典型机械的振动监测与诊断

轧钢机械的振动监测与故障诊断分析【摘要】轧钢机械作为轧钢厂中至关重要的设备，通过其运行状态的振动监测和故障诊断能够及时发现轧钢机械的运行故障先兆，避免意外事故的发生，确保轧钢机械安全、可靠运行。

本文主要对轧钢机械振动监测测点的选择、监测的方法、监测周期的选择进行了探讨，并根据振动监测技术地对轧钢机械的常见故障进行了相应的诊断与分析。

【关键词】轧钢机械;振动监测;故障诊断轧钢机械是轧钢厂中至关重要的机械设备，是一种大型的旋转机械。

人们在长期的实践与观察中发现，轧钢机械在发生故障之前会有异常的振动表现出来。

因此，为了及时发现轧钢机械的运行故障先兆，避免意外事故的发生，需要对轧钢机械的重点部位，如旋转轴、齿轮传动件、联轴器、滑动和滚动轴承等进行动态振动监测和故障诊断，以便准确地掌握故障发生的原因，从而更好地维护和检修轧钢机械设备，提高轧钢机械设备的使用率，确保轧钢机械安全、可靠运行。

1.轧钢机械的振动监测1.1测点的选择由于轧钢机械在运行时其转速处于不恒定状态中，功率则在空载与满负荷周期间不断地波动，因而可能出现的故障类型也相对较多。

因此检测设备、点检时间、点检方式及测点的选择对于故障诊断的正确性有着至关重要的作用。

为了确保监测数据具有一定的可比性，在测定数据时需要遵循以下的原则进行操作：第一，每次测量机器的工况需保持一致，且所使用的测量仪器及测量方法都应保持一致。

第二，每次需在同一点测点进行测量，这样不会由于激振源到测点的传递函数不同，而造成测量的结果存在很大的差距。

第三，测量的参数应保持一致，通常而言，频率超过1000hz的振动，其数据采集器的输出参数应以加速度为主，频率在100-1000hz范围内的振动，其数据采集器的输出参数应以速度为主，而频率在10-100hz范围内的振动，其数据采集器的输出参数应以位移为主。

