旋转机械的振动监测与诊断(一)
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4.3旋转电机的故障监测与诊断4 .3. 1概述旋转电机系泛指同步机、异步机、直流机。
这些设备是企业生产的动力,是关键设备,一台电机出现 故障将会造成整条生产线停产,给企业带来巨大经济损失这些关键设备一则个大,二则技术性能要求高、价格都很贵、故障和事故意味着效益的流失。
预防事故的发生已是企业管理者主要工作内容之一。
投人较少资金安置设备事故监测系统、监测预防设备故障的发生可以减少设备故障造成巨大的经济损 失。
大型电机的故障可分为电气故障和机械故障两类,产生两类故障原因及故障性质不同,处理方法也 不尽相同。
4. 3. 2旋转电机的电气故障4. 3. 2 .1故障种类电气故障可分为短路、断路、失磁、破损等几类。
短路:电机绕组匝间、绕组对地、绕组相间、定子与转子之间、接线端子与滑环的短路等。
造成短路 事故的原因是绕组匝间、匝对地、相间绝缘受潮或老化,或机械损伤、长期过载发热绝缘性能降低电击 穿、过电压击穿等。
断路:绕组和导体发热烧断、导体连接点松开、绕组端接点脱焊或受机械力甩开等。
失磁:直流机磁场失电或绕组断路短路等。
4. 3 .2 .2旋转电机的关键参数——绝缘强度旋转电机所产生各种故障几乎都和绝缘参数有直接和间接的关系。
电机质量的高低绝缘是度量的 主要参数之一,对于电机运行维护的主要工作也是围绕绝缘进行的。
绝缘材料致命的弱点是怕高温,温度升高绝缘值下降,温度达到一定值后绝缘材料变质,所以监控电机的运行温度成为监控电机绝缘状况 的重要手段。
4. 3. 3电机的监测内容4. 3. 3. 1监测电机的各种电流(1)检测电机电流的有效值。
通过对电机三相绕组运行电流有效值的监测,可知道和掌握电机的 运行状况,电流表读数表咀三相电流平衡不超过额定值,表示电机运行正常;如果三相电流有一相无读 数,表明电机断相;如果三相电流超出额定值,应迅速查明原因进行处理或者进行限载减载,防止电机发 热而破坏电机的绝缘;如果三相电流不平衡,有的很小,有的大于额定值很多,表示三相绕组绝缘出现故 障,可能柏接地或匝间短路,必须减载和相应检查处理。
旋转机械状态监测与故障诊断讲义陈国远深圳市创为实技术发展有限公司2005年8月目录第一章状态监测的基本知识 (4)一、有关的名词和术语 (4)1. 振动的基本参量:幅值、周期(频率)和相位 (4)2. 通频振动、选频振动、工频振动 (6)3. 径向振动、水平振动、垂直振动、轴向振动 (6)4. 同步振动、异步振动 (7)5. 谐波、次谐波、亚异步、超异步 (7)6. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动 (7)7. 自由振动、受迫振动、自激振动、随机振动 (7)8. 高点和重点 (8)9. 刚度、阻尼和临界阻尼 (8)10. 共振、临界转速、固有频率 (9)11. 分数谐波共振、高次谐波共振和参数激振 (9)12. 涡动、正进动和反进动 (9)13. 同相振动和反相振动 (10)14. 轴振型和节点 (10)15. 转子挠曲 (11)16. 电气偏差、机械偏差、晃度 (11)17. 偏心和轴心位置 (11)18. 间隙电压、油膜压力 (11)二、传感器的基本知识 (12)1. 振动传感器 (12)2. 电涡流振动位移传感器的工作原理 (13)3. 电动力式振动速度传感器的工作原理 (13)⒋压电式加速度传感器的工作原理 (14)第二章状态监测常用图谱 (15)1.波德图 (15)2.极坐标图 (16)3.频谱瀑布图 (16)4.极联图 (17)5.轴心位置图 (18)6.轴心轨迹图 (18)7.振动趋势图 (19)8.波形频谱图 (20)第三章旋转机械的故障诊断 (22)1. 不平衡 (22)2. 不对中 (23)3. 轴弯曲和热弯曲 (26)4. 油膜涡动和油膜振荡 (28)5. 蒸汽激振 (30)6. 机械松动 (33)7. 转子断叶片与脱落 (33)8. 摩擦 (38)9. 轴裂纹 (40)10. 旋转失速与喘振 (40)11. 机械偏差和电气偏差 (43)第一章状态监测的基本知识一、有关的名词和术语机械振动是指物体围绕其平衡位置附近来回摆动并随时间变化的一种运动。
