旋轉(zhuǎn)機械故障診斷精選(九篇)

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第1篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

關(guān)鍵詞： 旋轉(zhuǎn)機械； 故障分析； 診斷； 局限性

中圖分類號： th165 文獻標(biāo)識碼： b 文章編號： 1009-8631（2013）01-0038-01

1 引言

旋轉(zhuǎn)機械如：汽輪機、發(fā)電機、離心壓縮機、風(fēng)機等，是工業(yè)部門中應(yīng)用最為廣泛的一類機械設(shè)備，在電力、能源、交通、國防及石油化工等領(lǐng)域發(fā)揮著無可替代的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機械正在向大型化、綜合化（在同一臺設(shè)備中多種技術(shù)的應(yīng)用）、連續(xù)化（從投料到產(chǎn)品整個過程的連續(xù)化）、自動化（操作、檢測等的非人工化）、嚴(yán)格化（如技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格化）的方向發(fā)展，造成設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，零部件之間的聯(lián)系更加緊密。在設(shè)備復(fù)雜化的同時，發(fā)生故障的潛在可能性和方式也在相應(yīng)增加，且故障一旦發(fā)生，就可能引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備甚至整個生產(chǎn)過程不能正常運行乃至破壞，輕則造成巨大的經(jīng)濟損失，重則導(dǎo)致災(zāi)難性的人員傷亡和社會影響。近年來，國內(nèi)外因設(shè)備故障而引起的災(zāi)難性事故仍時有發(fā)生，如2003年，國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)高線初軋機因一齒輪箱主輸出軸軸承破碎，造成設(shè)備緊急停機68小時，直接經(jīng)濟損失1500萬元以上。2001年阜新電廠2號機組斷軸事故的發(fā)生，給電廠帶巨大的經(jīng)濟損失。1988年我國秦嶺電廠zoomw汽輪發(fā)電機組因振動引起的斷軸毀機事件。災(zāi)難性事件的不斷發(fā)生，使人們認識到對大型機械裝備實施在線監(jiān)測與故障診斷的必要性。

2 現(xiàn)行故障識別與診斷分析方法簡介

當(dāng)前，故障識別與診斷決策過程中采用的方法較多，按照它們隸屬的學(xué)科體系，大體可分為三類：基于控制模型故障診斷、基于模式識別故障診斷及基于人工智能故障診斷。它們具體的診斷方式如下：

2.1基于控制模型的故障診斷。對于一個旋轉(zhuǎn)機械系統(tǒng)，若通過理論或?qū)嶒灧椒軌蚪⑵淠Ｐ停瑒t系統(tǒng)參數(shù)或狀態(tài)的變化可以直接反映該系統(tǒng)及其動態(tài)過程，從而為故障診斷提供依據(jù)?；诳刂颇Ｐ偷墓收显\斷方法主要涉及到模型建立、參數(shù)與狀態(tài)估計和觀測器應(yīng)用等技術(shù)。其中，參數(shù)與狀態(tài)估計技術(shù)是該方法的關(guān)鍵"參數(shù)估計的參數(shù)包含兩類：第一，系統(tǒng)參數(shù)，即描述系統(tǒng)動態(tài)特性的參數(shù)?；谙到y(tǒng)參數(shù)估計的故障診斷方法與狀態(tài)估計方法相比較，前者更有利于故障的分離，但是它也存在不足之處：求解物理元件參數(shù)很困難；系統(tǒng)故障引起系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)變化的形式是不確定的，目前還缺少有效的方法。第二，故障參數(shù)，即用于描述系統(tǒng)出現(xiàn)的故障時信號自身特性的參數(shù)。其基本思想是：對故障系統(tǒng)構(gòu)造適當(dāng)形式的包含有可調(diào)參數(shù)的狀態(tài)觀測器，并使其處于零狀態(tài)"當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，用觀測器中的可調(diào)部分來補償故障對系統(tǒng)狀態(tài)和輸出的影響，使得觀測器在系統(tǒng)處于故障狀態(tài)下仍然保持零狀態(tài)觀測誤差，此時觀測器中可調(diào)部分的輸出即為故障參數(shù)的估計結(jié)果。使用該方法的優(yōu)點是可對故障信號進行在線建模，但是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)強非線性時，目前仍無有效算法。

2.2基于模式識別的故障診斷。故障診斷實質(zhì)上是利用被診斷系統(tǒng)運行的狀態(tài)信息和系統(tǒng)的先驗知識進行綜合處理，最終得到關(guān)于系統(tǒng)運行狀況和故障狀況的綜合評價過。如果事先對系統(tǒng)可能發(fā)生的故障模式進行分類，那么故障診斷問題就轉(zhuǎn)化為模式識別問題。當(dāng)系統(tǒng)的模型未知或者非常復(fù)雜時，模式識別則為解決故障診斷問題提供了一種簡便有效的手段?；谀Ｊ阶R別的故障診斷方法主要分為統(tǒng)計模式識別和句法模式識別兩大類，它們在旋轉(zhuǎn)機械故障診斷領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用?；赽ayes分類器的統(tǒng)計模式識別法是旋轉(zhuǎn)機械故障診斷中一種經(jīng)典方法。

2.3基于人工智能的故障診斷?；谌斯ぶ悄芄收显\斷的研究主要分為兩類：基于知識（符號推理）的故障診斷和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（數(shù)值計算）的故障診斷。首先，基于知識的故障診斷大致包含兩種情況：基于淺知識的專家系統(tǒng)和基于深知識的專家系統(tǒng)。前者是以領(lǐng)域?qū)＜液筒僮髡叩慕?jīng)驗知識為核心，通過演繹推理來獲取診斷結(jié)果。其特點是利用領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗為故障診斷服務(wù)，但是這種方法具有較大的局限性，如知識集不完備，過于依賴領(lǐng)域?qū)＜业?。而后者則要求診斷對象的每一個環(huán)節(jié)具有明確的輸入輸出表達關(guān)系，診斷時首先通過診斷對象的實際輸出與期望輸出之間的不一致，生成引起這種不一致的原因集，然后根據(jù)診斷對象領(lǐng)域中

第一定律知識（具有明確科學(xué)依據(jù)知識）及其內(nèi)部特定的約束關(guān)系，采用一定的算法，找出可能的故障源。它比前者具有更大的優(yōu)越性，但其搜索空間大，推理速度慢。其次，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷作為一種自適應(yīng)的模式識別技術(shù)，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其全新的信息表達方式、高度并行分布處理、聯(lián)想、自學(xué)習(xí)及自組織等能力和極強的非線性映射能力使它滲透到科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機械故障診斷中的應(yīng)用主要集中在三個方面：一是從模式識別角度應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為分類器進行故障診斷；二是從預(yù)測角度應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為動態(tài)預(yù)測模型進行故障診斷；三是從知識處理角度建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷專家系統(tǒng)。如采用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)、概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)特征映射網(wǎng)絡(luò)作為分類器對旋轉(zhuǎn)機械故障進行研究。

3 現(xiàn)行故障信號診斷分析方法的局限性

大型旋轉(zhuǎn)機械在運行過程中易受到噪聲、速度突變、結(jié)構(gòu)變形及摩擦的變化等因素影響，尤其是在發(fā)生故障的情況下，從機械設(shè)備測得的振動信號往往表現(xiàn)出非線性非平穩(wěn)特征，深入考慮目前用于旋轉(zhuǎn)機械振動信號處理的前述方法，對于全面提取旋轉(zhuǎn)機械振動特征信息而言仍然存在著一定的局限性：首先fft譜分析僅反映了振動信號整體的統(tǒng)計特性，頻譜中無法體現(xiàn)非平穩(wěn)時頻細節(jié)，且頻譜分辨率受到限制；其次、arma時序模型雖然可以推廣應(yīng)用于某些非線性、非平穩(wěn)振動信號的特征提取，但應(yīng)用中建模復(fù)雜、階數(shù)選擇和計算量之間矛盾等問題，制約了該方法的實用性，不宜在大型旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中應(yīng)用；對于短時傅里葉變換通過對信號的分段截取來處理時變信號，是基于對所截取的每一段信號認為是線性、平穩(wěn)的。因此，嚴(yán)格地說，短時傅里葉變換是一種平穩(wěn)信號分析法，只適用于對緩變信號的分析；最后，小波變換雖然在機械故障診斷領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用，但由于存在小波基等參數(shù)的選擇敏感性、非自適應(yīng)性等特點，制約了小波變換的應(yīng)用性能。此外，小波變換本質(zhì)上是窗口可調(diào)的傅立葉變換，其小波窗內(nèi)的信號則視為平穩(wěn)狀態(tài)，因而沒有擺脫傅立葉變換的局限。

