在線監(jiān)測(cè)故障診斷技術(shù)在線監(jiān)測(cè)故障診斷技術(shù)斷裂部位三峽塔帶機(jī)斷裂事故

2000年9月3日傍晚，三峽工程工地，三峽大壩泄洪七號(hào)壩段的三號(hào)塔帶機(jī)內(nèi)外皮帶機(jī)與塔身連接處一吊耳根部突然斷裂，導(dǎo)致正在上面作業(yè)的三十名工人墜落，造成了地面施工人員在內(nèi)的三人死亡，三十一人不同程度受傷。塔帶機(jī)，為美國(guó)羅泰克產(chǎn)品，每臺(tái)價(jià)值約一億元人民幣。設(shè)備診斷的意義（Why）斷裂部位三峽塔帶機(jī)斷裂事故

2000年9月3日傍晚，三峽工程設(shè)備診斷的意義（Why）

故障（事故）：某鋼廠高爐爐頂傳動(dòng)齒輪箱旋轉(zhuǎn)電流升高，噪聲異常（故障早期）。當(dāng)晚20時(shí)，傳動(dòng)齒輪箱已根本無(wú)法運(yùn)行（晚期）。

診斷原因：箱體內(nèi)部的大型回轉(zhuǎn)支承軸承被壓潰。

損失：高爐停產(chǎn)5天，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5000萬(wàn)以上。設(shè)備診斷的意義（Why）故障（事故）：某鋼廠高爐爐頂設(shè)備診斷的意義（Why）

故障（事故）：某鋼廠3#轉(zhuǎn)爐北側(cè)二次輸入軸減速機(jī)鼓型齒接手齒全部打光，轉(zhuǎn)爐失去控制，鋼水溢出造成兩臺(tái)渣罐車(chē)和部分鋼軌燒損。

診斷原因：聯(lián)軸器有多處損壞（掉牙、裂紋等），且3#轉(zhuǎn)爐大齒輪已壓潰。

損失：直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)7000萬(wàn)以上。設(shè)備診斷的意義（Why）故障（事故）：某鋼廠3#轉(zhuǎn)爐

故障診斷的基礎(chǔ)是建立在能量耗散原理上的。所有設(shè)備的作用都是能量轉(zhuǎn)換與傳遞，設(shè)備狀態(tài)愈好，轉(zhuǎn)換與傳遞過(guò)程中的附加能量損耗愈小。例如機(jī)械設(shè)備，其傳遞的能量是以力、速度兩個(gè)主要物理參數(shù)來(lái)表征，附加能量損耗主要通過(guò)溫度及振動(dòng)參數(shù)表現(xiàn)。隨著設(shè)備劣化程度加大，附加能量損耗也增大。因此，監(jiān)測(cè)附加能量損耗的變化，可以了解設(shè)備劣化程度。故障診斷的基礎(chǔ)是建立在能量耗散原理上的按振動(dòng)頻率分類(lèi)低頻振動(dòng)：f<5Hz中頻振動(dòng)：f=5～1000Hz高頻振動(dòng)：f>1000Hz機(jī)械振動(dòng)（按頻率分類(lèi)）按振動(dòng)頻率分類(lèi)低頻振動(dòng)：f<5Hz中頻振動(dòng)：f=5～100大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)振動(dòng)信號(hào)的描述構(gòu)成一個(gè)確定性振動(dòng)有3個(gè)基本要素，即振幅s，頻率f（或ω）和相位φ。即使在非確定性振動(dòng)中，有時(shí)也包含有確定性振動(dòng)。振幅、頻率、相位，這是振動(dòng)診斷中經(jīng)常用到的三個(gè)最基本的概念。振動(dòng)信號(hào)的描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以用下面函數(shù)式表示：簡(jiǎn)單周期信號(hào)T事物在運(yùn)動(dòng)變化的發(fā)展過(guò)程中某些事物多次重復(fù)出現(xiàn),其連續(xù)兩次重復(fù)出現(xiàn)的時(shí)間叫做周期,用T表示.簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以用下面函數(shù)式表示：簡(jiǎn)單周期信號(hào)T事物在運(yùn)動(dòng)變典型故障信號(hào)——滾動(dòng)軸承正常軸承振動(dòng)信號(hào)軸承外圈點(diǎn)蝕振動(dòng)信號(hào)T外圈點(diǎn)蝕軸承，在時(shí)域圖中出現(xiàn)周期性故障，其時(shí)間間隔（周期）T=0.014s。典型故障信號(hào)——滾動(dòng)軸承正常軸承振動(dòng)信號(hào)軸承外圈點(diǎn)蝕振動(dòng)信號(hào)時(shí)域波形（案例67）T可以看出：時(shí)域波形中有周期性沖擊信號(hào)，沖擊間隔（周期）T=0.089s。開(kāi)箱檢查發(fā)現(xiàn)，I軸齒輪打齒。