第23卷 第1期2010年3月燃 气 轮 机 技 术GAS TURB I NE TECHNOLOGYV o l 23 N o.1M ar.,2010旋转机械振动监测和分析郑月珍(南京汽轮电机(集团)有限责任公司,南京 210037)摘 要:本文介绍旋转机械振动监测和设备故障诊断的意义、旋转机械的常见振动问题和振动测量的原理及测试方法。
最后介绍我公司研制开发的以计算机为核心的旋转机械振动监测和分析系统的主要功能。
关 键 词:机械振动;轴振动;频谱分析;故障诊断中图分类号:O329 文献标识码:A 文章编号:1009-2889(2010)01-0039-061 振动状态在线监测及预测维修旋转机械的振动监测是设备运转状态监测的重要组成部分。
随着生产技术的发展,一种以状态监测为基础的故障诊断和预测技术得到推广与应用。
这种技术的发展,将使设备的维修方式从传统的 事故维修 和 定期维修 过渡到 预知性维修 ,从而大大提高设备的年利用率,减少停机维修时间,降低维修费用,同时也减少了备件库存量。
此外,旋转机械的振动测试技术也是转子现场动平衡和转子动力特性试验研究不可缺少的手段。
近十年来,我国振动状态监测技术得到了重视和研究,在关键设备上配备了监测仪表或监测系统。
例如从国外引进的燃气轮机发电机组都安装了振动保护系统。
对国内制造的200MW、300MW和600MW汽轮发电机组的仪表设计工作正在选择相应的振动保护系统与主机配套。
国内原有的电站设备已逐渐安装机械保护系统及准备安装机械保护系统。
2 旋转机械振动测试概要旋转机械振动测试的主要对象是一个转动部件 转子或转轴,在进行振动测量和信号分析时,也总是将振动与转动密切结合起来,以给出整个转子运动的某些特征。
2.1旋转机械的振动问题转子是旋转机械的核心部件。
通常转子是用油膜轴承、滚动轴承或其它类型轴承支承在轴承座或机壳、箱体及基础等非转动部件上,构成了所谓的 转子 支承系统 。
振动监测参数及标准(一)振动监测参数及标准引言振动监测是一种重要的技术手段,用于检测机械设备的运行状况和健康状态。
准确的振动监测参数和标准可以帮助我们及时发现设备的故障和异常,从而采取相应的维修和保养措施。
振动监测参数以下是一些常用的振动监测参数:•振动速度(Velocity):用来描述振动的快慢程度,通常以毫米/秒(mm/s)为单位。
•振动加速度(Acceleration):用来描述振动的强弱程度,通常以米/秒平方(m/s²)为单位。
•振动位移(Displacement):用来描述振动的位移程度,通常以毫米(mm)为单位。
•振动频率(Frequency):用来描述振动的周期,通常以赫兹(Hz)为单位。
振动监测标准为了对振动进行有效监测和分析,我们需要参照一些标准来判断振动参数是否达到预期的要求。
以下是一些常用的振动监测标准:•ISO10816:国际标准化组织(ISO)制定的用于评估旋转机械振动的标准。
该标准将设备分为不同的振动等级,以帮助判断设备的运行状况。
•API618:美国石油学会(API)制定的用于评估压缩机振动的标准。
该标准主要针对石油和天然气工业中的压缩机设备。
•ISO13373:ISO制定的用于检测、诊断和监测机械故障的振动监测标准。
该标准提供了一套完整的振动分析方法和技术。
振动监测的应用振动监测在许多行业中都有广泛的应用,以下是一些典型的应用场景:•工业生产设备:通过对生产设备的振动进行监测,可以准确判断设备的健康状态,及时发现故障,避免生产中断和损失。
•交通工具:对交通工具如汽车、飞机等的振动进行监测,可以提前发现潜在故障,确保交通安全。
•建筑结构:对建筑结构的振动进行监测,可以判断建筑的安全性和稳定性,并及时采取相应的维修措施。
总结振动监测参数和标准对于保障设备的正常运行和安全性至关重要。
只有通过准确的监测和判断,才能提前发现故障,避免生产事故的发生。