參考文獻：

第2篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

摘要：由于轉(zhuǎn)子部件的質(zhì)量產(chǎn)生偏心或者轉(zhuǎn)子部件出現(xiàn)了缺損，導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子不平衡，這是一種旋轉(zhuǎn)機械中最為常見的故障。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，有一半以上的故障與轉(zhuǎn)子不平衡有關(guān)，對于旋轉(zhuǎn)機械的影響非常大。文章對目前旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子不平衡的故障診斷進行了分析。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)機械；轉(zhuǎn)子不平衡；故障診斷；彎曲故障

中圖分類號：TF307文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2014）22-0051-02近年來的工業(yè)化生產(chǎn)中，各種設(shè)備以及機械存在著一種非常明顯的趨勢，功能原理越來越多樣化，而且設(shè)備大型化與連續(xù)化也非常突出，因此提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，對于設(shè)備的工藝目標(biāo)可以通過較低的消耗來實現(xiàn)。但是機器設(shè)備一旦發(fā)生故障就會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果，有時候甚至是災(zāi)難性的后果。目前選擇機械轉(zhuǎn)子不平衡故障非常常見，為了有效地保障設(shè)備的安全可靠運行，對于其中存在的故障進行診斷將是非常關(guān)鍵的，現(xiàn)代化生產(chǎn)中不能局限于事故后的維修，更要進行故障前的診斷，因此對于旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子不平衡故障的研究與診斷是非常有現(xiàn)實意義的。

1不平衡的原因

1.1不平衡的原理

由于轉(zhuǎn)子受到材料質(zhì)量在分布、加工以及誤差和裝配技術(shù)等長期運行中產(chǎn)生的各種不均勻磨損和腐蝕，進而形成的質(zhì)量中心與旋轉(zhuǎn)中心之間存在一定的偏心距，在工作過程中轉(zhuǎn)子會長期受到周期性的離心力的干擾，動荷載對于軸承產(chǎn)生干擾，引起機器振動這種不規(guī)律的現(xiàn)象。

1.2故障的特征

一般來說轉(zhuǎn)子不平衡的故障引起的特征包括如下幾個方面：首先，轉(zhuǎn)子以及軸承由于不平衡故障會發(fā)生徑向振動，轉(zhuǎn)速頻率在轉(zhuǎn)子徑向測點的頻譜圖上有著非常突出的峰值；其次，轉(zhuǎn)速頻率的告辭諧波具有很低的幅值，時域上的特征體現(xiàn)為波形接近于一種正炫波；再次，軸心軌跡由于轉(zhuǎn)子與截面處相互垂直的倆個徑點測振點之間，左右是相位差，因此成一個橢圓形或者圓形。最后，懸管轉(zhuǎn)子除外，轉(zhuǎn)子一般是兩端支撐的，其軸向振動一般來說并不非常明顯。

1.3故障類型

對于轉(zhuǎn)子不平衡的形成原因有多個方面，一般來說根據(jù)不同的類型可以進行劃分，如果是不平衡產(chǎn)生的過程，可以分為三類，一種是原始不平衡，這類型的不平衡一般是由于轉(zhuǎn)子制造出現(xiàn)誤差以及裝配、材質(zhì)等方面的問題而形成的，容易在使用一開始就出現(xiàn)振動的情況；一種是漸發(fā)性不平衡，在運行過程中，轉(zhuǎn)子會不均勻結(jié)垢，其不均勻磨損以及工藝介質(zhì)對于轉(zhuǎn)子的運行都會產(chǎn)生作用，腐蝕容易使得振動值隨著運行時間的增加而不斷變得劇烈；最后一種是突發(fā)性不平衡，這一類型是由于轉(zhuǎn)子上零部件的脫落或者其他原因造成振動值發(fā)生很強烈的改變。

對于設(shè)備的故障進行診斷是為了使得設(shè)備可以更加穩(wěn)定安全的運行，這一目標(biāo)的重要性需要各個階段加以配合才能實現(xiàn)，對于故障的機理應(yīng)當(dāng)加以了解，對于相關(guān)故障的特征進行提取，確定故障的類型，據(jù)此有針對性的提出相關(guān)解決方案，使得設(shè)備可以更加可靠地

運行。

2故障的診斷

轉(zhuǎn)子的故障在旋轉(zhuǎn)機械中是非常常見的，其類型也非常多，如轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子彎曲等，針對故障的特征，轉(zhuǎn)子不平衡與轉(zhuǎn)子彎曲就是非常難以區(qū)分的一組故障，轉(zhuǎn)子彎曲以及轉(zhuǎn)子不平衡經(jīng)常被人當(dāng)做同一組對待，事實上兩者之間是存在差別的，轉(zhuǎn)子個橫截面的質(zhì)心連線與其幾何中心連線不重合為轉(zhuǎn)子不平衡，而轉(zhuǎn)子彎曲則是由于轉(zhuǎn)子個截面的幾何中心連線與旋轉(zhuǎn)軸線不重合，兩者的共同點在于轉(zhuǎn)子都會發(fā)生偏心質(zhì)量，進而使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動。

2.1轉(zhuǎn)子彎曲故障的機理

化工生產(chǎn)機組停機一定時間后，重新開啟會遇到如下情況，如果振動過大有可能出現(xiàn)無法啟動的情況，這種情況一般來說是因為發(fā)生了轉(zhuǎn)子彎曲，其具有兩種類型，一種是永久彎曲，另一種是臨時性彎曲。前者呈弓形而且難以恢復(fù)，而后者是可恢復(fù)的，只是轉(zhuǎn)子的預(yù)負荷過大，進而使得轉(zhuǎn)子熱變形不均勻。

時域波形以及軸心軌跡等方面內(nèi)容，轉(zhuǎn)子彎曲與轉(zhuǎn)子不平衡存在很大的相似性，因此需要對兩者的類型特征進行確定，準(zhǔn)確的分析故障原因，進而提出解決策略與方案，恢復(fù)設(shè)備運行。

2.2轉(zhuǎn)子不平衡與彎曲故障的甄別

對于特征信號進行分析是診斷設(shè)備故障的一個非常重要的環(huán)節(jié)，對于及其敏感的測量點，檢測設(shè)備對于信號進行提取，對于設(shè)備的運行情況進行了解，對于信號進行技術(shù)分析，一般來說常用兩種技術(shù)，一種是頻域分析，另一種是時域分析，對于設(shè)備的運行情況進行反映是后者的關(guān)鍵點，對于故障進行監(jiān)測，對于運行趨勢進行預(yù)報。如果設(shè)備發(fā)生故障，時域分析無法準(zhǔn)確的分析出在何處以及什么類型，需要對于信號進行深入分析，也就需要進行頻譜分析，對于各個零部件之間的運動關(guān)系進行分析，大多數(shù)機械設(shè)備通過傳遞力與運動也就是機械能的方式來預(yù)測故障。傳遞過程中由于各個部件之間的磨擦作用導(dǎo)致了能量的損耗，對于機械設(shè)備的運行狀態(tài)進行判斷，頻譜圖就是對其進行分析的主要工具，對于頻譜圖進行正確觀測，對于特征頻率進行確定，也就可以判斷到底屬于何種故障類型。

轉(zhuǎn)子彎曲與轉(zhuǎn)子不平衡是存在本質(zhì)區(qū)別的，雖然有很多相似之處，對于軸兩端是否會產(chǎn)生錐形運動進行觀察，對于其工頻振動進行確定。

