要有两个：尾水管涡带压力脉动和不平衡力。异常振动主要有以下几种情况：一是共振→它可能出现在机组的转动部分、叶片、水体、定子铁心等处；二是自激振动→水轮机中自激振动主要由迷宫泄漏所引起；三是水体共振及其引起的机组强烈振动→流道中，任何部分的水体部分都可能发生共振。在水轮发电机组振动中，转子不平衡也是一个非常突出的问题，不平衡是旋转机械最常见的故障。不平衡包括机械、水力、电气不平衡。无论什么不平衡，产生的根源（缺陷）一定在转动部分上。不平衡的频率一定是转速频率： 2.1 机械不平衡立轴机组摆度包含轴线曲折、轴的弹性变形、导轴承间隙。转子不平衡主要产生于：①制造和安装阶段：各种偏差、材质不均匀；②运行阶段：部件磨损、松动和脱落等；③其他情况：以不平衡的面貌出现，属于不平衡的范畴。引起转子不平衡的原因可以分为：——缺陷类：转动质量原因、轴线原因，如轴线的曲折度，轴线与推力镜板不垂
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）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↓，该缸转速波动峰值↓↓ 某缸做功能力↓，各缸之间转速波动率↑ 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（<10HZ）2、中频振动（10~100）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=N*△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/2.56 5·正常示功图的特征
第六讲汽轮机组常见横向振动故障的诊断振动是汽轮机组状态最常见的外部表现形式。振动信号中包含了丰富的机组状态信息。当机组的状态发生变化时，其振动形态也将随之发生改变。利用适当的数学方法，对振动信号进行分析，可提取反映机组状态的信息。本章主要讨论如何利用振动信号来诊断汽轮机组的故障。 第一节转子不平衡故障的诊断 转子不平衡是汽轮机组最为常见的故障，统计分析表明，汽轮机组的大部分振动是与转速同步( f)的振动信号。引起汽轮机组同步振动的原因可能有原始质 r 量不平衡、转子热不平衡、转子热弯曲、旋转部件脱落、转子部件结垢等。这些原因都将导致转子的不平衡。不同原因引起的转子不平衡故障的规律基本相近，但也各有特点。 一、转子质量不平衡 1.故障机理分析 转子质量不平衡故障产生的机理是，转子的各横截面的质心连线与各截面的几何中心的连线不重合，从而使转子在旋转时，各截面离心力构成一个空间连续力系，转子的挠度曲线为一连续的三维曲线，如图5-l所示。这个空间离心力力系和转子的挠度曲线是旋转的，其旋转的速度与转子的转速相同，从而使转子产生工频振动。
图5-1 转子质心的空间分布 2.故障特征分析 当转子有质量不平衡故障时，在不平衡力的作用下转子将发生振动，振动的主要特征有: (l)转子的振动是一个与转速同频的强迫振动，振动幅值随转速按振动理论中的共振曲线规律变化，在临界转速处达到最大值。因此，转子不平衡故障的突出表现为一倍频振动幅值大。同时，出现较小的高次谐波，整个频谱呈所谓的“枞树形”，如图5-2所示。 (2)在一定的转速下，振动的幅值和相位基本上不随时间发生变化。 (3)轴心运动轨迹为圆形或椭圆形。 (4)动态下，轴线弯曲成空间曲线，并以转子转速绕静态轴心线旋转。 图5-2 转子不平衡故障频谱图 3.故障判断依据
关于四线制道岔电路常见故障 的检测及处理方法 随着铁路跨越式发展，铁道信号设备也在不断的更新换代，以保证地对空安全和提高行车效率，以适应发展的更大要求。从手动控制的臂板信号、手扳道岔，发展到车站集中控制的色灯信号机及电动转辙机，再到目前最为先进的DMIS系统及微机联锁设备，这些都证明铁路在发展过程中的显著改进，为社会各个行业的交通运输提供了更便捷、更安全的服务。 目前，国内绝大部分地区采用的6502电气集中联锁方式进行控制。而在6502电气集中控制用于控制道岔的电路有三线制道岔控制电路和四线制道岔控制电路之分。其中，在现场使用较多的是四线制道岔控制电路。