1、狀態(tài)監(jiān)測案例診療與分析 設(shè)備檢驗(yàn)檢測院 郭曉翡狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第1頁 目標(biāo)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和管理，降低故障停機(jī)帶來直接與間接經(jīng)濟(jì)損失，提升設(shè)備管理水平，推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，幫助企業(yè)獲取最大經(jīng)濟(jì)效益。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第2頁 定義設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診療技術(shù)是一個(gè)了解和掌握設(shè)備在使用過程中狀態(tài)，確定其整體或局部正?；虍惓?，早期發(fā)覺故障及其原因，并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢技術(shù)。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第3頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測所包含領(lǐng)域振動(dòng)測量與分析油質(zhì)檢驗(yàn)與分析動(dòng)平衡校驗(yàn)紅外測溫與成像電機(jī)測試狀態(tài)監(jiān)測案

2、例診斷與分析第4頁主要內(nèi)容故障診療基礎(chǔ)知識慣用各類設(shè)備振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)S8000系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)典案例診療與分析 電機(jī)診療技術(shù)狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第5頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved. 故障診療基礎(chǔ)知識狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第6頁振動(dòng)系統(tǒng)在平衡位置附近所做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)）。機(jī)械振動(dòng)力學(xué)量（位移、速度、加速度）。振動(dòng)是機(jī)器進(jìn)行能量交換過程詳細(xì)表達(dá)。振動(dòng)是一個(gè)表象，反應(yīng)了振動(dòng)體內(nèi)在“量化”過程。TPQTPt術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第7頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights

3、Reserved. 術(shù)語機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械振動(dòng)所研究對象時(shí)機(jī)械或結(jié)構(gòu)，在理論分析中要將實(shí)際機(jī)械或結(jié)構(gòu)抽象為力學(xué)模型，即形成一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)振動(dòng)系統(tǒng)（M、K、C） 激勵(lì)（作用于輸入端外力） 響應(yīng)（系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)歷程）（力或位移等激勵(lì)信號）（力或其它振動(dòng)響應(yīng)信號）狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第8頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.機(jī)械振動(dòng)分類機(jī)械振動(dòng)確定振動(dòng)隨機(jī)振動(dòng)分類狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第9頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.機(jī)械振動(dòng)分類確定振動(dòng)周期振動(dòng)非

4、周期振動(dòng) 分類狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第10頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.機(jī)械振動(dòng)分類周期振動(dòng)簡諧振動(dòng)普通周期振動(dòng) 分類狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第11頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.機(jī)械振動(dòng)分類非周期振動(dòng)準(zhǔn)周期振動(dòng)瞬態(tài)振動(dòng) 分類狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第12頁工程中存在振動(dòng)問題1、共振問題狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第13頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved. 術(shù)語共

5、振 當(dāng)外部激振力頻率和系統(tǒng)固有頻率靠近時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。 在機(jī)械設(shè)計(jì)和使用中，對系統(tǒng)共振問題多數(shù)情況下是應(yīng)該預(yù)防或采取控制辦法。利用隔振系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)是在發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)采取減振和消振辦法。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第14頁工程中存在振動(dòng)問題2、自激振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第15頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved. 術(shù)語自激振動(dòng)自激振動(dòng)自激振動(dòng)引發(fā)歸于轉(zhuǎn)子，支撐系統(tǒng)中存在某一機(jī)械能量反饋步驟。自激振動(dòng)現(xiàn)象有油膜渦動(dòng)和油膜振蕩；因?yàn)檗D(zhuǎn)子內(nèi)阻而引發(fā)不穩(wěn)定自激振動(dòng)。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第16頁工程中存在振動(dòng)問題3、不

6、平衡慣性力狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第17頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved. 術(shù)語轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)子中心與回轉(zhuǎn)中心不重合時(shí)，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下就會(huì)產(chǎn)生不平衡力，在不平衡力作用下，轉(zhuǎn)子就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。高速旋轉(zhuǎn)汽輪機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械，因?yàn)樾D(zhuǎn)質(zhì)量不平衡、軸承剛度、滾珠缺點(diǎn)、滑動(dòng)軸承油膜振蕩等原因影響都會(huì)引發(fā)振動(dòng)。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第18頁工程中存在振動(dòng)問題4非線性振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第19頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.術(shù)語 自激振動(dòng)系統(tǒng)和沖擊

7、振動(dòng)系統(tǒng)也都是非線性振動(dòng)系統(tǒng)。存在問題均是非線性振動(dòng)問題，只是因一些系統(tǒng)非線性特征較弱，在一定精度條件下能夠簡單地作為線性振動(dòng)問題來處理。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第20頁1幅 值2頻 率3相 位振動(dòng)測量振動(dòng)三要素術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第21頁 定義：物體動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)幅度，表示振動(dòng)強(qiáng)烈程度。 振幅大小能夠表示為 峰峰值 （位移慣用） PP 單峰值 （加速度慣用） P 有效值 （速度慣用） RMS 峰峰值2單峰值22有效值幅值（振幅）慣用A表示術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第22頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.術(shù)語振