在监测振动的过程中，轧钢机械的监测结果受测点的影响，因此在选择测点时应把握以下原则：第一，测点宜选择在信号反应相对敏感的部位，如机座，轴承座等部位。

振动测试与分析报告摘要：振动测试与分析是一种重要的技术手段，可以用于评估和优化机械设备的性能和可靠性。

本报告通过对某台机械设备的振动测试与分析，探讨其振动特性、故障诊断以及优化方案，为设备运营和维护提供科学依据。

一、引言振动测试与分析在现代机械设备的研发、生产和维护中起着至关重要的作用。

通过监测机械设备的振动信号，可以有效评估其工作状态和性能，并提前发现潜在的故障。

本次振动测试与分析的目的是对某台机械设备的振动特性进行深入研究，以提供相关的优化方案和建议。

二、实验装置及方法本次实验选取了一台工业用离心泵作为研究对象。

实验装置主要由振动传感器、数据采集设备和分析软件组成。

在进行振动测试之前，首先对设备进行了详细的检查和维护，确保设备正常运行。

然后，将振动传感器安装在设备的关键位置，并通过数据采集设备将振动信号采集下来。

三、振动特性分析通过对振动信号进行频域分析和时域分析，可以获得机械设备的振动特性。

频域分析可以将振动信号转换为频谱图，从而确定振动信号的主要频率成分。

时域分析可以获得振动信号的时间变化特征，包括振动的幅值、相位等。

通过对实验数据的分析，我们得到了离心泵在不同工况下的振动特性，并与设备的设计参数进行对比。

四、故障诊断分析振动信号中的异常振动往往与设备的故障有关。

根据振动信号的频谱图和时域特征，可以判断设备是否存在故障，并定位具体的故障位置。

本次实验中，经过振动信号的分析，我们发现离心泵在高速运行时出现了明显的振动异常。

进一步的故障诊断分析表明，该异常是由设备轴承的磨损引起的。

五、优化方案与建议针对离心泵存在的振动问题，我们提出了几种优化方案和建议。

首先，应对设备轴承进行维护和更换，以避免由于磨损而引起的振动问题。

其次，可以通过增加附加的减振装置来减少设备的振动。

此外，优化设备的结构设计和制造工艺也是减少振动的有效手段。

六、结论通过振动测试与分析，我们深入研究了某台离心泵的振动特性以及故障诊断。

机械设备典型故障的振动特性1. 引言机械设备在正常运行过程中，可能会出现各种故障，其中振动故障是一种常见的故障类型。

振动特性是用来描述机械设备振动状态的重要参数，通过对振动特性的分析，可以确定故障的类型和严重程度，并采取相应的维修措施。

本文将介绍机械设备典型故障的振动特性，包括离心机械设备的不平衡振动、齿轮传动的故障振动、轴承的故障振动以及主轴的故障振动。

2. 离心机械设备的不平衡振动离心机械设备的不平衡振动是一种常见的故障类型。

当离心机械设备的转子存在不平衡时，会导致设备产生振动。

不平衡振动的特点是振动频率较低，振动幅值较大。

不平衡振动的振动特性可以通过振动传感器进行监测和分析。

常见的振动特性参数包括振动幅值、振动频率和相位。

3. 齿轮传动的故障振动齿轮传动是机械设备中常用的传动方式之一，但是在使用过程中会出现齿轮的故障，导致振动增大。

齿轮传动的故障振动可以分为齿轮啮合故障和轴承故障两种情况。

•齿轮啮合故障振动：齿轮啮合故障会导致传动系统产生周期性振动，其频率与齿轮的啮合频率有关。

常见的齿轮啮合故障包括齿轮齿面磨损、齿轮齿面脱落等。

•轴承故障振动：轴承是机械设备中常见的零部件之一，当轴承出现故障时，会导致传动系统产生高频振动。

轴承故障的振动特点包括高频率、小幅度的振动，振动信号中常含有谐波成分。

轴承是机械设备中常见的关键零部件之一，其故障会导致设备振动增大。

轴承的故障振动可以分为内圈故障、外圈故障和滚动体故障三种情况。

•内圈故障振动：内圈故障会导致轴承产生低频振动，其振动频率一般较低，并且振动幅值较大。

•外圈故障振动：外圈故障会导致轴承产生高频振动，其振动频率一般较高，并且振动幅值较小。

•滚动体故障振动：滚动体故障会导致轴承产生特定频率的振动，其频率与滚动体的旋转频率有关。

主轴是机械设备中常见的关键部件之一，其故障会导致设备振动增大。

主轴的故障振动特点与轴承的故障振动类似，包括低频振动、高频振动以及特定频率的振动。

第三章振动监测技术第一节机械振动基础一、引言在机械设备的状态监测和故障诊断技术中，振动监测是普遍采用的基本方法。

当机械内部发生异常时，一般都会随之出现振动加大和工作性能的变化。

因此，根据对机械振动信号的测量和分析，不用停机和解体方式，就可对机械的劣化程度和故障性质有所了解。