希望本文对您了解振动监测参数及标准有所帮助。
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旋转机械设备简易诊断方法一、旋转机械运转产生的振动机械振动中包含着从低频到高频各种频率成分的振动,旋转机械运转时产生的振动也是同样的。
轴系异常(包括转子部件)所产生的振动频率特征如下:二、对象设备的选择从效率和效果方面来看,将工厂内所有设备都作为简易诊断对象是不可取的。
从技术方面看,有可以诊断的设备也有不可诊断的设备。
因此选择对象设备时必须充分探讨,选择标准如下:1)与生产直接有关的设备2)虽然是附属设备,但故障引起的破坏性大的设备3)由于故障,有再次损坏可能性的设备4)维修成本高的设备三、检测周期为使机械设备的异常在初期阶段就能被发现,必须对设备进行定期检测,检测周期的长短要视异常程度大小而定。
异常严重的必须缩短检测周期。
这一点非常重要,但是,不看必要性,过分缩短检测周期是不经济的。
决定检测周期时必须注意:·设备过去的异常履历和发生异常的周期·设备的劣化速度对过去有异常履历的设备,检测周期应为发生周期的1/10以下。
而象磨损故障这一类劣化是慢慢进行的设备,检测周期即使长一点也是足够的。
但是对于高速旋转体,故障一旦产生立即会导致故障的设备,希望每天检测或在线监测。
以下是各类设备的标准检测周期(是一个基本周期),如检测数据变化加剧或达到判定基准的注意区域时,必须缩短检测周期。
一般情况下,轴承劣化初期,劣化是慢慢进展的,这时如不作适当处置,劣化就会激烈进展,因此,对轴承来说,检测周期应比其它设备或部件短,尽可能每天检测较放心。
另外,检测周期不应固定不变。
如果,检测值同判定基准对照处在很正常状态时,则周期可固定不变,但当进入注意区域时,检测周期应缩短,这一点很重要。
四、检测诊断点:检测点最好是在轴承壳体部位,应选择探头与机械接触良好。
刚性高的部位作为测点,测低频振动时,三个方向都测(轴向、水平、垂直),一般轴向和水平向都在轴心同高度测。
要求在三个方向测是因为各种故障引起的振动发生在不同的方向上。
如何对旋转机械设备进⾏振动分析检测?亚泰光电来源:亚泰光电机器设备的旋转部件会不时产⽣频率介于50Hz~10kHz之间的振动,我们可以测量设备的振动幅度,以便从中了解滚轴及其它转动部分的物理状态,这个监控过程⼀般称为振动分析。
这些设备如果出现机械问题及电⽓问题,均会引起振动幅度的变异,振动⼤⼩与设备问题的严重性息息相关。
如果能掌握振动的⼤⼩及变异来源,就能在设备尚未严重恶化之前,事先完成检修⼯作,以避免造成设备更⼤的损坏,⽽影响⽣产或增加维修费⽤。
⼀、振动显⽰信号 设备振动显⽰出来的信号⽐较复杂,但从确定性⾓度,分为确定性信号和⾮确定性信号。
在旋转部件中,有不少是确定性信号: 机组的联接及转⼦存在不对中、不平衡。
齿轮箱中轮齿的点蚀、剥落、断齿 滚动轴承中零部件损坏 滑动轴承中存在油膜涡动等等这些常见的故障。
这些确定性信号都有可以⽤函数关系来描述,即通过理论计算和频谱分析技术均可确定它们的特征频率,从⽽确定故障的类型和部位。
振动分析仪利⽤电压加速度传感器将振动信号转换为电信号。
⽽对电信号进⾏处理和分析,就能反推出设备各种振动量的准确值。
从振动量的值来了解设备及其部件的状况,进⽽判断这些设备运转状态是否良好。
这样就可以把检测到的振动情况可作为是否停机之依据,降低意外当机的机率。
还可以分析出故障的部位和故障原因,并推断出检修的⽅法。
⼆、振动的⼀些基本概念 为了更好地研究振动分析设备故障诊断技术,⾸先要对振动有⼀定的了解。
1、表⽰振动的要素包括:振幅、频率、相位、能量等。
振幅:表明振动幅度的⼤⼩,振幅能说明设备或部件损坏的严重程度。
频率:表明振动的来源,能说明设备或机械组件损坏的原因。
相位:代表测点间振动的相互关系,能说明设备或机械组件的运转模态。
能量:代表振动的破坏⼒,设备或机械组件损坏的冲击状况。
2、其中振幅有三种数据类型:位移值(毫⽶)、速度值(毫⽶/秒)、加速度值。
位移值,⽤于低转速成设备诊断上。