大型旋转机械状态检测与故障诊断教学讲义

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1、大型旋转机械状态检测与故障诊断讲义65目录第一节状态监测与故障诊断的基本知识4一、状态监测与故障诊断的意义4二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法41.振动分析法42.油液分析法43.轴位移的监测44.轴承回油温度及瓦块温度的监测45.综合分析法4三、有关振动的常用术语41.机械振动42.涡动、进动、正进动、反进动43.振幅43.1振幅43.2峰峰值、单峰值、有效值43.3振动位移、振动速度、振动加速度43.4振动烈度、振动标准44.频率44.1频率、周期44.2倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、半频44.3通频振动、选频振动44

2、.4故障特征频率45.相位45.1相位、相位差45.2键相器45.3绝对相位45.4同相振动、反相振动45.5相位的应用46.相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动47.横向振动、轴向振动、扭转振动48.刚性转子、挠性转子、圆柱形振动、圆锥形振动、弓状回转49.刚度、阻尼、临界阻尼410.临界转速411.挠度、弹性线、主振型、轴振型412.高点、重点413.机械偏差、电气偏差、晃度414.谐波、次谐波415.同步振动、异步振动、亚异步振动、超异步振动416.共振、高次谐波共振、次谐波共振417.简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、

3、随机振动418.自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动419.旋转失速、喘振46520.半速涡动、油膜振荡4第二节状态监测与故障诊断的基本图谱4一、常规图谱41.机组总貌图42.单值棒图43.多值棒图44.波形图45.频谱图46.轴心轨迹图47.振动趋势图48.过程振动趋势图49.极坐标图410.轴心位置图411.全息谱图4二、启停机图谱41.转速时间图42.波德图43.奈奎斯特图44.频谱瀑布图45.级联图4第三节故障诊断的具体方法及步骤4一、故障真伪的诊断41.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42.其次应查看仪表、主要是

4、探头的间隙电压是否真实可信43.应查看相关的运行参数有无相应的变化44.应察看现场有无人可直接感受到的异常现象4二、故障类型的诊断41.振动故障类型的诊断41.1主要异常振动分量频率的查找步骤及方法4a）先看棒图或多值棒图4b）依次调看振动趋势图4c）最后看频谱图41.2根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断4a)主要异常振动分量为工频时4b)主要异常振动分量为低频时4c)主要异常振动分量为二倍频时4d)主要异常振动分量为其它频率时42.轴位移故障原因的诊断4三、故障程度的评估4四、故障部位的诊断4五、故障趋势的预测465第一节状态监测与故障

5、诊断的基本知识一、状态监测与故障诊断的意义状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设备的运行状态，包括利用监测与分析仪表（定时的或非定时的、在线的或离线的），采用各种检测、监视、分析和判别方法，结合设备的历史和现状，对设备当前的运行状态作出评估（属于正常、还是异常），对异常状态及时作出报警，并为进一步进行故障分析、性能评估等提供信息和数据。故障是指机械设备丧失了原来所规定的性能或状态。通常把机械设备在运行中所发生的状态异常、缺陷、性能恶化、以及事故前期的状态统统称为故障，有时也把事故直接归为故障。而大型旋转机械机组的故障诊断，则是根据对大机组进行

6、状态监测所获得的信息，结合机组的工作原理、结构特点、运行状况，对有可能发生的故障进行分析、预报，对已经或正在发生的故障进行分析、判断，以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势，对维护机组的正常运行和合理检修提供正确的技术支持。大型旋转机械由于功率大、转速高、流量大、压力高、结构复杂、监控仪表繁多、运行及检修要求高，因此在设计、制造、安装、检修、运行等诸多环节上稍有不当，都会造成机组在运行时发生种种故障。大型机组本身价格昂贵，其故障停机又会引起整个生产装置的全面停产，会给企业、社会、国家造成巨大的经济损失。因此，认真做好大机组的状态监测与故障诊

7、断工作，对避免恶性事故的发生、降低故障停机次数、缩短故障停机检修时间、减少企业的经济损失是十分有益的。二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法1.振动分析法振动分析法是大机组状态监测与故障诊断所使用的主要方法。振动分析法是对设备所产生的机械振动（对大机组来说，主要是是转子相对于轴承的振动）进行信号采集、数据处理后，根据振幅、频率、相位及相关图谱所进行的故障分析。一方面，由于在大型旋转机械的所有故障中，振动故障65出现的概率最高；另一方面，振动信号包含了丰富的机械及运行的状态信息，它既包含了转子、轴承、联轴器、基础、管线等机械零部件运行中自身状态

8、的信息，又包含了诸如转速、流量、进出口压力以及温度、油温等影响运行状态的信息；第三，振动信号易于拾取，便于在不影响机组运行的情况下实行在线监测和诊断。因此，振动分析