另外，振动的理论和测量方法都比较成熟，且简单易行。

机械振动：表示机械系统运动的位移、速度、加速度量值的大小随时间在其平均值上下交替重复变化的过程。

机械振动可分为确定性的振动和随机振动两大类，前者可用下列简单的数学解析式表示，即d=D(t) （3-1）式中d-振动位移，它是时间t的函数。

随机振动不能用此式来描述，其振动波形呈不规则的变化，可用概率统计的方法来描述。

在机械设备的状态监测中，常遇到的振动多为周期振动、准周期振动、窄频带随机振动和宽频带随机振动等，以及其中几种的组合。

读者可以通过图3-1了解各种振动的特征。

二、简谐振动简谐振动是机械振动中最简单最基本的振动形式。

图3-2所示由弹簧系数为K和质量为M所组成的质量弹簧系统。

若拉下重锤，当自然长度达到D时放开，则重锤即作周期性的上下振动。

此时如取时间t为横轴，则重锤在任何时间的位置便可用图中实线的正弦波表示。

这样位移d对时间t形成了可以用正弦曲线表示的振动，这种简单的可用正弦表示的周期振动称为简谐振动，它表示为d=Dsin(2π/T*t+) (3-2)式中 D-最大振幅，又称峰值，2D称为双峰值，其单位为mm或μm（μm=10的-3立方mm）;T-振动的周期，即再现相同振动状态的最小时间间隔，单位为秒（s）。

振动周期的倒数称为振动频率，单位为赫兹（Hz）即f=1/T (Hz) (3-3)频率f又可用角频率来表示，即ω=2π/T（rad/s） (3-4)ω和f的关系为ω=2πf（rad/s）(3-5)f=ω/2π (Hz)将式（3-4）代入式（3-2）可得d=Dsin(ωt+φ) (3-6)此处令ч=ωt+φ（3-7）式中ч-简谐和振动的相位，是时间t的函数，弧度（rad）；φ-初始相位；ω-角速度，rad/s。

机械设备振动监测参数及标准一、振动诊断标准的制定依据1、振动诊断标准的参数类型通常，我们用来描述振动的参数有三个：位移、速度、加速度。

一般情况下，低频振动采用位移，中频振动采用速度，高频振动采用加速度。

诊断参数在选择时主要应根据检测目的而选择。

如需要关注的是设备零部件的位置精度或变形引起的破坏时、应选择振动位移的峰值，因为峰值反映的是位置变化的极限值；如需关注的是惯性力造成的影响时，则应选择加速度，因为加速度与惯性力成正比；如关注的是零件的疲劳破坏则应选择振动速度的均方根值，因为疲劳寿命主要取决于零件的变形能量与载荷的循环速度，振动速度的均方根值正好是它们的反映。

2、振动诊断标准的理论依据各种旋转机械的振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响。

振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳。

这种损伤多属于动力学的振动疲劳。

它在相当短的时间产生，并迅速发展扩大，因此，我们应十分重视振动引起的疲劳破坏。

美国的齿轮制造协会（AGMA）曾对滚动轴承提出了一条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。

图中可见，在低频区（10Hz 以下），是以位移作为振动标准，中频（10~1000Hz ）是以速度作为振动标准，而在高频区（1KHz 以上）则以加速度作为振动标准。

理论证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动所产生的能量与振动的平方成正比。

由于能量传递的结果造成了磨损好其他缺陷，因此，在振动诊断判定标准中，是以速度为准比较适宜。

而对于低频振动，，主要应考虑由于位移造成的破坏，其实质是疲劳强度的破坏，而非能量性的破坏。

但对于1KHz 以上的高频振动，则主要考虑冲击脉冲以及原件共振的影响。

3、振动诊断标准的分类根据标准制定方法的不同，振动诊断标准通常分为三类。

1）绝对判断标准它是根据对某类设备长期使用、观察、维修与测试后的经验总结，并在规定了正确的方法后制定的，在使用时必须掌握标准的适用范围和测定方法。

振动监测方法1、常规监测设备正常运转时，使用笔式测振仪检测设备旋转部位的振动值，主要是振动速度，测量轴向、垂直方向和水平方向的振速并记录作为参考值。

岗位巡检人员在日常检测发现测量值发生变化时，通常先检查连接部件是否松动，能停机的设备可检查轴对中、轴承游隙或轴承与轴和轴承座的配合间隙等，不能停机的设备则使用振动频谱仪进行精密检测，分析振动频谱，找出是否为动平衡原因或其他原因。

