ppt2013往复类机电设备故障诊断技术_zhdf.ppt

(1)如果压力是稳定的，则力F也是稳定的，仅引起管道的静变形。 (2)如果压力是脉动的，则该分力就是管路的振动激励力。管道及连接部位在该力的激振下会发生强烈振动。脉动激振力的大小与压力不均匀度δ成正比。 δ=（Pmax-Pmin)/P0 往复设备的故障诊断 当脉动气流流经异径管时，同样会产生引起管道振动的激振力，如图所示，力的大小计算式推导过程与上述弯头受力情况类似。 2)、气流脉动引起振动的防治措施 为保证机组及管网系统的安全运行，除了加固管道、增加约束外，还应将管道压力的不均匀度限制在一定的范围。 表是根据实际经验总结出的对置式压缩机的压力不均匀度许用值δ，供参考。 对置式压缩机压力不均匀度许用值 往复设备的故障诊断 p/MPa 0.5 0.50-10.0 10-20 20-50 Δ/% 2.8 2-6 2-5 2-4 往复设备的故障诊断 正常状态下示功图 排气阀故障状态下示功图 往复压缩机排气阀故障实例 往复设备的故障诊断 往复压缩机活塞环故障实例 正常状态下活塞杆振动时域波形 故障状态下活塞杆振动时域波形 谢 谢! 敬请各位专家批评指导! NANJING UNIVERSITY OF SCI. TECH. 机电设备状态监测与故障诊断 张登峰 2013年8月 提纲 概述 状态监测与故障诊断中的信号处理 设备状态监测与常用传感器和仪表 各类设备的状态监测与诊断技术 旋转类设备的状态监测与诊断技术 往复类机电设备的故障监测与诊断技术 设备监测与故障诊断的新理论与技术 一.往复机电设备故障诊断概述 研究现状：远远落后于旋转类设备的故障诊断 运动形式复杂，运动速度多变 各承力部件受力复杂 结构复杂，运动件多且形状复杂，又都嵌入机体内，信号难于直接测量 工况复杂，外界负载变化大 信号复杂，且各部件运动信号相互干扰，故障特征信号难于提取 诊断方法：振动诊断, 铁谱分析, 油液分析, 温度监测 往复式设备的结构 往复设备：将活塞等的往复运动与曲轴等的回转运动转换，完成特定工作功能的机电设备。 运动时的动力是不平衡的，包括各种不平衡的惯性力（往复的、回转的及摆动的）、各种不平衡的惯性力矩（垂直平面的、水平平面的及旋转平面的） 例如：往复式压缩机、内燃机（柴油机及汽油机）、往复泵等。 往复式内燃机工作原理 内燃机是一种动力装备，它通过燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。? ? 通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。? ? 活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧、膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动运动机构工作。 单缸汽油机的构造简图 1－火花塞 2－气缸盖 3－出水口 4－气缸 5－活塞 6－水套 7－水泵 8－活塞销 9－进水口 10－连杆 11－飞轮 12－曲轴 13－机油管 14－曲轴箱 15－机油泵 16－曲轴正时齿轮 17－凸轮轴正时齿轮 18－凸轮轴 19－排气管 20－进气管 21－进气门 22－排气门 23－化油器 往复式内燃机工作原理 往复活塞式内燃机组成主要有：曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统等。 气缸是实现工作循环、产生动力的源地，安装在机体里，它的顶端用气缸盖封闭着。 活塞可在气缸套内往复运动，并从气缸下部封闭气缸，从而形成容积作规律变化的密封空间。燃料在此空间内燃烧，产生的燃气动力推动活塞运动。 活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动，曲轴再从飞轮端将动力输出。 由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。? ? 往复式内燃机工作原理 ? 内燃机的工作循环由进气、压缩、膨胀、排气过程组成。这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。 按实现一个工作循环的行程数，工作循环可分为四冲程和二冲程两类。 曲柄连杆机构几何运动关系 往复式设备故障诊断 往复类设备通常需要利用一系列机构将回转运动转换成往复运动（例如往复压缩机）或者将往复运动转换成回转运动(如内燃机)，其结构和运动形式比较复杂。例如，内燃机与旋转类装备相比，其特点如下： 系统比较复杂，运动部分（活塞－曲轴机构）既有旋转运动引起的振动，又有往复运动产生的振动，还有燃烧时冲击造成的振动，众多的频率范围宽广的激励力比较难以识别。 振动随负荷变化，在转速一定时，其负荷又随外界情况变化。 同时发生多种振动，如气体压力引起燃烧室组件的振动，活塞撞击连杆引起的振动，活塞撞击气缸引起的振动