旋转机械的状态监测与故障诊断.ppt

旋转机械的状态监视与故障诊断
主要内容
1 转子系统振动故障诊断
2 齿轮箱故障诊断
3 滚动轴承故障诊断
转子系统振动故障诊断
旋转机械的状态特征参数与测试
旋转机械振动评定标准
旋转机械振动故障分析常用方法
转子系统主要故障及其诊断
转子系统振动故障诊断
旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械,尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。
旋转机械种类繁多,有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等组成,转速从每分钟几十到几万、几十万转。
转子系统振动故障诊断
旋转机械的故障诊断,是在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行状态等信息的基础上,通过信号分析和数据处理提取机器特有的故障症兆及故障敏感参数等,经过综合分析判断,才能确定故障原因,做出符合实际的诊断结论,提出治理措施。
转子系统振动故障诊断
旋转机械的核心----转子系统(转轴组件),它包括:
转子(轴、齿轮传动件、叶轮、联轴器);
滑动轴承、滚动轴承;
支座(定子、机座);
密封、密封装置。
1)转子系统的振动分类:
横向振动----振动发生在包括转轴的横向xoy平面内,大多数故障所激发的振动为此类振动;
轴向振动----振动发生在转轴轴线z方向上,某些故障如不对中将会激发轴向振动;
扭转振动----沿转轴轴线发生的扭振,多盘转子的柔性轴将会产生扭振。
y
x
z
0
最简单的转子系统
2)系统分类——以临界转速分类
⑴刚性转子系统----工作转速在一阶临界转速以下的系统:
一阶临界转速:转子系统有多个自振频率,当转速逐渐增大到横向振动的一阶自振频率时,将发生一阶共振,所对应的转速称为一阶临界转速。
判别依据:一般工作频率<100Hz的机械系统属于刚性转子系统,该系统一般采用滚动轴承。
同步振动:工作频率=激振频率。
强迫振动:对线性系统,在周期激振下的稳态响应
一般采用滚动轴承
2)系统分类——以临界转速分类
⑵柔性转子系统--工作转速在一阶临界转速以上的系统
判别依据:一般工作频率>100Hz的机械系统属于柔性转子系统。
振动特点:振动频率(自激振动)<工作频率,并与一阶横向自振频率有关。
自激振动:振动过程中,由于系统内部不断有能量输入而产生的共振现象,在设备诊断中又称为亚同步振动。
一般采用滑动轴承。
两种系统振动特点比较
强迫振动(刚性系统)
自激振动(柔性系统)
激振原因
由于外部激振力
或激振位移引起的
在振动过程中,由于系统内部有能量输入而引起的。
频率与工作频率的关系
振动频率与工作频率同步
振动频率一般低于工频
频率与转速变化的关系
振动频率随转速之变化而变化,显比例关系。
振动频率在一定范围内可能存在某种比例关系,但超过一定范围后则主要与转子的一阶自振频率有关
振幅与转速变化的关系
振幅随转速之增加而增加,达到临界转速时振幅出现峰值,然后则随转速之增加而减小,趋于某定值。
随转速的变化振幅有突发变化的可能(增大或减小)