8、動(dòng)峰峰值、單峰值、有效值和平均值狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第23頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.術(shù)語振動(dòng)位移D mmil 1mil=25.4m ， 1絲=10m振動(dòng)速度V mm/s振動(dòng)速度有效值也稱振動(dòng)烈度振動(dòng)加速度A m/s2 g, 1g=9.8 m/s2振動(dòng)加速度積分一次即為振動(dòng)速度積分二次即為振動(dòng)位移。 V2fDD A2f V（2f）2D2D狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第24頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第25頁

9、關(guān)注設(shè)備零部件位置精度或變形引發(fā)破壞時(shí)，則應(yīng)選擇振動(dòng)位移峰值（或峰峰值），因?yàn)榉逯捣磻?yīng)是位置改變極限值。位移表征參數(shù)是峰峰值600rpm以下低速設(shè)備，一定要關(guān)注位移振幅！位移振幅物理和工程意義術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第26頁加速度關(guān)注是慣性力造成影響，因?yàn)榧铀俣扰c慣性力成正比。加速度物理和工程意義術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第27頁 速度關(guān)注是零件疲勞破壞，因?yàn)槠趬勖饕Q于零件變形能量與載荷循環(huán)速度，振動(dòng)速度均方根值恰好是它們反應(yīng) 。 速度反應(yīng)了分析頻段時(shí)間歷程信號振動(dòng)能量，即機(jī)器振動(dòng)烈度，所以，速度表征參數(shù)用有效值（mm/s)表示。 不論是低速設(shè)備，還是高速設(shè)備，都要關(guān)注對振動(dòng)速度測量

10、分析。速度振幅物理和工程意義術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第28頁 周期：物體完成一個(gè)完整振動(dòng)所需要時(shí)間，以T0表示。單位普通是用“秒”來表示。比如一個(gè)單擺，它周期就是重錘從左運(yùn)動(dòng)到右，再從右運(yùn)動(dòng)回左邊起點(diǎn)所需要時(shí)間。（時(shí)域波形） 頻率：是指振動(dòng)物體在單位時(shí)間（1秒）內(nèi)所產(chǎn)生振動(dòng)次數(shù)，即Hz，以f0表示。很顯然，f01T0。術(shù)語2、頻率狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第29頁3、相位相位測量可用來描述某一特定時(shí)刻機(jī)器轉(zhuǎn)子位置。測量相位最準(zhǔn)確可靠方法是利用一個(gè)鍵相器。1-91827經(jīng)過渦流或光電傳感器方法測量，有4種標(biāo)注方式 +p 正峰點(diǎn)相位； p 負(fù)峰點(diǎn)相位； +S 正零點(diǎn)相位； S 負(fù)零點(diǎn)相位t術(shù)語狀態(tài)監(jiān)

11、測案例診斷與分析第30頁監(jiān)測相位識別故障 當(dāng)前，許多企業(yè)對諸如汽輪發(fā)電機(jī)組和離心式壓縮機(jī)組這么高速、關(guān)鍵機(jī)組都采取了連續(xù)相位監(jiān)測系統(tǒng)，作為增強(qiáng)預(yù)防機(jī)器損壞保護(hù)辦法。1、檢測不對中與軸彎曲關(guān)系2、檢測反作用力與不平衡關(guān)系3、確定共振4、指出機(jī)械松動(dòng)5、識別轉(zhuǎn)子不平衡類型狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第31頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.慣用分析伎倆時(shí)域分析頻域分析起停車分析術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第32頁周期與準(zhǔn)周期信號術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第33頁瞬態(tài)與離散信號術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第34頁 Six Disci

12、plines Leadership Center. All Rights Reserved.汽車座椅振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)輪子例子時(shí)域分析概念自相關(guān)函數(shù)相互關(guān)函數(shù)齒輪滾動(dòng)軸承隨機(jī)噪聲寬頻帶特征區(qū)分軸承還是齒輪例子傳遞函數(shù)Key Advisors(CPA, attorney)CustomersRemote Team Members正弦函數(shù)紙漿機(jī)基礎(chǔ)支架減振辦法狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第35頁時(shí)域波形分析主要性振動(dòng)頻譜分析并不總是能提供振動(dòng)完整信息。有些機(jī)器問題可能振動(dòng)頻率相同，不過動(dòng)態(tài)特征卻差異顯著。比如一個(gè)有碎片、斷裂或變形故障齒齒輪所產(chǎn)生振動(dòng)。這個(gè)有缺點(diǎn)齒在每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)中沖擊粗糙齒輪，于是產(chǎn)生于此有缺點(diǎn)齒輪轉(zhuǎn)