2.3解決方案

判斷設(shè)備的運行狀態(tài)并且預(yù)測運行趨勢是設(shè)備故障診斷技術(shù)的關(guān)鍵，對于故障類型的確定，對于其原因進行分析進而提出故障消除策略，這是故障診斷的最終目的。旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)子不平衡故障的原因較多，從設(shè)計、制造、安裝以及操作等各個方向來考慮，對于信號進行分析與處理，首先確定故障類型，對于不同類型的故障確定不同的處理措施，如果是初始不平衡的，對于轉(zhuǎn)子進行動平衡試驗，對于轉(zhuǎn)子松動不見進行消除與處理，如果是漸變式不平衡，應(yīng)當(dāng)進行除垢與恢復(fù)，使得轉(zhuǎn)子保持清潔；對于突發(fā)性不平衡的，應(yīng)當(dāng)消除應(yīng)力，防止直接破壞轉(zhuǎn)子。

3結(jié)語

近年來的工業(yè)化生產(chǎn)中，各種設(shè)備以及機械存在著一種非常明顯的趨勢，功能原理越來越多樣化，而且設(shè)備大型化與連續(xù)化也非常突出，因此提高了生產(chǎn)效率，對于生產(chǎn)成本也是有效的降低，對于設(shè)備的工藝目標(biāo)可以通過較低的消耗來實現(xiàn)。設(shè)備的故障診斷技術(shù)對于生產(chǎn)穩(wěn)定性是非常重要的，因此準(zhǔn)確的找出設(shè)備故障，消除轉(zhuǎn)子不平衡的影響因素，在實踐中不斷進行總結(jié)與分析，為設(shè)備的故障診斷技術(shù)發(fā)展提供更加有力的現(xiàn)實經(jīng)驗，從而使得生產(chǎn)效益進一步提高。

參考文獻

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第3篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

由不同原因和不同部位而產(chǎn)生的故障，這些故障產(chǎn)生的振動反映了不同的特征，或者頻率成分變化，相位差別、波形形狀和能量分布狀況等。通過檢測振動信號，我們發(fā)現(xiàn)振動性質(zhì)和特征不僅與故障有關(guān)，還與系統(tǒng)的固有屬性有關(guān)，比如同一故障發(fā)生在不同部位，故障激勵傳遞通道不同，這樣就導(dǎo)致其振動特征和響應(yīng)會有不同，這樣我們可以建立不同的響應(yīng)算法，最后能得到較準(zhǔn)確地判斷故障位置。

軋鋼機械的常見故障及其診斷方法

旋轉(zhuǎn)機械常見的故障,根據(jù)轉(zhuǎn)子式和振動性質(zhì)的不同,可以分為:轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對,基部或組裝松散、轉(zhuǎn)子和定子摩擦,感應(yīng)電機振動、滾動軸承故障，齒輪機構(gòu)的振動等等。

旋轉(zhuǎn)機械中最常見的故障就是不平衡。不平衡產(chǎn)生的原因是多方面的，如安裝偏心度差，這樣造成與寬松的軸裝配松動。往往松動常和不平衡會一起產(chǎn)生，這種數(shù)學(xué)關(guān)系表現(xiàn)為非線性的振動特征。地腳松動引起的振動，在這個方向特征很明顯，一般是垂直方向的振動強烈，其他方向不明顯。如果是零件配合松動，那么這樣引起的振動，表現(xiàn)在方向上的特征并不明顯。

電動機是一種典型的旋轉(zhuǎn)機械，在機械故障的表現(xiàn)方面具有旋轉(zhuǎn)機械的共同特點，如存在轉(zhuǎn)子不平衡，轉(zhuǎn)子不對中、松動、摩擦等故障類型。電機的振動故障特點包括機械和電氣兩方面，機械方面的振動故障，例如轉(zhuǎn)子與定子間磁隙不均勻?qū)е码姍C的異常振動，電壓不穩(wěn)定或者匝短路等也會造成電機的振動異常。電氣方面的振動故障表現(xiàn)為：當(dāng)突然給電機斷電，振動立即停止，通過這一點，我們可以判斷存在電氣方面的故障，當(dāng)突然給電機斷電，振動不會立即停止，則屬于機械故障。

滾動軸承旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括外圈、內(nèi)圈，保持架等組件。對滾動軸承振動診斷的分析方法是：滾動軸承的每個部件都有它自己的故障特征頻率。滾動軸承的故障特征頻率(簡化計算)為：內(nèi)圈通過頻率F=0.6Z-Fr，外圈通過頻率F=0.4Z•Fr，保持架通過頻率F：0.4Fr，其中z為滾動體個數(shù)，n為軸承內(nèi)圈回轉(zhuǎn)頻率。

齒輪是軋鋼機械重要的組成部分，它的運行狀態(tài)直接影響軋鋼機組的正常工作。根據(jù)統(tǒng)計抽樣結(jié)果表明，齒輪損壞的概率：齒面磨損、齒根斷裂分別占41%和31%。先看看嚙合頻率和振幅波動；二是看嚙合頻率諧波分布；三是看變頻，齒輪故障使的振動能量增加，邊緣頻率、幅度也增加，在齒輪箱的各種配件中，失敗的比率60%，可見在各部分的比例最大的是齒輪故障，由于負載波動幅度調(diào)制而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度波動。通過振動診斷判別齒輪狀態(tài)，最有效的方法是分析齒輪振動功率譜的變化，其次分析倒頻譜。

實例診斷分析

現(xiàn)對軋機振動狀態(tài)的檢測主要基于振動傳感器，數(shù)據(jù)采集，軟件等現(xiàn)有設(shè)備，以連軋廠為例，應(yīng)用振動故障診斷技術(shù)對其進行了全面的分析和診斷。

第4篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

關(guān)鍵詞：振動 設(shè)備正文

鉆井設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生的振動是由各種原因造成的，同時振動又能對運行設(shè)備產(chǎn)生各種各樣的影 響。振動是旋轉(zhuǎn)類機械常見的故障，對鉆井設(shè)備安全運行危害較大，是影響旋轉(zhuǎn)機械安全運行的重要因素 ，振動同時也是這些旋轉(zhuǎn)機械的“體溫計”，直接反映了設(shè)備安全穩(wěn)定運行狀況。

一、振動產(chǎn)生的原因

1.構(gòu)造缺陷

包括設(shè)備的軸、軸承及安裝在軸上的旋轉(zhuǎn)機件，相應(yīng)的驅(qū)動裝置如電機、柴油機、泥漿 泵、轉(zhuǎn)盤等。其中任何一種或幾種因素組合都可導(dǎo)致振源的產(chǎn)生，如軸振動、轉(zhuǎn)子不平衡、驅(qū)動軸不同心 、軸承缺陷及軸上其他部件松動等。

2.制造誤差

由于加工制造過程中造成的設(shè)備缺陷，致使設(shè)備重心與其旋轉(zhuǎn)中心不重合，導(dǎo)致設(shè)備旋 轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，進而設(shè)備出現(xiàn)振源。

3.安裝問題

相鄰的設(shè)備或設(shè)備自身安裝的底座基礎(chǔ)不達標(biāo)及各連接的機件旋轉(zhuǎn)中心之間出現(xiàn)較大的 誤差，導(dǎo)致設(shè)備在運行中產(chǎn)生振動。

4.機械損傷

設(shè)備因疲勞或撞擊造成的局部損傷，如出現(xiàn)凹坑等，旋轉(zhuǎn)機件運動時發(fā)生輕微撞擊進而 造成設(shè)備的振動。

二、振動對設(shè)備造成的結(jié)果

1.運行軌跡

當(dāng)設(shè)備振動幅度超過一定值時，設(shè)備的運行軌跡會與設(shè)計運行路線產(chǎn)生較大偏差，進而 影響設(shè)備運行，比如對機械加工設(shè)備，使設(shè)備的加工精度下降，成品率降低。

2.疲勞破壞

由于振動的勢能不斷地對設(shè)備產(chǎn)生作用力，而其作用力又不至于使設(shè)備直接損壞報廢， 經(jīng)年累月的作用使設(shè)備產(chǎn)生疲勞破壞。

3.密封

同上述原因，設(shè)備的振動勢能產(chǎn)生的作用力，會造成設(shè)備密封部位首先產(chǎn)生影響，而使設(shè) 備密封性能下降，使設(shè)備出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

