机械故障诊断学-第2章-振源分析.ppt

根据时域波形的形状，可对特定的故障进行诊断。 (2)振幅随开机过程而非线性增大，可能是转子动平衡不好；或轴承座和基础刚度小；或推力轴承损坏。 4 、时域的波形诊断法 时域诊断法 2 (1)振幅恒定，可能是其它设备或地基引起振动；或流体压力脉动或阀门振动。 1）对机器启动时的 波形分析 （以空压机为例） (3)在开机过程中振幅出现峰值，大多是共振引起的，包括箱体、支座、基础的共振。 (4)振幅某时刻突然增大，这可能是油膜振动引起的，油膜支承转子达到某一转速后振动就可能突然增大，当转速再上升时，振幅也不下降，这就是油膜振动；或间隙过小，当温度或离心力等引起的变形达到一定值时会引起碰撞，从而也使振幅突然增大。 时域诊断法 2 1）对机器启动时的 波形分析 （以空压机为例） 当转子由于安装过盈不足发生松动时，振幅将随时间呈不规则的变化。 时域诊断法 2 2）对机械松动的波形分析 测试原理：振动传感器放在某缸缸盖；光电传感器放在各缸基准点，对准飞轮贴在该缸上止点处的反光片，同时进行测量。 时域诊断法 2 3）对发动机供油角 的波形分析 振动波形前沿与转速脉冲前沿之间形成的角度，即为供油提前角。通过与标准供油角的比较，可判断供油提前、落后的情况。 时域诊断法 2 3）对发动机供油角 的波形分析 频域诊断法主要是通过对信号的频谱机构进行分析，确定信号由那些频率成分组成，再通过对“故障特征频率”及“故障特征频率幅值”的分析，就可准确地对设备的故障情况进行诊断。 在使用频域诊断之前，首先要获得信号的频谱图，可以说频谱图是频域诊断的主要工具，因此，对频谱图的深刻理解是使用频谱诊断的前提。 频域诊断法 3 所谓“谱”，系指按照一定规律列出的图标或绘制的图像，所谓的“频谱”就是指的按频率排列起来的各种成分，典型的频谱图如下页图所示。 频域诊断法 3 典型的频谱图 频谱图的横坐标是频率，且横坐标上频率点是等间隔的，频率间隔为： 其中： 1、 频域指标: 1）特征频率： 频谱图横坐标 f，Hz 2）特征频率幅值: 频谱图纵坐标 A, m/s2 2、频域诊断法特点: 各个部件在运转时，都以一定的特征频率进行振动，特征频率所对应的幅值即代表了该部件的振动大小。通过特征频率，可将各个部件的振动分开，实现定位诊断。 频域诊断法 3 频域定位诊断原理图 频域诊断法 3 典型滚动轴承的频谱图 频域诊断法 3 1)Cooley-Tukey法 fft 平方 x(t)----- x(f) ------ S(f),功率谱 是求频谱的主要方法 2)Blackman-Tukey法 相关分析 fft x(t)--------- R(t) ------ S(f) ------- fft-1 是用来求相关系数的方法 3、频谱的获得: 频域诊断法 3 4、FFT的变换步骤: 1)FFT的变换函数 fft(float *fr,float *fi,int n,int flag) fr——实部序列；fi——虚部序列 n——变换长度，2K，k=0,1,…,一般k=10为1024点 flag——正、反变换的标记 0：正变换，1：反变换 函数变量带地址传递：fr,fi向函数中传递了实部、虚部序列，函数执行完后将变换后得到的实部、虚部结果带回。 2)构成输入的实部fr、虚部fi序列 fr—由采集到的实际值构成，分段(1024点/段)赋值、变换。 fi—由 0 序列构成 频域诊断法 3 3) 合成变换后的实部、虚部，得频谱纵坐标 x(f)—幅值谱，若为多段数据，需求平均值。 4）求频谱的横坐标 (1)横坐标分辨率△f： △f=fc/n n—fft变换的长度， fc—采集频率 (2)横坐标的频率值： △f ╳ i i——坐标的序号 频域诊断法 3 (3)分辨率△f与采集频率fc的关系： fc越大，则频谱的分辨率越低，但时域的分辨率越高。 一般采用高频采集数据，再隔点细化的方式 ，来同时满足时域、频域的诊断需要。 5、频谱的种类: 1)幅值谱：x(f)(或x(f)/n),fft变换后实部与虚部之模。 2)功率谱：S(f)=x2(f) 3)功率谱密度：S(f)=x2(f)/(fc/2) 频域诊断