13、速相同頻率振動(dòng)。這個(gè)振動(dòng)頻率與不平衡產(chǎn)生振動(dòng)頻率相同。所以，假如僅做頻譜分析，完全有可能把這個(gè)缺點(diǎn)齒輪誤認(rèn)為是一個(gè)不平衡狀態(tài)。然而有缺點(diǎn)齒輪齒所產(chǎn)生時(shí)域波形顯著不一樣。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第36頁狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第37頁基頻工頻（1X） 頻率=轉(zhuǎn)速/60 齒輪嚙合頻率=齒數(shù)*轉(zhuǎn)速 葉片經(jīng)過頻率=葉片數(shù)*轉(zhuǎn)速取得并顯示振動(dòng)信號中所包含全部振動(dòng)頻率幅值，可能是全部振動(dòng)分析方法中最有用方法。預(yù)計(jì)在旋轉(zhuǎn)機(jī)器上發(fā)生85%以上機(jī)械故障能夠用振動(dòng)頻譜數(shù)據(jù)識別出來。頻譜分析法術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第38頁 通頻振動(dòng)表示振動(dòng)原始波形振動(dòng)幅值。 選頻振動(dòng)表示所選定某一頻率正弦振動(dòng)幅值。 工頻振動(dòng)表示與

14、所測機(jī)器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率相同正弦振動(dòng)幅值。對于工作轉(zhuǎn)速為6000r/min機(jī)器，工頻振動(dòng)頻率是100HZ。工頻振動(dòng)又叫基頻振動(dòng)。 基頻機(jī)器轉(zhuǎn)速/60術(shù)語狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第39頁波圖奈奎斯特圖水落圖啟停車分析狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第40頁 Six Disciplines Leadership Center. All Rights Reserved.exercise慣用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第41頁1、慣用絕對判斷家振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) GB / T 11348.16(ISO 7919)系列標(biāo)準(zhǔn) 對設(shè)備轉(zhuǎn)軸作相對振動(dòng)測量； GB / T 6075.16 ( ISO /10816 )系列標(biāo)準(zhǔn)在軸承座上

15、作絕對振動(dòng)測量 VDI2056振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（得過工程師協(xié)會(huì)制訂標(biāo)準(zhǔn)） BS4675機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（英國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)制訂標(biāo)準(zhǔn)）2、慣用相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：ISO 2372 狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第42頁3、石化系統(tǒng)振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)中國石油化工總企業(yè)石油化工旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(SHS 01003-)。適用與電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、離心泵和風(fēng)機(jī)，主要包含殼體振動(dòng)和軸振兩部分。4、汽輪機(jī)及汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)殼體振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)：功率大于50MW陸地安裝大型汽輪發(fā)電機(jī)組ISO 10816-2:轉(zhuǎn)軸振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 11348.2-1997狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第43頁標(biāo)準(zhǔn)上殼體測試位置狀態(tài)監(jiān)測案例診斷

16、與分析第44頁標(biāo)準(zhǔn)上軸振測試位置狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第45頁1、國家振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)解析 要求了嚴(yán)謹(jǐn)振動(dòng)測點(diǎn)和測量方向，建立了以三個(gè)邊界值為框架四級振動(dòng)量級評價(jià)體系。區(qū)域 A 機(jī)器情況優(yōu) 新交付機(jī)器振動(dòng)值落在該區(qū)域； 區(qū)域 B 機(jī)器情況良 振動(dòng)值在該區(qū)域機(jī)器能夠長久運(yùn)行； 區(qū)域 C 機(jī)器情況差 機(jī)器不宜作連續(xù)運(yùn)行，應(yīng)采取辦法修理； 區(qū)域 D 機(jī)器情況劣 該區(qū)域振動(dòng)烈度，足以造成機(jī)器損壞。 設(shè)備振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)與評判狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第46頁ABCD1.4222.8454.571372.3714.51137.1V mm/sV mm/sD mD m剛性支承柔性支承15300KW 160mmH 315mm 中

17、型機(jī)機(jī)器振動(dòng)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ABCD2.3294.5577.190453.5907.114011V mm/sV mm/sD mD m剛性支承柔性支承300KW50Mw H315mm 大型機(jī)機(jī)器振動(dòng)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 邊界值設(shè)定考慮了機(jī)器支承類型和機(jī)器功率等結(jié)構(gòu)、負(fù)荷力諸原因。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第47頁本標(biāo)準(zhǔn)是指電動(dòng)機(jī)在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下值，診療參數(shù)為速度有效值。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第48頁中海油煉油分企業(yè)重整生成油塔底泵事故分析7 月11日4時(shí)10分，某企業(yè)某煉油分企業(yè)運(yùn)行三部400單元重整生成油塔底泵機(jī)械密封損傷，致使介質(zhì)泄漏著火，10公里處可見烈火滾滾濃煙沖天，有80余輛消防車進(jìn)行滅火作業(yè)一把不該燃燒大火狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第49頁8.4 mm/s50Hz250 Hz7月10日2#泵組投入運(yùn)行，9點(diǎn)鐘“點(diǎn)檢”工采集到一組振動(dòng)說明，該泵組運(yùn)行質(zhì)量已經(jīng)處于故障狀態(tài)。狀態(tài)監(jiān)測案例診斷與分析第50頁 事故分析 1、泵組設(shè)備較