4.結(jié)構(gòu)損傷

如果設(shè)備的振動勢能足夠大，比如出現(xiàn)共振現(xiàn)象，則可能直接使設(shè)備出現(xiàn)部件直接破壞 的現(xiàn)象，比如橋梁等如出現(xiàn)共振，則可 直接導(dǎo)致其斷裂。

三、振動的檢測和故障診斷

振動診斷技術(shù)是機械故障診斷中常用的一種技術(shù)，因為設(shè)備的振動信號中包含著豐富的故障信息。

在具體的振動參量的選擇上，一般認為低頻（10Hz）時的振動強度與振動位移成正比，中頻時（10～1kHz） 的振動強度與振動速度成正比，高頻（1kHz）時的振動強度與振動加速度成正比。

在實際檢測中，根據(jù)設(shè)備振動的頻率，我們選取合適的振動參量（如位移、速度或加速度），即可得到該 設(shè)備的振動時域頻譜圖。

這是根據(jù)時域圖譜，我們就可以簡單地對該設(shè)備的運行情況做一個判斷，如果選取的振動參量超出了我們 的規(guī)定值，即可判定該設(shè)備必須進行維護檢修。但是，我們要對該設(shè)備具體是因為什么故障原因?qū)е碌恼?動超標(biāo)缺不能這樣簡單地就得出結(jié)論，必須對得到的時域圖進行進一步的分析，具體的分析方法很多比如 常用的頻譜分析法、峰峰值、峭度值等分析方法，可以相應(yīng)對照各種設(shè)備故障特征頻譜進行精密分析判斷 ，具體得出造成設(shè)備振動的故障原因，指導(dǎo)設(shè)備的維護檢修工作。

四、減少振動的方法

減少振動的方法主要分為主動減振和被動減振兩種方法。

1.被動減振就是在設(shè)備安裝使用過程中，嚴(yán)格按照設(shè)備的技術(shù)要求對設(shè)備進行維護保養(yǎng)，設(shè)備各部位的 安裝、連接、、旋轉(zhuǎn)中心的對中等都要達到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以減少甚至避免振動的發(fā)生。

2.主動減振就是對于無法避免的振動就要采取一些減振方法，減少振動的能量，避免對設(shè)備造成破壞， 常用的辦法是增大系統(tǒng)阻尼或用動力吸振器來減少振動響應(yīng)。采用粘彈性阻尼材料具有很高的能量損耗，當(dāng)振動傳到阻尼材料時，在材料內(nèi)部產(chǎn)生拉伸、彎曲、剪切等變形，從而消耗大量的振動能量，使振動衰 減。采用阻尼技術(shù)減振的主要優(yōu)點是不必改變原結(jié)構(gòu)，不需增加輔助設(shè)備，不需要外部能源，占用有效空 間少，是一種很有前途的減振降噪措施

五、結(jié)束語

總之，對鉆井施工中常用的轉(zhuǎn)動機械來說，微小的振動是不可避免的，振動幅度不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的屬正常 振動。這里所說的振動，系指機組轉(zhuǎn)動中振幅比原有水平增大，特別是增大到超過允許標(biāo)準(zhǔn)的振動，也就 是異常振動。任何一種異常振動都潛伏著設(shè)備損壞的危險。比如軸系質(zhì)量失去平衡（掉葉片、大軸彎曲、 軸系中心變化）、動靜磨擦、膨脹受阻、軸承磨損或軸承座松動，以及電磁力不平衡等等都會表面在振動 增大，甚至強烈振動。而強烈振又會導(dǎo)致機組其他零部件松動甚至損壞，加劇動靜部分摩擦，形成惡性循 環(huán)，加劇設(shè)備損壞程度。因此，新安裝或檢修后的機組，必須經(jīng)過試運行，測試各軸承振動及各軸承處軸 振在合格標(biāo)準(zhǔn)以下，方可將機組投入運行。振動超標(biāo)的則必須查找原因，采取措施將振動降到合格范圍內(nèi) ，才能移交生產(chǎn)或投入正常運行。多年來，不少機組因振動大而拖延了投產(chǎn)期和檢修期。對生產(chǎn)運行來說 ，接收了振動符合標(biāo)準(zhǔn)的機組以后，還必須加強振動監(jiān)督，對振動監(jiān)測做到制度化、經(jīng)?；仨氃跈C組 振動突然增大達到規(guī)程規(guī)定值時，及時果斷地將機組停運，防止擴大損壞，或?qū)φ駝与m然增大，但尚未達 到規(guī)程規(guī)定緊急停機數(shù)值的異常及時對比分析，查找原因，并采取措施防止設(shè)備損壞事故的發(fā)生。

第5篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機；故障診斷；小波變化

Abstract： Abnormal vibration is the main form of centrifugal fan failure， affecting the production when vibrating seriously. Many causes lead to vibration of the fan. Based on the analysis of vibration fault of centrifugal fan with the method of wavelet transformation，the article summarize the main causes of vibtation of centrifugal fan，making themaintenance of fault point easier.

Key words ： Centrifugal fan， fault diagnosis，wavelet transform

0.前言

現(xiàn)代大型機組的安全運營越來越受到業(yè)內(nèi)的重視，而故障特征的提取和分類又是振動故障診斷技術(shù)中的關(guān)鍵問題。離心風(fēng)機非正常振動是風(fēng)機隱患的最顯著表現(xiàn)，也是事故發(fā)生的先兆。本文通過小波變化的診斷方法對非平穩(wěn)信號分析，分解出時間與尺度平臺，使其時間、頻率局部化信息充分表現(xiàn)出來，探索出振動故障解決的方法，取得顯著效果。

1.小波分析方法介紹

1.1小波分析方法

小波分析方法是在時域、頻域內(nèi)對信號進行分析處理，更好的反應(yīng)信號的本質(zhì)特征。時域和頻率構(gòu)成了觀察信號的兩種方法，基于Fourier變換的信號頻域表示及其能力的頻域分布揭示了信號在頻域的特征，它在傳統(tǒng)的信號分析與處理中發(fā)揮了極其重要的作用。為了分析和處理非平穩(wěn)信號，通過Fourier的變化推廣，對信號實現(xiàn)時間-頻率的聯(lián)合描述，接下來簡單介紹小波變換分析方法。

2.2故障原因分析

小波變換既保持了傅里葉變換的優(yōu)點，又加入時頻分析過程。通過對上述信號頻率采用逐步精細的時域或頻域取樣步驟，從而聚焦到信號的細節(jié)，進行多分辨率的時頻分析，小波分解后，相對頻率可以看出系統(tǒng)異常點的出現(xiàn)頻率，重構(gòu)細節(jié)的信息及近似信號，反應(yīng)出故障振動信號的特征，通過時頻圖分析出振動的故障發(fā)生點：

（1）軸承運時，內(nèi)圈、外圈滾道表面及滾動體表面的損傷引起振動和噪聲；

（2）滾動體在這些凹凸面上轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變的激振力引起設(shè)備的振動；

（3）滾動體的尺寸大小不一造成軸承振動；

（4）軸的彎曲導(dǎo)致軸承偏移，轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的振動；

（5）安裝過程中軸承游隙過大或滾道偏心時引起軸承的振動；

3.振動故障處理

3.1更換軸承，緊固軸承座，保證軸與孔的定位

拆卸軸承后，軸承內(nèi)外圈有魚鱗狀的點蝕小坑，滾動體脫出保持架。對損壞的軸承進行更換并調(diào)整軸承座，重新組裝在原來的位置，以免產(chǎn)生新的不平衡。另外，如果導(dǎo)致的振動與機器或結(jié)構(gòu)的某些部件產(chǎn)生共振，可能造成更嚴(yán)重的振動，為了防止這類誤差，從平衡軸拆下轉(zhuǎn)子時在孔與軸接觸點做標(biāo)記，安裝時在水平放置的軸上滑動轉(zhuǎn)子，直到標(biāo)記處相對時，在這個位置卡緊。

3.2葉輪安裝

安裝葉輪前使用磁粉探傷檢查葉片裂紋及傷痕，更換破損的葉片與原葉片材料一致。裝配葉片時將葉片逐個過稱，將質(zhì)量最小的葉片，放在葉輪圓盤的對稱位置上，減少葉輪的不平衡度。

