设备状态监测与故障诊断技术第5章-旋转机械故障诊课件.ppt

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第七章 机械设备的故障诊断,现代设备工程,第七章 机械设备的故障诊断,学习目标：通过本章学习，了解机械故障诊断技术的方法及分类；熟悉诊断参数的选择判断标准的确定及信号采集的方法及原则；掌握常用的故障诊断方法 。学习重点：1诊断参数的选择和判,

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1、设备状态监测与故障诊断技术第5章-旋转机械故障诊断技术,第五章 旋转机械故障诊断技术,学习目标：掌握旋转机械典型故障，如转子不平衡、转子不对中、共振、机械松动、转子摩擦、滑动轴承故障、转轴裂纹、流体动力激振、拍频振动等的机理和特征；掌握滚动轴承故障诊断技术、齿轮故障诊断技术；了解电动机故障诊断技术、皮带驱动故障诊断技术；熟悉利用征兆的故障诊断方法。,第一节 旋转机械典型故障的机理和特征,一、转子不平衡 不平衡是旋转机械最常见的故障。引起转子不平衡的原因有：结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀，受热不均匀，运行中转子的腐蚀、磨损、结垢、零部件的松动和脱落等。转子不平衡故障包括：转子质量不平。

2、衡、 转子偏心、 轴弯曲、 转子热态不平衡、 转子部件脱落、 转子部件结垢、 联轴器不平衡等，不同原因引起的转子不平衡故障规律相近，但也各有特点。,1转子质量不平衡力不平衡：不平衡产生的振动幅值在转子第一临界转速以下随转速的平方增大。例如，转速升高1倍，则振动幅值增大3倍。在转子重心平面内只用一个平衡修正重量便可修正之。力偶不平衡：至少需在两个修正平面内放置平衡重量才能修正。 动不平衡：动不平衡是不平衡的最普遍的类型，它是力不平衡和力偶不平衡两者的组合。悬臂转子不平衡：悬臂转子不平衡包含力不平衡和力偶不平衡两者。总是必需要在两个修正面内加以修正重量。,第一节 旋转机械典型故障的机理和特征,2转。

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设备故障诊断技术现代信号处理方法,16自己选择的路跪着也要把它走完。17一般情况下不想三年以后的事，只想现在的事。现在有成就，以后才能更辉煌。18敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。19学习的关键重复。20懦弱的人只会裹足不前，莽撞的人只,

3、子偏心：皮带轮、齿轮、轴承和电动机框架等旋转中心与几何中心线偏离时出现偏心。最大的振动出现在两个转子中心连线方向上 。3轴弯曲：弯曲的轴引起大的轴向振动，如果弯曲接近轴的中部，占优势的振动出现在转子转速频率，如果弯曲接近力偶，则占优势的振动出现在2倍转速频率。用千分表可以证实轴的弯曲。在汽轮发电机组中，通常是在盘车时和盘车后测量晃动度的大小来判断转子是否存在初始弯曲。 4转子热态不平衡：在机组的启动和停机过程中，由于热交换速度的差异，使转子横截面产生不均匀的温度分布，使转子发生瞬时热弯曲，产生较大的不平衡。热弯曲引起的振动一般与负荷有关。,第一节 旋转机械典型故障的机理和特征,5转子部件脱落 。

4、可以将部件脱落失衡现象看作对工作状态的转子的瞬时阶跃响应，主要特征是振动会突然发生变化而后趋于稳定，振动幅值一般会有较明显的增大，如果有在线监测系统的话将能捕捉到这一情况。为了防止脱落部件在惯性力作用下飞出使机体发生二次事故，必要时应及时停机检修。6转子部件结垢 由于结垢需要一定长甚至相当长的时间，所以振动是随着年月逐渐增大的。7联轴器不平衡 通常是联轴器两端轴承的振动较大。,第一节 旋转机械典型故障的机理和特征,转子不平衡的总体振动特征：,通常是水平方向刚度较小，振动幅值较大；轴心轨迹成为椭圆形；,稳态振动是一个与转速同频的强迫振动，振动幅值随转速按振动理论中的共振曲线规律变化，在临界转速处。

5、达到最大值。因此转子不平衡故障的突出表现为一倍频振动幅值大。同时会出现较小的高次谐波，使整个频谱呈所谓的“纵树形”，如下图所示：,第一节 旋转机械典型故障的机理和特征,图5.1 转子不平衡故障谱图,实例一：转子不平衡故障的诊断,波形为简谐波，少毛刺。轴心轨迹为椭圆。1X频率为主。轴向振动不大。振幅随转速升高而增大。过临界转速有共振峰。,图5.00 风机传动示意图,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,某化纤公司聚酯装置一台热媒加热炉燃烧风机，2002年9月26日采集的径向速度频谱图中转速频率占绝对优势，是典型的转子（叶轮）不平衡信息，此时振动幅值相对不大，无需修理。,实例。

6、二：转子不平衡故障的诊断,图5.2 燃烧风机传动示意图,热媒炉燃烧风机振动幅值转速对照表,本案例利用状态监测与故障诊断技术指导工艺操作，确保了设备安全稳定运行。同时它也充分印证了这一理论：不平衡产生的振动幅值在转子第一阶临界转速以下随转速的平方增大（注：转子产生的离心力F=ME2，式中，M转子质量，E偏心距，旋转角速度）。,10月22日振值出现大幅上升，查频谱图得知转速被调高，因此分析这很可能是造成振动增大的直接原因；在满足工艺要求的前提下两次调低转速，结果振值重又回落。,实例二：转子不平衡故障的诊断,在涤纶短纤维生产工艺流程中有这样一台瓶颈设备喂入机，纤维丝束从喂入轮绕过，由于其结构和用途的。

7、特殊性，喂入轮不平衡现象频发。它们的共同频谱特征是：喂入轮转速频率占绝对优势。,实例三：转子不平衡故障的诊断,图5.4 喂入机传动示意图,图5.5 喂入机轮不平衡速度谱图,结合喂入轮实际特点，引起其不平衡的诱因主要有：制造误差，锈蚀，表面结垢，磨损引起的喂入轮轴系配合松动等。以前在检修时发现，由于操作人员经常用水冲洗喂入轮致其内部进水，其安装螺栓已经产生了大量锈蚀 ，再加之油剂等产生的工艺杂质附着在喂入轮齿形表面越积越厚(结垢) ， 是造成喂入轮不平衡现象频发的主要原因。为此，已将其列为工艺处理注意事项，并要求操作人员利用缠辊等停机机会及时对喂入轮表面进行清理。,如果把上述两个案例放在一起来分。

8、析，我们会发现这样一个现象，那就是不管是叶轮还是喂入轮，它们都是悬臂转子，而且又都是盘类零件（注：叶轮也可以看作为盘类零件），即长径比小的零件，这说明悬臂转子和盘类零件可能更易出现不平衡。,实例三：转子不平衡故障的诊断,二、不对中,旋转机械单转子系统通常由两个轴承支承。由多个转子串接组成的复杂转子系统，转子与转子间用联轴器联接。因此转子不对中具有两种含义：一是指转子与转子间的联接不对中，主要反映在联轴器的对中性上；二是转子轴颈与两端轴承不对中。,有资料表明现有企业在役设备30%50%存在不同程度的不对中，严重的不对中会造成设备部件的过早损坏，同时会造成能源的浪费。典型不对中如图所示：,第一节 。