状态监测与故障诊断优质PPT.ppt

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修。

其其维修理念是修理念是:

任其任其损坏。

坏。

2.2.计划划维修修计划划维修是指按企修是指按企业的的维修修计划划进行的行的维修修其其维修理念是：

修理念是：

停工前停工前进行行检修修计划划维修的修的观点是，机器的寿点是，机器的寿命是有限的，它命是有限的，它发生故障的机率与其使用的生故障的机率与其使用的时间成成正比，如下正比，如下图所示。

所示。

常用的设备维护体制常用的设备维护体制常用的设备维护体制常用的设备维护体制3.3.预测性性维修修预测性性维修也被称修也被称为“基于状基于状态的的维修修”它的它的维修理念是：

如果没有出修理念是：

如果没有出现故障，就不故障，就不检修。

常用的设备维护体制常用的设备维护体制常用的设备维护体制常用的设备维护体制4.4.主主动维修修主主动维修也称修也称为“精确精确维护”、“基于可靠性基于可靠性的的维护”。

其其维修理念是：

一旦修理念是：

一旦维修，就修，就进行精确行精确维修修。

常用的设备维护体制常用的设备维护体制常用的设备维护体制常用的设备维护体制1.1.状状态监测介介绍

（1）

（1）简介介正如其名，状正如其名，状态监测就是就是监测设备状状态的技的技术，我我们通通过它来了解它来了解设备的健康状况，判断的健康状况，判断设备是是处于于稳定状定状态或正在或正在恶化。

化。

状态监测技术状态监测技术状态监测技术状态监测技术

（2）2）为什么要什么要进行状行状态监测你可能会你可能会问我我们为什么如此关注旋什么如此关注旋转机械的健康机械的健康状状态？

概括一句？

概括一句话：

经济效益效益。

状态监测技术状态监测技术状态监测技术状态监测技术（3）3）如何如何进行状行状态监测那么，在那么，在进行状行状态监测时我我们能能够做哪些工作做哪些工作呢？

有多种不同呢？

有多种不同类型的型的检测技技术和手段可以在状和手段可以在状态监测中中应用。

用。

关关键在于了解在于了解设备失效的方式。

如果你知道可失效的方式。

如果你知道可能能发生的故障生的故障类型和位置，以及机器的内部情型和位置，以及机器的内部情况，你就能况，你就能够找到正确的找到正确的监测手段。

手段。

状态监测技术状态监测技术状态监测技术状态监测技术我我们将将诊断断分分析析分分为四四个个阶段段：

检测是是否否有有故故障障，分分析故障的析故障的严重性，重性，查找故障根源以及找故障根源以及维修后修后检验。

状态监测技术状态监测技术状态监测技术状态监测技术诊断断软件的首要任件的首要任务是是监测设备是否有故障。

是否有故障。

软件中包件中包含的含的专家系家系统，能，能够将所将所测得的振得的振动水平与一系列水平与一系列预设的的报警警值进行比行比较。

用户则需需要仔要仔细分析你所提供的分析你所提供的“异异常常报告告”，从而确定哪台机，从而确定哪台机器可能有故障。

器可能有故障。

状态监测技术状态监测技术状态监测技术状态监测技术确定确定报警警值和危和危险值的方法的方法绝对法法根据相根据相应的国的国际标准、国家准、国家标准、行准、行业标准等准等如：

如：

ISOISO，GBGB，APIAPI等等。

相相对法法以机器正常状以机器正常状态的振的振动值作作为基数，自己基数，自己和自己比和自己比。

类比法比法与同与同类机器的振机器的振动值作比作比较。

转机振动标准举例转机振动标准举例（轴承振动轴承振动）ISO2372ISO2372，ISO3945ISO3945振振动烈度：

烈度：

振振动速度的有效速度的有效值测量量频率范率范围101010001000HzHzII级：

小型机械：

小型机械例例1515kWkW以下以下电机机IIII级：

中型机械：

中型机械例例15157575kWkW以下以下电机机和和300300kWkW以下机械以下机械IIIIII级：

大型机械，：

大型机械，刚性基性基础6006001200012000r/minr/minIVIV级：

大型机械，柔性基：

大型机械，柔性基础6006001200012000r/minr/min0.280.450.711.121.82.84.57.111.2182845A优优，B良，良，C可可，D不可不可（轴振动）转机机振振动标准准举例例VDI德国工程德国工程师协会会IEC国国际电工工协会会API美国石油美国石油协会会相对法确定振动限值相对法确定振动限值12345678滚动轴承承齿轮旋旋转机械机械滑滑动轴承承（23）（46）报警值危险值正常值正常值类比法确定振动限值类比法确定振动限值CBADCC泵的振的振动超超过同同类诸泵的的振振动一倍，一倍，CC泵应定定为有故障有故障滚动轴承承机机械械的的报警警参参考考值0510152025303540R86420mm/spk滑滑动轴承承机机械械的的报警警参参考考值012345678910R86420mm/spk最后，在最后，在维修完成以后，我修完成以后，我们还需要采取一些措施来需要采取一些措施来检验故障是否排除，确定故障是否排除，确定维修的效果以及修的效果以及设备的的继续工作工作能力。