据有关资料统计，利用简易诊断仪器可以解决设备运行中50%的故障。

由此可见，简易诊断在设备管理与维修中具有重要作用。

2、精密监测精密监测是通过振动频谱仪检测设备振动频谱图，分析各频率对应的振动速度分量，如某一频率的振动速度分量超限，可对比常见振动故障识别表判断故障点。

振动频率的计算：设备运转部位的工频振动频率(HZ)=转速(r∕min)∕60,如某风机的转速为960r∕min,则其工频振动频率为16HZo工频振动频率通常称为转动频率。

振动监测技术常用的振动监测方法有波形、频谱、相位分析及解调分析法。

频谱图显示振动信号中的各种频率成分及其幅值，不同的频率成分往往与一定的故障类别相关。

波形图是对振动信号在时域内进行的处理，可从波形图上观察振动的形态和变化，波形图对于不平衡、松动、碰摩类故障的诊断非常重要。

双通道相位分析通过同时采集两个部位的振动信号，从相位差异中可以对相关故障进行有效的鉴别。

解解是提取低幅值、高频率的冲击信号，通过包络分析，给出高频冲击信号及其谐频，此技术在监测滚动轴承故障信号方面较为有效。

1、不平衡转子小平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。

结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。

转子不平衡的主要振动特征：⑴振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；⑵波形为典型的正弦波；⑶振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90。