時(shí)域波形（案例67）T可以看出：時(shí)域波形中有周期性沖擊信號(hào)，自相關(guān)周期：T=0.016s頻率：f=1/T=1/0.016=62.5HzT相關(guān)分析又稱(chēng)為時(shí)延域分析，用于描述信號(hào)在不同時(shí)刻的相互依賴(lài)關(guān)系。自相關(guān)分析：描述的是同一信號(hào)中不同時(shí)刻的相互依賴(lài)關(guān)系。自相關(guān)周期：T=0.016sT相關(guān)分析又稱(chēng)為時(shí)延域分析，用于某齒輪箱故障自相關(guān)圖分析(案例79)自相關(guān)圖中，有明顯的等時(shí)間間隔（周期）T=0.059s，對(duì)應(yīng)故障頻率為f=1/T≈16.949Hz，與軸轉(zhuǎn)頻（17.615Hz）基本吻合，說(shuō)明齒輪箱該軸連接的零部件可能有故障隱患。T軸承點(diǎn)蝕照片某齒輪箱故障自相關(guān)圖分析(案例79)自相關(guān)圖中，有明顯的等時(shí)物理學(xué)上的頻率f：

振動(dòng)物體（或質(zhì)點(diǎn)）每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為頻率，用f表示，單位為Hz。振動(dòng)頻率在數(shù)值上等于周期T的倒數(shù)，即：頻率物理學(xué)上的頻率f：

振動(dòng)物體（或質(zhì)點(diǎn)）每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為頻心臟跳動(dòng)頻率人正常心跳范圍在60-100次/分鐘。

如果一個(gè)人的心臟跳動(dòng)次數(shù)為72次/分鐘，

頻率為f=72/60=1.2Hz

周期為

T=60/72=1/1.2

≈0.833s心臟跳動(dòng)頻率人正常心跳范圍在60-100次/分鐘。

如果一個(gè)

滾動(dòng)軸承的特征頻率1)內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)頻率?1：2)保持架旋轉(zhuǎn)頻率?2：3）滾動(dòng)體自轉(zhuǎn)頻率?3：4）保持架通過(guò)內(nèi)圈頻率?4：5）滾動(dòng)體通過(guò)內(nèi)圈頻率?5：6）滾動(dòng)體通過(guò)外圈頻率?6：Hz

向心推力球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖滾動(dòng)軸承的特征頻率Hz向心推力球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖頻譜圖（案例69）I軸軸承外圈點(diǎn)蝕照片錐箱I軸轉(zhuǎn)頻=

=（64.697）Hz幅值較為突出，幅值為11.796m/s2，并伴有2、3、4、5、6倍頻成分。說(shuō)明齒輪箱I軸連接的零部件可能有故障隱患。頻譜圖（案例69）I軸軸承外圈點(diǎn)蝕照片錐箱I軸轉(zhuǎn)頻=

在觀察頻譜圖，作故障診斷分析時(shí)，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：首先注意那些幅值比過(guò)去有顯著變化的譜線，它的頻率對(duì)應(yīng)哪一個(gè)部件的特征頻率。觀察那些幅值較大的譜線，它們是機(jī)械設(shè)備振動(dòng)的主要因素，這些譜線的頻率所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)零部件。注意與轉(zhuǎn)頻有固定比值關(guān)系的譜線，它們是與機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的狀態(tài)信息。它們之中是否存在與過(guò)去相比發(fā)生了變化的譜線。在觀察頻譜圖，作故障診斷分析時(shí)，應(yīng)注意以概率密度概率密度的概念是:某種事物發(fā)生的概率占總概率的比例,越大就說(shuō)明密度越大.比方:現(xiàn)在在一個(gè)盒子里面有100個(gè)球,50個(gè)藍(lán)色的，30個(gè)紅色的，15個(gè)綠色的，5個(gè)黃色的。你隨便在里面拿出一個(gè)球,出現(xiàn)藍(lán)色球的概率是50/100,出現(xiàn)紅色球的概率是30/100,出現(xiàn)綠色球的概率是15/100，出現(xiàn)黃色球的概率是5/100.不難發(fā)現(xiàn):出現(xiàn)藍(lán)色球的概率最大,也就是說(shuō)它的概率密度大,出現(xiàn)黃色球概率最小,也就是說(shuō)它的概率密度小.概率密度概率密度的概念是:某種事物發(fā)生的概率占總概率的比例,概率密度圖（案例78）

可以看出：該測(cè)點(diǎn)2008年10月9日5:00的概率密度曲線與標(biāo)準(zhǔn)的概率密度正態(tài)分布基本相近，說(shuō)明10月上旬軋機(jī)運(yùn)行基本正常。粗軋3#軋機(jī)輸出端a6測(cè)點(diǎn)2008年10月31日10:00的概率密度曲線與標(biāo)準(zhǔn)的概率密度正態(tài)分布差距甚遠(yuǎn)，說(shuō)明10月末