3.3聯(lián)軸器裝配

連軸器安裝不對中相當(dāng)于對該轉(zhuǎn)子施加了一個不平衡的負荷。因此，半連軸器與軸頭的配合緊密，高速轉(zhuǎn)子的軸頭配合接觸面需保證大于80%，并保證其端面與中心線的垂直度。

4.結(jié)論

按照上述方案維修后對同一點A進行振動測試，并對數(shù)據(jù)進行小波分析，處理后故障特征頻率消失如圖6所示。

本文通過運用小波變換對離心風(fēng)機的振動故障進行分析，實現(xiàn)風(fēng)機轉(zhuǎn)子組件的平衡及對中，在安裝過程中嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，減少了停機時間，優(yōu)化維修資源，使之達到技術(shù)要求。今后的維修過程中，我們將結(jié)合小波變換診斷技術(shù)對離心風(fēng)機振動軸心進行準(zhǔn)確、有效的診斷。

參考文獻：

[1]張博，王凱，馬高杰，吉利.小波變換及Hilbert-Huang變換在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2009，37（06）：234-237

[2]于芙蓉，王淑芳.小波變換在振動故障信號仿真研究中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2008，36（7）：252-255

[3]張正松等編著.旋轉(zhuǎn)機械振動監(jiān)測及故障診斷[M].機械工業(yè)出版社，1991.

第6篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

【關(guān)鍵詞】引風(fēng)機；振動故障；診斷

中圖分類號：O324 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

文章對風(fēng)機振動的類型、故障概述及診斷思路做了詳細的介紹，并通過對引風(fēng)機振動故障的分析，并結(jié)合自身實踐經(jīng)驗和相關(guān)理論知識，對引風(fēng)機振動故障預(yù)防措施進行了探討，并分享了診斷過程中的一些心得。

二、引風(fēng)機振動故障概述

引風(fēng)機是發(fā)電設(shè)備的三大風(fēng)機之一，引風(fēng)機運行中出現(xiàn)的各種問題，造成機組降低負荷，甚至被迫停機的現(xiàn)象時有發(fā)生，直接影響炭素公司的安全生產(chǎn)。引風(fēng)機運行中的故障特征有振動、溫度、噪聲、油中的磨粒和形態(tài)、扭矩、扭振等，每個特征都從各自不同的角度反映運行的狀態(tài)，但由于現(xiàn)場條件和測試手段所限，有些特征的提取和分析不易實現(xiàn)，有些特征反映的情況不敏感。相對而言，引風(fēng)機的振動信號中含有設(shè)備運行工況的豐富信息，這些信息在振動的相位和譜圖中有所體現(xiàn)，從而可以推斷出振動的原因。

三、風(fēng)機振動的類型

從振動診斷的角度來看，風(fēng)機具有以下特點：1.引風(fēng)機是一種旋轉(zhuǎn)機械因而有不平衡、不對中之類的故障；2.風(fēng)機是一種流體機械有旋轉(zhuǎn)失速、喘振存在的可能性；3.風(fēng)機受工作環(huán)境的影響，經(jīng)常造成葉片的磨損，輸入的介質(zhì)還可能粘附在轉(zhuǎn)子上形成隨機變化的不平衡；4.風(fēng)機由電機驅(qū)動，可能存在電磁振動?；谏鲜鎏攸c，風(fēng)機的振動可歸結(jié)為8種類型，見下圖。

四、引風(fēng)機振動故障診斷的思路

隨著故障診斷工作的深入，此次對風(fēng)機的故障診斷徹底擺脫了傳統(tǒng)觀念，避免了解體檢查直觀尋找故障的現(xiàn)象，同時也拋棄了目前人們常用的反向推理方法，而是采用正向推理的方法，避免診斷結(jié)果不肯定、產(chǎn)生漏診和誤診的現(xiàn)象。使用正向推理診斷故障必須明確診斷故障范圍，在能夠引起風(fēng)機振動故障的全部原因中與風(fēng)機實際存在的振動特征、故障歷史，進行搜索、比較、分析，采取逐個排除的方法，剩下不能排除的故障即為診斷結(jié)果。這一診斷結(jié)果包括兩個方面：1.當(dāng)只有一個故障不能排除時，它是引起振動故障的原因；2.當(dāng)還剩下兩個以上故障不能排除時，這些故障都是振動的可能原因，需要進一步試驗，排除其中無關(guān)的故障。

五、引風(fēng)機的振動分析與故障診斷

對引風(fēng)機的故障診斷，采用正向推理的方法，即在能夠引起引風(fēng)機振動故障的全部原因中與引風(fēng)機實際存在的振動特征、故障歷史，進行搜索、比較、分析，采取逐個排除的方法，剩下不能排除的故障即為診斷結(jié)果。

1．軸承座動剛度的檢測與分析

影響軸承座動剛度的因素有連接剛度、共振和結(jié)構(gòu)剛度。通過檢測認為動態(tài)下連接部件之間的緊密程度良好、基礎(chǔ)牢固；引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為740r／min，遠遠低于共振轉(zhuǎn)速；引風(fēng)機為運行多年的老設(shè)備，結(jié)構(gòu)剛度不存在什么問題。因此，引風(fēng)機軸承座動剛度沒問題，可以排除風(fēng)機轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速和基礎(chǔ)不牢的故障。

2．氣流激振試驗

利用調(diào)閥門開度對引風(fēng)機進行氣流激振試驗，在閥門開度O％、25％、5o％、75％和100％的工況下，對各軸承的水平、垂直、軸向振動進行測試，目的是判別引風(fēng)機是否是由喘振引起的，但測量結(jié)果表明引風(fēng)機振動與閥門的開度大小無關(guān)；喘振引起的振動是高頻，振動方向為徑向，從頻譜上也未發(fā)現(xiàn)高頻振動，且引風(fēng)機的振動主要表現(xiàn)在軸向。因此，引風(fēng)機的振動不是由于喘振引起的。

3．電機的啟停試驗

將簡易測振表的傳感器置于電機地腳上，若在啟動電機的瞬間，測振表的數(shù)值即刻上升到最大值；或在電機斷電后，數(shù)值迅速下降到零，則屬于電磁振動。通過測試，振動隨轉(zhuǎn)速的升高而逐漸增大，隨轉(zhuǎn)速的降低而逐漸下降。因此，引風(fēng)機的振動不屬于電磁振動。

4.葉片磨損引起振動超標(biāo)及處理辦法

引風(fēng)機中最常見的情況是磨損，磨損會導(dǎo)致引風(fēng)機的振動在正常運營過程中逐漸升高。這種情況通常就是因為葉片磨損，引起動平衡被破壞后產(chǎn)生的。解決這種辦法的一般做法是在停機后做現(xiàn)場動平衡實驗配平。風(fēng)機進行動平衡試驗的方法步驟如下：第一步，在機殼喉舌徑向?qū)χ~輪處增加一個手孔門，因為這個地方距離葉輪外圓邊緣最近，操作員在風(fēng)機外邊對其內(nèi)部進行操作；第二步，在振動發(fā)生后把風(fēng)機停下，把手孔門啟開，在機殼外對葉輪進行配重，通過“三點法”或“四點法”找到質(zhì)量不平衡點；第三步，找到不平衡點后，計算不平衡質(zhì)量并在該處增加或減少相應(yīng)的質(zhì)量。

六、引風(fēng)機振動故障預(yù)防的措施（1.石油焦選擇:焦油含量超標(biāo)、水分過大。2.葉輪上面粘接石油焦油、塵垢怎樣預(yù)防？……）

1.原材料的選擇

主要考察材料性質(zhì)、集料顆粒形態(tài)、破碎顆粒含量、軟質(zhì)顆粒含量、扁平顆粒含量、石油焦是否合格、穩(wěn)定等，對于一些小的煉油廠，其用過濾器是否標(biāo)準(zhǔn)，用過濾器是否維修及時更換等。這些都是保證石油焦焦油含量的有效保證。

2.原料庫建設(shè)