所以，我在本论文中以四线制道岔为例，进行分析和讨论。同时，介绍一些四线制道岔控制电器的常见故障及处理方法。 一、道岔控制电路的组成及继电器作用 道岔控制电路分启动电路和表示电路。启动电路指动用电动转辙机的电路，表示电路指把各部分位置反映到信号楼里来的电路。其中，道岔启动电路由1DQJ、2DQJ、熔断器、电动转辙机的自动开闭器及电机电路组成。1DQJ为JWXC－H125/0.44型继电器，作用是检查道岔区段是否空闲，进路是否在解锁状态，监督电动机能否正常动作。1DQJ3－4线圈起检查作用，1－2线圈起监督作用。2DQJ为加强接点的有极继电器JXJXC－220／220型，作用：1、2DQJ转极、改变绕阻的电流方向，实现正转、反转或中途转回；2、利用2DQJ极性保持特性，在车驶入道岔区段时，保证道岔转换到底。道岔启动电路的电源为KZ、KF直流24V电源，用于控制1DQJ、2DQJ动作，DZ、DF直流220V电源，用于控制转辙机动作。道岔表示电路由室内表示变压器、定位表示继电器DBJ、反位表示继电器FBJ、室外电动转辙机自动开闭器接点、整流匣、有关接点及电缆组成。电气集中表示继电器采用偏极继电器JPXC－1000型，与室外整流匣配合给出相应的道岔位置表示，表示电源为交流220V，用于动作表示继电器。
水力机组故障测试与诊断 摘要：在理论学习的基础上，基本掌握水力机组测试测试原理，机组振动原因、振动分析、机械振动分析；机组故障故障诊断内容、方法等。分析了当前大型水电机组行状况及其故障原因，并结合电网和水电厂的运行实际，建立相关大型水电机组运行稳定性状态监测及故障诊断系统，为机组稳定分析诊断提供了有效、可靠的依据。 关键词：水电机组故障诊断稳定性相关措施 引言：随着工业生产与科学技术的发展，机电设备越来越精密复杂，自动化水平也相应提高，机组设备一旦发生故障，不但设备遭受极大破坏，也将给人们的生活与生命造成极大威胁。因此，保证大型水电机组的正常安全运行，对其运行状态进行检测，及时发现故障征兆，做到“事前检修”防患于未然是工程界梦寐以求的理想，也是大型电站机组检修的发展方向。 水轮发电机组工作稳定性是其工作性能中的一项重要指标，而存在的稳定性问题又表现为不同形式的振动。因此，对振动的分析就成为研究机组稳定性的重要内客。对那些事关国民经济命脉的基础行业的大型机电设备保证大型水电机组的正常安全运行，对其运行状态进行检测，及时发现故障征兆，做到“事前检修”防患于未然是工程界梦寐以求的理想，也是大型电站机组检修的发展方向。 一、机组故障的概况 故障机理研究、预测及分析技术 故障机理研究是对机械设备进行故障诊断的基础。深入研究机械设备在运动时的动力学特性及各部件之间的相互关系，研究设备正常运行时和发生故障后产生的各种症状与可能性，是对机械设备进行状态监测和故障诊断的前提。理论研究主要有与机械设备相关的振动理论、摩擦理论、空气动力学理论、材料失效理论等。 故障预测是设备诊断的重要任务之一。通过对整个设备的状态变化趋势和维修状况进行分析，计算其残余寿命，可有效确定设备的整个服役寿命和报废时间，为系统的维修、报废和改进设计奠定基础。 预测与分析的策略和方法主要有:基于状态模型的故障预测方法、基于过程的长期预测方法以及集成故障预测系统等。 诊断决策技术 通过对故障进行诊断，可以判明故障的部位，分析故障的原因，提出排除故障的方法，从而可以提高设备维修的可适性和设备完好性，减少设备的金寿命周期费用。 国内外经过多年的发展，提出了模式识别、神经网络、专家系统等诸多诊断决策方法，特别是建立了大量的专用故障诊断专家系统。 电站机组运行设备故障诊断的难题: 水轮发电机组的振动与一股动力机械的振动有较大的差异，引起和影响水轮发电机组振动的原因和因素要比一股动力机械多且复杂，不仅组成系统整体的各部分相互有影响，而且引起机组振动的诸因素间又有相互影响。 二、水轮发电机组振动故障的特点 切机器在运行中，都不可避免地存在着不同程度的振动。和其他动力机械一样，水轮发电机组在运行中，也同样存在着一定程度的振动。但是，由于水轮发电机组工作的特殊性，其振动故障与一般动力机械相比，有较大的差异，具有复杂性、耦联性及故障和特征的非一一对应性。 （一）水轮发电机组振动的复杂性 主要表现在：
