传感气经典振动测试技术.ppt

旋转机械的振动测试 1.旋转机械振动的测试方案 2.旋转机械的转速检测 3.涡流式位移传感器 4.惯性式速度传感器 5.压电式加速度传感器 旋转机械振动的测试方案 测试对象和部位的选择 测试点的确定 传感器选用 测试对象和部位的选择 在旋转机械中，转子是设备的核心部件，整个设备能否正常工作主要取决于转子能否正常运转。转子又通过轴承(滑动轴承或滚动轴承)支承在轴承座及机壳或基础之上，构成了所谓的转子—支承系统，旋转机械的绝大多数机械故障都与转子及其组件(齿轮、轴承)直接相关，大约占70％。 支撑系统也会发生故障。 测试对象和部位的选择 主要从监测转子的振动来发现故障。监测转子比监测轴承座或机壳的振动信息更为直接和有效。在出现故障时，转子上振动的变化比轴承座及外壳要敏感得多。轴颈的振动常常可以比轴承座的振动大几倍到十几倍。 测试对象和部位的选择 对于滚动轴承而言，轴颈与轴承之间只有极小的间隙，因此轴的相对振动量值较小、但当滚动轴承出现严重磨损或损坏时，其振动值将明显增加。同理，齿轮本身出现故障时，轴系的振动反映比外壳和轴承座要明显得多。 测试对象和部位的选择 监测转子轴的振动常常要比测量轴承座或外壳的振动需要更高的监测条件： 能够合理地安装传感器。位置限制 安装前一般需要加工设备外壳。加工条件 保证传感器与轴颈之间没有其它物体。 测试对象和部位的选择 在高速大型旋转设备上，传感器的安装位置常常是在制造时就留下的，目的是对设备实行连续监视。而对低速中、小设备来说，常常不具备这种条件。在此情况下，可以选择在机壳或轴承座上放置传感器进行测试。 建议：对旋转机械来说，能测量转子就应尽可能测量转子，在不具备条件时可采取测量外壳或轴承座等措施。 测试点的确定 旋转机械的振动测试，一般测量三个方向，即水平方向、垂直方向和轴向方向，这是因为不同的故障在不同的测量方向上有不同的反映，比如，不平衡在水平方向，松动在垂直方向，不对中在轴向反映较强。 测试点的确定 对于径向的两个测点，一般是互相垂直安装，水平方向测点以在轴中心高度处为好。习惯的办法是在水平、垂直方向上测定， 测试点的确定 若测量轴承座，一般也是测三个方向。需要注意的是，一旦测点确定，就应经常在同一测点测量，测点应做出记号．测点的偏移将导致测量值的极大误差。 对于大型的旋转设备，在进行测点布局时，要兼顾经济、效率等方面的要求，以捕捉机组的故障为前提，合理安排测点。下图是某厂CO2压缩机优化测点分布图。 测试点的确定 传感器选用 电涡流位移传感器 惯性式速度传感器 压电式加速度传感器 涡流式位移传感器 1特点与应用 2工作原理 3传感器的结构 4测量电路 5传感器的安装 1 特点与应用 1 特点与应用 非接触式测量，适合于测量转子相对于轴承的相对位移，包括轴的平均位置及振动位移。涡流式位移传感器是利用转轴表面与传感器探头端部间的间隙变化来接收振动的，从而避免了与转轴表面曲直接接触。 1 特点与应用 零频率响应，频率响应范围宽(0～l0kHz)、线性度好、灵敏度不随初始间隙的大小改变等优点，不仅可以用来测出转轴轴心的振动位移，而且还可测出转轴轴心的静态位置的偏离。目前涡流式位移传感器广泛用于各类转于的振动监测。 2 工作原理 在传感器的端部有一线圈，线圈中有频率较高(1—2MH2)的交变电压通过。当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通量穿过导体，使导体的表面层感应出一涡流ie，而ie所形成的磁通量￠e又穿过原线圈。 2 工作原理 这样，原线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感。涡流系数的大小与二者之间的距离及导体的材料有关。 3 传感器的结构 3 传感器的结构 下图是CZF3型传感器的实际结构图。 4 测量电路 5 传感器的安装 安装涡流式位移传感器时，首先应注意的是平均间隙的选取，为了保证测量的准确性，要求平均间隙加上振动间隙，也即总间隙应在线段以内，否则，在非线性段的灵敏度变化将带来测量上的误差和波形失真。一般讲将平均间隙选在线段的中点，这样，在平均间隙两端容许有较大的动态振幅，如下图。 5 传感器的安装 5 传感器的安装 5 传感器的安装 安装传感器时另一个重要的问题是在传感器端部附近除了被测物体表明外，不应该有其它导体与之靠近。应按产品说明书安装。 另一方面，还应考虑到被测转子的材料特性。因为同一传感器测量不同材质的物体时，其输出灵敏度也不相同。特殊材质特殊定制。 5 传感器的安装 5 传感器的安装 5 传感器的安装 5 传感器的安装 6 旋转机械的转速检测 旋转机械振动中，最为明显的特征为振动是以转速为周期的周期振动，因此，无论是从分析振动信号还是掌握设备的运行状态等方面来说，准确测量旋转机械的转速都具有十分重要的意义。 检测转速首先要获得与转速同步的脉冲信号。涡