①堆積場地要硬化，避免泥土混入和塵土污染，影響集料粘結(jié)能力。②各種級配集料分開堆放，要有清晰的界限，避免集料混雜。③各種集料堆積時要分層堆集，避免集料離析。④不同原料之間要用一定的隔擋擋開，避免裝料時不同級配集料混雜。⑤料庫房頂最好做好防水，避免雨水淋濕，含水量相差較大，影響石油焦用量有差別。同時又要避免集料結(jié)塊，大集料出現(xiàn)架橋現(xiàn)象導(dǎo)致出料不均勻而造成混合料不均勻。

3.試驗工作

試驗工作是關(guān)鍵，是質(zhì)量的保證，為保證石油焦質(zhì)量，防止出現(xiàn)焦油含量現(xiàn)象，除正常試驗工作，試驗還需要注意：①生產(chǎn)配合比選擇方面，根據(jù)馬歇爾試驗結(jié)果，焦油含量可選擇下限，實踐表明，盡管試驗時雙面各擊75次，但擊實功均不如現(xiàn)場壓實效果。也就是說現(xiàn)場壓實度，往往超出試驗密實度，如果仍使室內(nèi)瀝青用量，勢必偏高，形成泛油并降低瀝青砼強度。②天然砂用量方面要控制，不要為了某項指標(biāo)而加大砂用量。③選用適當(dāng)?shù)牡V粉用量，多用則會消耗過多的瀝青，過少則達不到增強瀝青與集料粘結(jié)力的目的。④施工過程中質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)盡量以配合比設(shè)計時的馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)，而不應(yīng)以當(dāng)天的馬歇爾試驗數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，避免不合格材料和不合格砼用于工程，同時也便于及時發(fā)現(xiàn)施工過程混合料變化，因為配合比設(shè)計時的馬歇爾試驗標(biāo)準(zhǔn)才是合格的標(biāo)準(zhǔn)。

七、引風(fēng)機振動故障診斷的幾點體會

1.引風(fēng)機振動故障原因確認，不能單憑耳聽聲源來判定故障點，不能匆忙草率，而必須通過細致地檢查、試驗，綜合分析，再下結(jié)論。

2.當(dāng)引風(fēng)機發(fā)生振動時，通常應(yīng)首先檢查機殼、軸承座與支架(墊鐵)、軸承座與軸承蓋等連接墚栓是否松動；軸承座油位，軸承溫升是否正常；風(fēng)機進、出口煙道支架安裝情況；基礎(chǔ)的剛度是否足夠、牢固；風(fēng)機軸與電機軸是否平行。然后檢查：葉片上有否積灰、積垢、磨損、葉輪變形、軸彎曲、葉輪軸盤孔與軸、葉輪鉚釘是否松動以及機殼或進口聚流器與葉輪是否摩擦。

為更有效地預(yù)防風(fēng)機軸承燒毀，在風(fēng)機的設(shè)計上應(yīng)考慮在軸承箱軸承處設(shè)置溫度計，因為軸承溫升異常，在冬季不易按時查出。

結(jié)束語

引風(fēng)機在發(fā)電設(shè)備中的作用不言而喻，為減少引風(fēng)機振動故障，應(yīng)該在引風(fēng)機的質(zhì)量上下工夫，提高制造工藝，盡可能的避免制造中的漏洞，這樣才是更好的選擇。

參考文獻：

[1]夏松波．旋轉(zhuǎn)機械不對中故障研究綜述[J]．振動、測試與診斷，1998，18(3)：157—161．

[2]施維新．汽輪發(fā)電機組振動及事故[M]．北京：中國電力出版社，1998．

第7篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

關(guān)鍵詞：機械故障；技術(shù)狀態(tài)；形成過程；特性分析

Abstract: this paper through the data access and combined with work experience, this paper firstly probes the machinery used the change of state and technology knowledge, and then analyzes the general process of the formation of the mechanical fault, the characteristics of mechanical rules analysis, with some theoretical value and guidance, for reference.

Keywords: mechanical failure; Technical state; The formation process; Characteristic analysis

中圖分類號：U226.8+1文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

在機械的設(shè)計與使用中，如何有效地預(yù)防、控制和排除各種故障，發(fā)揮機械的最大功效一直是人們研究的重要課題。本文淺述了機械技術(shù)狀態(tài)的變化及其故障形成的一般過程，分析了機械故障的基本特性，對排除機械故障、保障機械的可靠性具有一定的指導(dǎo)意義。

1機械使用與技術(shù)狀態(tài)的變化

機械在使用中受到各種能量的作用，這些能量的作用主要包括：①周圍介質(zhì)能量的作用，包括執(zhí)行任務(wù)的操作人員、修理人員和環(huán)境條件的作用；②與機械運轉(zhuǎn)以及各機構(gòu)工作有關(guān)的內(nèi)部能源，如各種載荷、振動、溫度等；③在制造和裝配中集聚在機械材料和零部件內(nèi)的潛伏能量（鑄件的內(nèi)應(yīng)力和裝配內(nèi)應(yīng)力）。這些能量主要以機械能、熱能、化學(xué)能的形式存在，當(dāng)能量達到一定數(shù)值時，將導(dǎo)致有害過程的出現(xiàn)，引起機械零部件初始性能和狀態(tài)的變化，當(dāng)配合副以一定的動力和速度運動時，相互將產(chǎn)生有害摩擦，摩擦的結(jié)果將導(dǎo)致配合副出現(xiàn)磨損，使配合副的運動發(fā)生變化。可見隨著有害過程的發(fā)展，首先將使零部件出現(xiàn)磨損、變形、裂紋、疲勞、腐蝕等損傷現(xiàn)象。損傷的出現(xiàn)使機械零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如尺寸公差、形位公差、配合間隙等）發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化又會導(dǎo)致機械功能輸出參數(shù)（如機械的輸出功率、速度等）發(fā)生變化。隨著損傷程度的進一步擴大，機械零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)逐漸超出允許值。若機械零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)超出允許值，而功能輸出參數(shù)并未超出允許極限范圍，則認為機械出現(xiàn)了潛在故障，對應(yīng)狀態(tài)為失常狀態(tài)，此時應(yīng)通過維護進行消除；若結(jié)構(gòu)參數(shù)和功能輸出參數(shù)均超出允許值，則認為機械發(fā)生了功能故障，對應(yīng)狀態(tài)為故障狀態(tài)，此時應(yīng)通過修理排除相應(yīng)的故障；若機械經(jīng)過長時間使用后，其主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)都達到極限值，且系統(tǒng)功能輸出參數(shù)嚴(yán)重超限，使用的經(jīng)濟性明顯下降，此時機械處于極限技術(shù)狀態(tài)，需要進行大修或更新。機械技術(shù)狀態(tài)特征如表1所示，技術(shù)狀態(tài)的變化過程如圖1所示。

表1 機構(gòu)技術(shù)狀態(tài)特征

圖1機械技術(shù)狀態(tài)的變化過程

2機械故障形成的一般過程

如上所述，機械在使用中受到各種有害作用后，將首先導(dǎo)致零部件出現(xiàn)損傷，損傷又影響機械的輸出參數(shù)，使其發(fā)生變化。若機械輸出參數(shù)隨時間變化的規(guī)律用X（t）表示，損傷程度隨時間的變化用U（t）表示，則X（t）與U（t）之間的變化可能是一致的，也可能有很大區(qū)別，因為其間存在著反映機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、用途和作用原理的X＝f（U（t））的過渡關(guān)系。此外，損傷同產(chǎn)品材料發(fā)生的物理現(xiàn)象有關(guān)，而輸出參數(shù)變化僅僅反映了產(chǎn)品自身的宏觀變化過程。機械經(jīng)過一個隨機的工作時間間隔后，其參數(shù)達到極限允許值Xmax，則會發(fā)生故障。圖2表示機械故障形成的一般過程。

圖2 機械故障形成的一般過程

開始時，輸出參數(shù)f（a）相對其數(shù)學(xué)期望值a0有一離散程度，該離散程度與機械初始指標(biāo)的離散度以及使用條件的變化程度有關(guān)。然后，在使用過程中，隨著使用時間的增長，機械輸出參數(shù)的劣化就表現(xiàn)為緩慢進行的過程，例如磨損等，這正是零件磨損導(dǎo)致機械性能改變的典型過程。在一般情況下，可能經(jīng)過某段時間T間隔后，參數(shù)的變化就開始了，時間T間隔是一個與損傷的積累（如疲勞）或外因作用有關(guān)的隨機量，它也具有一定的離散性。