汽轮机常见振动故障和诊断方法探析 故障诊断是汽轮机维护管理工作的重要内容之一，在生产实际当中，汽轮机是关键设备，但由于系统复杂，而且运行的环境特殊，因此汽轮机的故障效率非常高，并产生一定的危害性。汽轮机的振动故障就是其中一种常见故障模式之一，本文将以汽轮机常见振动故障为研究主线，在分析故障问题的基础上，对如何采取诊断的方法，展开深入探讨。 标签：汽轮机；振动故障；诊断 1 汽轮机常见振动故障问题分析 汽轮机常见振动故障问题有4种类型，分别为滑销系统不畅导致振动、汽轮机叶片脱落导致振动、汽轮机前箱振动、轴向振动。这几种振动故障对汽轮机的正常运行具有很大的负面影响，而且潜在某些危险性的因素，具体故障问题如下： （1）滑销系统不畅导致振动。某厂使用了容量25MW的高参数调整抽气背式汽轮机，在使用的时候，存在轴承振动偏高的问题，而且调节系统和盘车运行不稳定，后来更换了转子，启动后虽然振动情况稍缓，但过一段时间后振动故障又突然出现，现场维修人员发现是因为滑销系统不畅而导致振动故障。 （2）汽轮机叶片脱落。汽轮机的末级叶片、次末级叶片脱落事故较为常见，其产生的迹象是汽轮机运行时振动骤然增大，机组基础振动异常，现场打闸停机，但由于汽轮机叶片脱落现场距离控制室距离较远，因此仅有振动探头显示振动增大。 （3）汽轮机前箱振动。某厂使用了型号为C50-90/13-1的汽轮发电机，原装为单缸冲动一级，后来调整为抽气凝气式机组，但在运行的过程中，发现前箱振动厉害，利用水平振动频谱进行分析，发现七倍频所占比例最大。 （4）轴向振动。某汽轮机厂使用了50MW的汽轮发电机，瓦轴振动过大，利用现场平衡法，将配重块安装在联袂节处，将原来20mm/s的振动频率，减至14mm/s，但不能够彻底消除轴向振动。 2 汽轮机常见振动故障诊断方法 鉴于上文提到的汽轮机几种常见振动故障问题，笔者结合现场的检修工作情况，对这几种振动故障问题进行诊断，并总结出以下几种方法： 2.1 滑销系统不畅导致振动诊断 现场拆开汽轮机，发现前轴承箱的支承和底部滑轮系统都存在异常现象，机组运行工程中，热量产生膨胀作用，引起前轴承水平扬度的变化，此时汽轮机的
六线制道岔简单故障分析、判断 第一部分四线制与六线制区别 六线制道岔和四线制道岔不同处：四线制道岔的X1、X2在六线制道岔被分成了X1、X5和X2、X6，并且六线制道岔多了一个2DQJF继电器，道岔启动时主、副机同时动作，表示电路是主、副机串联，其他的电路和四线制道岔基本一样；为了方便分析，以下电路故障分析时按四线制道岔来讲。 第二部分故障分析、判断 （一）、分线盘上区分室内外： 启动电路故障： 1、扳动时烧侧面保险 处理可从分线盘上甩下一根启动线，装上保险，再来回扳动： 若继续烧保险，则室内短路； 若不烧保险，则室外短路。 2、扳动时道岔不转换 可在分线盘上测扳动时的瞬间电压： 若没有电压，则室内故障； 若有电压则室外故障。 3、扳动时道岔动作，但电流表指针不复原，此时可判断为道岔密贴过紧或岔尖挤东西。如果故障电流很小时，单机小于2.0，双要小于4.0时为故障电流偏小。
4、若扳动时，定、反位表示灯不熄灭,则说明1DQJ没吸,若扳动后松开道岔按钮时,表示灯又回复到原来位置则2DQJ没转极。 表示电路故障： 在分线盘测量电压时 1、若有110伏电压，则室外开路； 2、若无电压时，可甩下一根表示线，再测两根软线： （1）若有110伏电压，则为室外短路； （2）若无110伏电压，则为室内故障。 （二）、室外部分故障处理 道岔故障大体可分为机械故障和电气故障。下面以1、3排闭合为例： 启动电路故障： 1、当道岔由定位向反位扳时扳不动，道岔无表示。用电阻档测X 2、X4，若有十几欧姆电阻，则X2、X4有一根电缆断线，然后把表档放在交流250伏上，测X2、X3电压，若有110伏电压，则说明X4断线，没有则X2断线。若电阻为开路时，则可把表棒一个固定在X4上，另一个表棒经X2—11—12—3—4—05、06—X4，从电阻不通到通即为故障点。 2、当道岔扳动时烧坏DF保险： （1）扳动道岔时烧定位启动保险,则X1与X4混线。 处理时可先从分线盘上甩下X1或X4，然后再扳动道岔，烧坏DF 保险则室内短路；若不烧坏DF保险则室外短路。当发现室外短路