发电机组的振动监测与故障诊断振动监测是发电机组运行过程中非常重要的一项工作，它可以有效地帮助我们了解发电机组的运行状态，及时发现和解决潜在的故障问题。

本文将介绍振动监测的基本原理和方法，并探讨如何通过振动信号来进行故障诊断。

一、振动监测的基本原理发电机组在运行过程中会产生各种振动信号，这些信号可以反映出发电机组的运行状态和各部件的工作情况。

振动监测的基本原理是通过安装振动传感器来采集振动信号，并将信号转化为电信号进行处理和分析。

振动信号可以分为两类：机械振动信号和电子振动信号。

机械振动信号是由发电机组内部运行过程中产生的机械振动引起的，比如转子不平衡、轴承故障等。

电子振动信号是由电器故障或电磁干扰引起的，比如绝缘损坏、接触不良等。

二、振动监测的方法1. 实时监测：通过振动传感器将振动信号实时采集并传输到监测系统，对振动信号进行分析，及时发现异常情况，并及时采取措施进行维修和保养。

2. 定期检测：定期使用振动仪器检测发电机组的振动情况，比如每月进行一次振动检测，可以有效地了解发电机组的运行状态，并及时发现潜在的故障问题。

3. 长期驻点监测：将振动传感器长期安装在发电机组上，通过采集连续不断的振动信号，了解发电机组的长期运行情况，为后续的故障诊断提供重要数据支持。

三、振动信号的故障诊断振动信号的故障诊断是通过对振动信号的分析和处理，来判断发电机组是否存在故障，并确定具体的故障类型和程度。

常用的故障诊断方法包括：1. 时域分析：通过对振动信号在时域上的波形进行分析，判断是否存在周期性故障，比如转子不平衡、轴承故障等。

2. 频域分析：通过对振动信号在频域上的频谱进行分析，得到频域特征参数，来识别故障类型，比如齿轮间隙、电机磁场不均匀等。

3. 振动信号模式识别：通过建立故障模式库，将不同故障类型的振动信号进行分类和归档，根据振动信号的特征进行匹配，从而确定故障类型。

四、振动监测与故障诊断的意义振动监测与故障诊断可以帮助我们及时发现和解决发电机组存在的潜在故障问题，避免故障发生对发电机组造成严重损害。

机械振动信号分析与故障诊断的研究进展一、引言机械振动信号分析与故障诊断是现代工程领域中重要的研究方向之一。

随着工程技术的发展和智能化水平的提高，传感器和数据采集技术的进步为机械设备振动信号的分析和故障诊断提供了更为全面和精确的手段。

本文将针对机械振动信号分析与故障诊断的研究进展进行探讨，分析其现状和发展趋势。

二、振动信号分析技术1. 频域分析频域分析是对机械振动信号进行谱分析，通过将振动信号从时域转换到频域，可以观察到信号中不同频率成分的能量分布情况。

常见的频域分析方法包括傅里叶变换、功率谱分析和相关函数等。

这些方法可以快速、准确地提取振动信号的特征值，有助于判断机械设备的运行状态和可能的故障。

2. 时间域分析时间域分析是对机械振动信号在时域上进行分析，主要通过观察信号的波形、幅值和周期等特征来判断机械运行的稳定性和故障情况。

脉冲响应、自相关函数和互相关函数等是常用的时间域分析方法。

该方法可以反映振动信号的瞬态特征，有助于检测和分析机械设备的异常振动。

三、故障诊断方法1. 特征提取特征提取是基于振动信号的特征参数，通过提取和分析信号中的频率、振幅、相位和能量等特征，以发现和识别故障信号的出现。

常用的特征参数包括峰值、峭度、峰值因子、裕度因子等。

通过有效地提取特征参数，可以准确地识别机械设备的故障类型和程度。

2. 模式识别模式识别是将振动信号与预先建立的模式进行对比，通过对比分析，确定信号的相似性和相异性，从而判断机械设备的状态。

常用的模式识别方法包括人工神经网络、支持向量机和模糊聚类等。

这些方法可以根据已知的振动信号模式进行学习和预测，提高故障诊断的准确性和稳定性。

四、应用案例机械振动信号分析与故障诊断在工程实践中具有广泛的应用。

以机械设备故障诊断为例，通过对振动信号的采集和分析，可以实时监测设备的运行状况，并提前发现潜在的故障隐患。

例如，在风力发电机组中，通过对叶片振动信号的分析，可以判断叶片的偏差或破损情况，及时进行维修和更换，保证发电机组的正常运行。

机械振动检测分析报告机械振动检测分析报告摘要：本报告通过对某机械设备的振动检测分析，对其运行状态进行评估和故障诊断。

通过振动参数的分析，得出机械设备目前处于正常运行状态，但存在轻微的振动异常情况。

建议采取相关措施进行维护和修复，以防止可能的故障。

一、引言机械设备的振动检测是一种常用的方法，可以通过监测和分析设备的振动参数，评估其运行状态，并及时发现可能存在的故障。

本次振动检测分析旨在对某机械设备进行评估和故障诊断。

二、实验方法采用无线振动传感器对机械设备进行振动监测，传感器将振动信号传输到数据采集系统进行分析。

通过测量和分析振动信号的频率、幅值、相位等参数，评估设备的运行状况。

三、实验结果1. 频率分析：对振动信号进行频域分析，得到设备各频率分量的幅值和频率。

结果显示，设备主要振动频率集中在A频段（0-100Hz），且幅值较小，符合正常运行状况。

2. 时域分析：对振动信号进行时域分析，得到设备振动信号的整体波形。

结果显示，设备振动信号的波形基本为周期性变化，波峰和波谷相对平稳，无明显的突变或异常情况。

3. 幅值分析：对振动信号的幅值进行统计和分析，得到设备的振动幅值变化情况。

结果显示，设备的振动幅值变化较小，基本在正常范围内。

四、讨论根据振动检测的结果分析，机械设备目前处于正常运行状态，但存在轻微的振动异常情况。

这可能是由于设备的磨损、松动或接触不良等原因所引起的。

这种轻微的振动异常可能会逐渐加剧并引发故障，因此应采取相关措施进行维护和修复。

建议采取以下措施进行设备维护和修复：1. 定期检查设备的零部件，对松动或磨损的部件进行紧固或更换；2. 检查设备的轴承，确保其润滑良好；3. 清洁设备的滚轮或齿轮，确保其表面平整、无异物；4. 检查设备的电气连接，确保接触良好。

五、结论通过对某机械设备的振动检测分析，本报告评估了设备的运行状态，并发现了轻微的振动异常情况。

建议采取相应的维护和修复措施，以防止可能的故障发生。