參數(shù)X的變化過程同樣也是隨機的，它與機械各個零部件的損傷變化有關(guān)，機械輸出參數(shù)的劣化速度Vx為各零部件磨損速度V1，V2，……，Vk的函數(shù)，即

Vx＝dx/dt＝f（V1，V2，……，Vk）

3機械故障的特性分析

機械故障是與磨損、腐蝕、疲勞、老化等機理分不開的，根據(jù)機械故障形成的一般過程，機械故障主要有以下特性：

（1）潛在性。機械在使用中會出現(xiàn)各種損傷，損傷引起零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)損傷發(fā)展到使零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)超出允許值時，機械即出現(xiàn)潛在故障。由于機械設(shè)計存在一定的裕度（安全系數(shù)），因此即使某些零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)超出允許值，機械的功能輸出參數(shù)仍在允許的范圍內(nèi)，亦即機械并未發(fā)生功能故障。從潛在故障發(fā)展到功能故障一般應(yīng)有較長的時間，因為通過、清潔、緊固、調(diào)整等手段，可以消除或減緩損傷的發(fā)展，使?jié)撛诠收系玫揭欢ǔ潭鹊目刂粕踔料?/p>

（2）漸發(fā)性。由于磨損、腐蝕、疲勞、老化等過程的發(fā)生與時間關(guān)系密切，因此機械故障的發(fā)生多半與時間有關(guān)。在使用中，機械損傷是逐步產(chǎn)生的，零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)也是緩慢變化的，機械性能參數(shù)也是逐漸惡化的，所以絕大多數(shù)故障可以事先進行測試和監(jiān)控。故障發(fā)生的概率與機械運轉(zhuǎn)的時間有關(guān)，機械使用時間越長，發(fā)生故障的概率就越大。故障的漸發(fā)性使機械的多數(shù)故障可以預(yù)防，故障診斷、視情維修就是建立在這一基礎(chǔ)上的。

（3）耗損性。機械磨損、腐蝕、疲勞、老化等過程伴隨著能量與質(zhì)量的變化，其過程是不可逆轉(zhuǎn)的，表現(xiàn)為機械老化程度逐步加劇，故障越來越多。隨著使用時間的增加，局部故障的排除雖然能恢復(fù)機械的性能，但機械的故障率仍會不斷上升，新的故障將不斷出現(xiàn)。同時損傷的消除也是不完全性的，維修不可能使機械的性能恢復(fù)到使用前的狀態(tài)。機械故障的耗損性決定了機械維修級別與深度的差異，同時機械故障分布模型也不能簡單用指數(shù)分布來描述。

例如公司機加工車間的橫剪機是由太原機械廠制造的，飛剪的厚度性能參數(shù)是0.3～4.0mm，在生產(chǎn)1系、3系產(chǎn)品使用了1年多后，發(fā)現(xiàn)在剪切牌號1060、厚度為0.6mm的鋁板帶時，剪出來的鋁板帶兩頭有毛刺現(xiàn)象，經(jīng)加強剪刀，效果還是不好。公司考慮到機械故障的潛在性與漸發(fā)性，利用測量儀器塞尺測量飛剪剪刀的間隙，結(jié)果發(fā)現(xiàn)剪刀間隙對0.6mm的鋁板帶偏大，后對剪刀間隙進行了調(diào)整，同時加強對飛剪剪刀的，產(chǎn)品毛刺現(xiàn)象消除了。半年多的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)后，毛刺現(xiàn)象又出現(xiàn)了，經(jīng)查看是剪刀剪刃有缺口，公司考慮到機械故障的漸發(fā)性與耗損性，及時替換了剪刀刀片，生產(chǎn)運行恢復(fù)正常。

（4）模糊性。機械使用中，由于受到各種環(huán)境條件的影響，其損傷與輸出參數(shù)的變化都具有一定的隨機性與分散性，同時，由于材料與制造等因素的影響，機械的各種極限值、初始值也具有不同的分布同一機械，在不同的使用環(huán)境下，輸出參數(shù)隨時間也具有不同的分布，從而導(dǎo)致參數(shù)變化及故障判別標(biāo)準(zhǔn)都具有一定的分散性，使機械故障的發(fā)生與判別標(biāo)準(zhǔn)都具有一定的模糊性。機械故障的模糊性給機械故障的診斷與判別增加了一定的難度，這也說明機械故障的研究必須宏觀與微觀相結(jié)合。

（5）多樣性。機械使用中，由于磨損、腐蝕、疲勞、老化過程的同時作用，同一零部件往往存在多種故障機理，產(chǎn)生多種故障模式，如軸的彎曲變形、磨損、疲勞斷裂等。這些故障不僅故障機理與表現(xiàn)形式不同，而且分布模型及在各級的影響程度也不同，使故障呈現(xiàn)出多樣性。機械故障的多樣性要求對故障按不同機理與模式分別進行研究。

結(jié)語

機械故障原因非常之多，不能在此一一述及，關(guān)鍵是要善于總結(jié)，如能掌握有效的故障分析方法，結(jié)合機械的結(jié)構(gòu)特點，對故障進行分類處理，那么在故障的判斷處理中就可收到事半功倍的效果。

參考文獻：

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第8篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

【關(guān)鍵詞】EMD 振動信號解調(diào) 齒輪箱

1 前言

分析汽車故障汽車齒輪箱的異常振動信號可以確定汽車變速器是否發(fā)生故障及故障部位。在汽車變速器這種典型的旋轉(zhuǎn)機械故障齒輪箱故障診斷中，解調(diào)分析技術(shù)具有其他方法不可替代的作用，但因?qū)嶋H振動信號復(fù)雜且干擾信號眾多，傳統(tǒng)的振動信號解調(diào)及濾波技術(shù)受很多干擾頻率影響，并不能有效地分離特征頻率。1996年，美籍華人Norden E.Huang創(chuàng)立了針對非平穩(wěn)信號分析的Hilbert-Huang變換的新方法。這一方法提出將信號基于由其本身局部特征確定的本征模函數(shù)的經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解EMD，它在信號特征頻率的去噪及提取上取得了良好的效果[4]。

2 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EMD）與振動信號解調(diào)技術(shù)

圖1為經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解EMD算法：原始信號減去包絡(luò)均值，即可得到一個新的數(shù)據(jù)序列，判斷該序列是否滿足本征模函數(shù)的條件，如果滿足，則該序列就是一個本征模函數(shù)，本次迭代過程結(jié)束，否則，重復(fù)上述過程，直到得到一個數(shù)據(jù)序列滿足迭代結(jié)束的判別條件為止。

am或bm包含了非常重要的齒輪箱故障信息，其振動信號表現(xiàn)為以齒輪嚙合頻率為載波頻率，以故障齒輪所在軸的轉(zhuǎn)頻為調(diào)制頻率的調(diào)制現(xiàn)象，通過利用濾波技術(shù)及解調(diào)技術(shù)[2]解調(diào)出故障齒輪所在軸的轉(zhuǎn)頻，即可判定出齒輪箱故障位置。

3 實驗原理與信號分析結(jié)論

實驗工況：SG135-2變速器輸入軸轉(zhuǎn)速為600r/min，載荷75NM，軸轉(zhuǎn)頻：10 Hz（輸入軸），13.06Hz（輸出軸）。

1.如圖1所示，齒輪箱發(fā)生斷齒故障時頻域的能量都很大，原因是發(fā)生故障時振動信號劇烈很多。

2.如圖2所示，采用傳統(tǒng)濾波解調(diào)技術(shù)能提取出故障特征信息：即故障5檔齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻13.2Hz及其倍頻66.2Hz，79.3Hz，但有很多干擾噪聲頻率存在：92.8Hz，75.0Hz，74.2Hz，68.8Hz。

3.如圖3所示，采用EMD分解加傳統(tǒng)的濾波解調(diào)頻譜不僅成功提取出故障信息：故障5檔齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻13.28Hz及其倍頻65.98Hz，78.75Hz，其它干擾頻率及噪聲消失了，這是因為EMD信號分解技術(shù)在去噪方面得天獨厚的優(yōu)勢。

參考文獻

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[2]丁康，米林，王志杰.解調(diào)分析在故障診斷中應(yīng)用的局限性問題[J].振動工程學(xué)報，1997.