能力。

这就是我就是我们前面所前面所说的的检验阶段。

段。

状态监测技术状态监测技术状态监测技术状态监测技术状状态监测的的发展展趋势是：

是：

诊断断技技术与与诊断断系系统紧密密结合合；

机机器器状状态监测和和工工业过程程监测将将融融为一一体体；

自自动诊断断和和在在线系系统的的应用用将将日日趋增增加加；

最最新新的的ITIT技技术、InternetInternet技技术将将更更广广泛泛地地应用用在在该领域。

域。

状态监测的发展趋势状态监测的发展趋势状态监测的发展趋势状态监测的发展趋势离线检测离线检测在线监测在线监测第二章第二章振动原理振动原理一、振一、振动原理概述原理概述二、二、时域波形域波形三、相位三、相位四、振四、振动的度量的度量五、五、频谱六、特征六、特征频率率七、典型信号七、典型信号八、八、总振振值九、振九、振动分析分析简介介振动概述振动概述如何如何进行行测量量测量什么量什么测量信号的形状量信号的形状如何去解如何去解释那些最那些最终的数据的数据图表表（如何（如何进行行分析）分析）时域波形基本术语时域波形基本术语周期和周期和频率率什么是什么是时域波形域波形CPMCPM制制频率和率和HzHz制制频率率时域波形基本术语时域波形基本术语振幅振幅峰峰-峰峰值峰峰值均均值均方根均方根值（RMSRMS）相位简介相位简介相位就是事件的相位就是事件的时间顺序：

一个事件的出序：

一个事件的出现与另一与另一事件相关。

事件相关。

同相位振同相位振动波形波形相位相差相位相差180振动的度量振动的度量位移位移速度速度速度和位移的关系速度和位移的关系加速度加速度加速度、速度和位移的关系加速度、速度和位移的关系三个重要参数及其相互关系三个重要参数及其相互关系频谱简介频谱简介风扇在扇在转动时产生的生的单纯的正弦信号的正弦信号打开模打开模拟器上的卡片器上的卡片选项后，其波形会后，其波形会发生生变化化扇叶撞扇叶撞击卡片振卡片振动波形波形叠加波形叠加波形频谱简介频谱简介频谱绘制制过程程波形分波形分解解快速傅立叶（快速傅立叶（FFTFFT）频谱简介频谱简介（频率的阶频率的阶）频率的率的相相对值来描述来描述频率率HzHz表示表示阶（倍频）表示阶（倍频）表示计算算阶只需要用只需要用实际频率除以率除以转动速度即可速度即可！

特征频率特征频率特征特征频率率简介介特征特征频率的率的计算算特征特征频率等于率等于基准速度基准速度和和阶的乘的乘积特征频率特征频率典型典型设备特征特征频率：

率：

滚动轴承承变速箱速箱多多级变速箱速箱带传动滚动轴承滚动轴承特征频率特征频率变速箱变速箱特征频率特征频率啮合合频率率计算算齿轮啮合合频率，率，齿轮啮合合频率率等于等于齿数与数与轴速的乘速的乘积。

在在这个例子当中，个例子当中，输入入端端齿轮有有1212个个齿，输出端有出端有2424个个齿。

其。

其齿轮啮合合频率率为输入速度的入速度的1212倍，或倍，或输出速出速度的度的2424倍倍。

多级变速箱多级变速箱特征频率特征频率输出速度的出速度的计算需要考算需要考虑每一个每一个齿轮的作用，的作用，齿轮啮合合频率等于率等于齿数数和和齿轮转速的乘速的乘积，对于多于多级变速速箱同箱同时我我们还必必须考考虑中中间轴的作的作用用。

小结小结归纳一下特征一下特征频率的率的计算步算步骤：

首先确定每个首先确定每个轴的相的相对转速；

速；

分析各个分析各个轴上的元件并上的元件并计算它算它们的的扰动频率率（如（如轴承承频率、叶片通率、叶片通过频率和率和齿轮啮合合频率等）。

同率等）。

同时不要忘不要忘记考考虑轴的的转速。

速。

典型信号典型信号正弦波正弦波方波和方波和谐波波限幅波限幅波瞬瞬态调制和制和边频带拍拍击混合信号和相位混合信号和相位总振值（均方根值总振值（均方根值RMSRMS）“总振振值”就是信号的均方根就是信号的均方根值（RMSRMS）。

）。

总振振值通常用来通常用来测量量频率在率在10-1000Hz10-1000Hz之之间的的振振动信号。

信号。

振动分析简介振动分析简介通通过对前面有前面有过时域波形和域波形和频谱相关知相关知识的学的学习，结合机械振合机械振动学的知学的知识我我们可以可以对机械机械设备的的简单故障故障进行分析了，当然行分析了，当然这只是一个很初步的故障只是一个很初步的故障诊断，断，这将将为后后续的的设备故障故障诊断打下良好的基断打下良好的基础。

信号处理基础第三章第三章振动测量实践振动测量实践一、振一、振动测量的基量的基础知知识二、二、传感器感器类型型三、三、传感器和感器和单位的位的选择四、四、传感器的安放感器的安放五、安装五、安装传感器感器六、采集六、采集测量数据量数据七、相位七、相位测量量振动测量的基础知识振动测量的基础知识图中显示了振动测图中显示了振动测量的基本参数量的基本参数:

加速加速度、速度和位移。

度、速度和位移。

三者的相位关系是：

位移与加速度有位移与加速度有180180度的相位差，与速度度的相位差，与速度有有9090度