大型旋转机械的状态检测(与故障诊断).doc

第六期全国设备状态监测与故障诊断实用技术培训班讲义 大型旋转机械的状态检测与故障诊断 沈立智 中国设备管理协会设备管理专题交流中心 2008年9月 南京 目 录 第一节 状态监测与故障诊断的基本知识 6 一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状 6 1. 状态监测与故障诊断的定义 6 2. 状态监测与故障诊断的意义 6 3. 状态监测与故障诊断的发展与现状 8 二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法 9 1. 振动分析法 9 2. 油液分析法 10 3. 轴位移的监测 11 4. 轴承回油温度及瓦块温度的监测 11 5. 综合分析法 11 三、有关振动的常用术语 11 1. 机械振动 11 2. 涡动、进动、正进动、反进动 11 3. 振幅 12 3.1 振幅 12 3.2 峰峰值、单峰值、有效值 12 3.3 振动位移、振动速度、振动加速度 13 3.4 振动烈度 13 4. 频率 15 4.1 频率、周期 15 4.2倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、转频 15 4.3 通频振动、选频振动 15 4.4 故障特征频率 16 5. 相位 19 5.1 相位 19 5.2 键相器 19 5.3 绝对相位 19 5.4 相位差、相对相位 20 5.4 同相振动、反相振动 21 5.5 相位的应用 21 6. 刚度、阻尼、临界阻尼 23 7. 临界转速 24 8. 挠度、弹性线、主振型、轴振型 25 9. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动 26 10. 横向振动、轴向振动、扭转振动 26 11．刚性转子、挠性转子、圆柱形振动、圆锥形振动、弓状回转（弯曲振动） 26 12. 高点、重点 27 13. 机械偏差、电气偏差、晃度 28 14. 同步振动、异步振动、亚异步振动、超异步振动 28 15. 谐波、次谐波（分数谐波） 28 16. 共振、高次谐波共振、次谐波共振 29 17. 简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、随机振动 29 18. 自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动 32 19. 旋转失速、喘振 33 20. 半速涡动、油膜振荡 35 四、振动传感器的基本知识 36 1. 振动传感器的构成及工作原理 36 2. 振动传感器的类型 36 3. 磁电式速度传感器 37 4. 压电式加速度传感器 37 5. 电涡流式位移传感器 39 6. 常用振动传感器主要性能及优缺点 40 第二节 状态监测与故障诊断的基本图谱 41 一、常规图谱 41 1. 机组总貌图 41 2. 单值棒图 41 3. 多值棒图 42 4. 波形图 43 5. 频谱图 46 6. 轴心轨迹图 46 7. 振动趋势图 48 8. 过程振动趋势图 52 9. 极坐标图 52 10. 轴心位置图 53 11. 全息谱图 53 二、启停机图谱 54 1. 转速时间图 54 2. 波德图 55 3. 奈奎斯特图 57 4. 频谱瀑布图 58 5. 级联图 59 第三节 大型旋转机组常见振动故障的机理与诊断 60 一、不平衡 60 二、转子弯曲 62 三、不对中 64 四、轴横向裂纹 69 五、支承系统连接松动 71 第四节 故障诊断的具体方法及步骤 73 一、故障真伪的诊断 73 1. 首先应查询故障发生时生产工艺系统有无大的波动或调整 73 2. 其次应查看仪表、主要是探头的间隙电压是否真实可信 75 3. 应查看相关的运行参数有无相应的变化 77 4. 应察看现场有无人可直接感受到的异常现象 78 二、故障类型的诊断 80 1. 振动故障类型的诊断 80 1. 1主要异常振动分量频率的查找步骤及方法 80 1.2 根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断 82 2. 轴位移故障原因的诊断 88 三、 故障程度的评估 89 四、 故障部位的诊断 92 五、 故障趋势的预测 93 附件一 齿轮的故障诊断 94 一、齿轮的常见故障 94 1. 断齿 94 2. 点蚀 94 3. 磨损 95 4. 胶合 95 二、齿轮故障的特征信息 95 1. 啮合频率及其谐波 95 2. 信号调制和边带分析 97 1) 幅值调制 97 2) 频率调制 99 3. 齿轮振动信号的其它成分 100 1) 附加脉冲 100 2) 隐含成分 101 3) 滚动轴承信号及交叉调制 101 4. 齿轮常见故障与特征频率及其谐波、以及边频带的小结 102 三、齿轮故障的诊断方法 103 1. 细化谱分析法 104 2. 倒频谱分析法 104 3. 时域同步平均法 107 4. 自适应消噪技术 108 附件二 滚动轴承的故障诊断 108 一、滚动轴承的常见故障 108 1. 疲劳剥落（点蚀） 108 2. 磨损 109 3. 胶合 109 4. 断裂 1