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[6]何嶺松，楊叔子.包絡(luò)檢波的數(shù)字濾波算法[J].振動工程學(xué)報，1997.

第9篇：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷范文

[關(guān)鍵詞]振動監(jiān)測，參數(shù)診斷，冷凍機。

中圖分類號：P618.21 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0376-01

冷凍機屬于旋轉(zhuǎn)機械，其狀態(tài)監(jiān)測最成熟有效的方法是振動監(jiān)測，人們可以通過對旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的振動監(jiān)測，來分析判斷機械設(shè)備的運行狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上比較準(zhǔn)確地確定故障原因、部位、程度、性質(zhì)等。要實現(xiàn)冷凍機組運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，必須先確定需要對那些關(guān)鍵狀態(tài)信號進行連續(xù)監(jiān)測，首先確定測量參數(shù)，測點位置及傳感器類型，然后再。討論可行的冷凍機組在線監(jiān)測方案

一， 旋轉(zhuǎn)機械振動診斷參數(shù)及傳感器選擇原則

有關(guān)振動的三個參數(shù)是位移、速度和加速度。通常情況下，在低頻時振動強度與位移成正比，在中頻時振動強度與速度成正比，在高頻時振動強度與加速度成正比。頻率越低的位移測量越靈敏，頻率越高則加速度的測量越靈敏。因此，通常認為可根據(jù)信號的頻帶范圍來選擇振動參數(shù)，在實際應(yīng)用中可參考以下頻帶范圍來確定振動診斷參數(shù)。低頻范圍（10-----100Hz）診斷參數(shù)為位移。

中頻范圍（100----1000Hz）診斷參數(shù)為速度。

高頻范圍（大于1000Hz）診斷參數(shù)為加速度。與振動檢測參數(shù)相對應(yīng)的傳感器也分為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器三種類型，每種類型的傳感器又根據(jù)不同的檢測原理構(gòu)成不同品種，可視具體情況進行選擇。

測振系統(tǒng)在選擇傳感器時既要根據(jù)機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)，又要考慮傳感器本身的頻率響應(yīng)和動態(tài)范圍，通常機械設(shè)備的轉(zhuǎn)子與殼體的重量比例不同，就需選用不同類型振動傳感器，所選傳感器的動態(tài)范圍也 應(yīng)與機械設(shè)備的振動頻率范圍相匹配。使用什么樣的傳感器很大程度上取決于機械設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)，當(dāng)機械設(shè)備具有輕的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子運行在重的剛性殼體中，即殼體對轉(zhuǎn)子的重量比率大，軸承為剛性支承時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的力大部分都消耗在轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸之間的相對運動上。這種類型的機械設(shè)備例如高壓離心壓縮機，其殼體對轉(zhuǎn)子的重量比率為30：1，宜采用非接觸式電渦流傳感器來測量轉(zhuǎn)軸與軸承之間的相對位移，相反；一個相對較重的轉(zhuǎn)子被支承在撓性結(jié)構(gòu)的軸承中運轉(zhuǎn)，即殼體對轉(zhuǎn)子的重量比率小，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的力大部分都消耗在結(jié)構(gòu)運動上，這種類型的機械設(shè)備例如風(fēng)機等，宜采用速度或加速度傳感器來測量殼體振動。

機械設(shè)備的軸承類型也是選擇傳感器是必須要考慮的因素，機械設(shè)備所用軸承有滑動軸承和滾動軸承兩類，一般認為，對于由滑動軸承支承的設(shè)備（如鼓風(fēng)機）應(yīng)采用電渦流傳感器來測量軸振動，對于

滾動軸承支承的設(shè)備，由于滾動軸承損壞時所產(chǎn)生的高頻小位移振動很難用電渦流傳感器來測得，而加速度傳感器卻很適宜測取這些信號，因此，加速度傳感器常用于滾動軸承支承設(shè)備。

二、振動監(jiān)測點的確定

設(shè)備狀態(tài)信號是設(shè)備工作時異常和故障信號的載體。選擇最佳檢測點，并采用合適的監(jiān)測方法是獲得有效故障信息非常重要的條件，真實充分地檢測到足夠數(shù)量的能夠客觀反映出設(shè)備運行狀況的信號是故障診斷能否成功的關(guān)鍵。因此，測量點選擇的正確與否直接關(guān)系到能否有效地對故障作出正確的診斷。

測量點的位置及數(shù)量的確定對診斷效果影響比較大，要選擇檢測點為最佳點，一般選擇振動檢測點的原則是能全面，充分反映出機械設(shè)備振動狀態(tài)，盡可能選在機械設(shè)備振動力最敏感處，且測量點的位置在安裝，拆卸時盡量方便。引入的干擾要小，盡量避免高溫、高濕、出風(fēng)口以及溫度變化十分大的地方，確保測量真實有效。另外在較復(fù)雜的機械設(shè)備中，當(dāng)激振力作用于系統(tǒng)的某一點時，引起設(shè)備各個點的響應(yīng)是不同的，要視具體情況進行具體分析。

傳感器的頻率響應(yīng)是選擇傳感器的一個重要因素，在理論上，為了測取能反映機械設(shè)備運行狀態(tài)的振動信號。希望所選用的傳感器能夠測取被監(jiān)測設(shè)備全部頻率范圍內(nèi)的振動信號，同時還要求在頻率范圍內(nèi)所測量的振動信號具有一定精度，這就要求傳感器具有較大的動態(tài)范圍，事實上，任何一種傳感器的頻率響應(yīng)都是具有一定的范疇，一般來說，壓電式加速度傳感器的頻響為1 Hz～10KHz，速度傳感器的頻響為5Hz～2KHz，電渦流傳感器頻響為0～2 KHz.。因此，首先要對被測物的運行時所產(chǎn)生的振動頻率范圍進行估算，然后再選擇頻響合適的傳感器。

三、振動傳感器原理及安裝

1、加速度傳感器的原理

選PCB公司的Model732A加速度傳感器為例，其機構(gòu)原理如圖所示，當(dāng)創(chuàng)拿起測量振動時，因為質(zhì)量塊相對被測體質(zhì)量較小，因此質(zhì)量塊感受與傳感器基座相同的振動，并收到與加速度方向相反的慣性力，此力為F=ma。同時慣性力在壓電陶瓷片上產(chǎn)生的電荷為q=d33F=d22ma

式中：d33為材料壓電系數(shù)；m為質(zhì)量，a為加速度，該電荷與被測振動物體的加速度成正比，但該電荷很小，需經(jīng)內(nèi)置放大電路放大后輸出，壓電式加速度傳感器有兩個特點；它是電容性的，故阻抗很高，電壓的線性度很好，PCB公司的Model732A加速度傳感器內(nèi)帶電荷放大器電路，其輸出信號為0-10V，頻率響應(yīng)范圍為0.5～25000HZ，靈敏度為10mv/g，完全能夠滿足測取齒輪高頻信號的要求。

加速度傳感器的靈敏度與壓電材料的壓電系數(shù)和質(zhì)量塊質(zhì)量有關(guān)，為了提高傳感器的靈敏度，一般選擇壓電系數(shù)大的壓電陶瓷片，若增加質(zhì)量塊質(zhì)量會影響被測振動，同時會降低系統(tǒng)的固有頻率，因此一般不用增加質(zhì)量的辦法來提高傳感器的靈敏度。此外用增加壓電片的數(shù)目和采用合理的連接方法也可以提高傳感器的靈敏度。

2、轉(zhuǎn)速傳感器的原理

機組轉(zhuǎn)速信號的獲取，一般是采用光電測速方法，即在轉(zhuǎn)軸表面粘貼一塊反光金屬紙，電轉(zhuǎn)軸上的標(biāo)識通過光電傳感器時得到的脈沖信號來獲取轉(zhuǎn)速信號。這個方法既不破壞轉(zhuǎn)軸的平衡，又可將脈沖信號直接送給計算機，這個方法簡單實用，可靠性也非常高，這類傳感器目前市面上有很多，但再選擇時也一定要加以分析，盡量選擇大品牌，知名的公司產(chǎn)品。

參考文獻