转子系统状态监测与故障诊断技术
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1.设备监测目的意义保障设备安全,防止突发故障。
保障设备精度,提高产品质量和经济效益。
推进设计理念和维修制度的革新。
避免设备事故、人员伤亡、环境污染。
维护社会稳定。
2.故障分类按故障对机械工作能力的影响分类:完全性故障局部性故障按故障发生速度及演变过程分类:突发性故障渐进性故障按其发生的原因分类:磨损性故障错用性故障先天性故障按造成的后果分类:危害性故障安全性故障3.故障规律浴盆曲线:磨合期,正常使用期,耗损期4.故障发生的原因宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷微观上分析:疲劳,磨损,断裂,腐蚀5.零件磨损的一般规律磨合阶段,正常磨损阶段,急剧磨损阶段6.零件变形失效塑性变形失效,弹性变形失效,蠕变变形失效,翘曲变形失效7.断裂失效塑性断裂,脆性断裂8.状态监测与故障诊断的技术方法1.振动、噪声诊断技术2. 油液分析技术3. 温度检测技术4. 无损检测技术9.振动的危害降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏10.机械振动的分类按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应(振动规律)分类: 确定性振动随机振动按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动11.机械振动要研究的内容和步骤1. 建立物理力学模型2.建立数学模型3.方程的求解4.结果的阐述12. 随机振动非确定而又具有统计规律,它们的规律不能用时间的确定性函数来描述,但又具有一定的统计规律性。
平稳随机过程与各态历经过程13. 自相关函数∑=∞→+=+nk k k Tx t x t x n t t R 11111)()(1),(lim ττ同一点不同的两个时间函数乘积称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。
它是时差 的函数,在一般情况下,它也依赖于采样时刻 t 1,反映这两个时刻的随机变量的X k (t 1)与X (t1+τ)统计联系。
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。
状态监测与故障诊断的基本图谱一、常规图谱常规图谱又称稳态图谱,是在转速相对稳定、没有大幅度变化情况下的有关图谱,因此其不含开停车信息。
1. 机组总貌图机组总貌图显示了机组的总貌,可了解机型、转子支撑方式、轴承位置、运行转速等,主要是查看探头的位置及位号。
2. 单值棒图较为形象、直观地显示实时振动值,并可知低报、高报报警值及转速。
3. 多值棒图多值棒图显示实时通频值及各主要振动分量的振动值,可大致了解机组运行是否正常。
正常运转状态下的多值棒图通常是:一倍频最大、且与通频相差不大,二倍频小于一倍频的一半,0.5倍频微量或无,可选频段很小,残余量不大。
其中:(1)通频值~即总振动值,为各频率振动分量相互矢量迭加后的总和。
(2)一倍频~为转子实际运行转速n下的频率f,又称工频、基频、转频, f = n/60 [Hz];转子动不平衡及轴弯曲、轴承不良(偏心)、热态对中不良、支承刚度异常、在临界转速区运行、电机气隙偏心等,都会引起一倍频振动分量的增大,发生概率依次降低。
(3)二倍频~二倍工频,转子热态不对中、裂纹、松动、水平方向上支承刚度过差等,都会引起二倍频振动分量增大,绝大多数是轴系不对中。
(4)0.5倍频~0.5倍工频,又称半频,油膜涡动会引起该频率段增大,轴承工作不良也会引起该段频率增大;旋转失速、摩擦也都有可能。
(5)可选频段~由用户根据机组常见故障自己定义的频段,一般可选择(0.4~0 .6)倍工频或(0.3~0 .8)倍工频,用来监测是否发生亚异步振动,如油膜涡动、旋转失速、密封流体激振、进汽(气)脉动、摩擦、松动等。
主要是轴承因紧力、接触、摇摆、油档及油温等问题引起的油膜失稳、摩擦、旋转失速、进汽脉动。
(6)残余量~除上述频率成分外,剩余频率成分振动分量的总和,该部分振值高时,转子有可能发生摩擦、高频气流脉动等。
4. 波形图波形图显示了振动位移与时间的关系,又称幅值时域图。
波形图显示了振幅、周期(即频率)、相位,特别是波形的形状和状态。