状态监测与故障诊断的基本图谱.doc

状态监测与故障诊断的基本图谱 一、常规图谱 常规图谱又称稳态图谱，其不含开停车信息。 1. 机组总貌图 机组总貌图显示了机组的总貌，可了解机型、转子支撑方式、轴承位置、运行转速等，主要是查看探头的位置及位号。 2. 单值棒图 较为形象、直观地显示实时振动值，并可知低报、高报报警值及转速。 3. 多值棒图 多值棒图显示实时通频值及各主要振动分量的振动值，可大致了解机组运行是否正常。 正常运转状态下的多值棒图通常是：一倍频最大、且与通频相差不大，二倍频小于一倍频的一半，0.5倍频微量或无，可选频段很小，残余量不大。 其中： 通频值～即总振动值，为各频率振动分量相互矢量迭加后的总和。 一倍频～为转子实际运行转速n下的频率f，又称工频、基频、转频， f = n／60 [Hz]；转子动不平衡及轴弯曲、轴承不良（偏心）、热态对中不良、支承刚度异常、在临界转速区运行、电机气隙偏心等，都会引起一倍频振动分量的增大，发生概率依次降低。 二倍频～二倍工频，转子热态、裂纹、松动、水平方向上支承刚度过差等，都会引起二倍频振动分量增大，绝大多数是。 0.5倍频～0.5倍工频，又称半频，油膜涡动会引起该频率段增大，轴承工作不良也会引起该段频率增大；旋转失速、摩擦也都有可能。 可选频段～由用户根据机组常见故障自己定义的频段，一般可选择(0.4~0 .6)倍工频或(0.3~0 .8)倍工频，用来监测是否发生亚异步振动，如油膜涡动、旋转失速、密封流体激振、进汽（气）脉动、摩擦、松动等。主要是轴承因紧力、接触、摇摆、油档及油温等问题引起的油膜失稳、摩擦、旋转失速、进汽脉动。 残余量～除上述频率成分外，剩余频率成分振动分量的总和，该部分振值高时，转子有可能发生摩擦、高频气流脉动等。 4. 波形图 波形图显示了振动位移与时间的关系，又称幅值时域图。 波形图显示了振幅、周期（即频率）、相位，特别是波形的形状和状态。 图中：① 振幅为正峰与负峰之间的位移量，比较各周期对应的峰高，即可知振幅值是否稳定；② 二个亮点之间为一个旋转周期，波形图的周期数可以选取，想了解波形重复性时周期数选多一点，想了解波形细节时周期数选少一点；③ 亮点为振动的初相位、即零位，比较各周期对应峰与零位的间隔，可以粗略了解振动相位（发生的时间、位置）是否稳定。 波形图既可以是通频波形图，即显示通频总振值与时间(周期)的关系；也可以是选频波形图，即一倍频波形、二倍频波形、0.5倍频波形、…等。 波形图也可以作为示波器对振动波形的形态和变化进行实时监测。 由于从波形图上不能直接得频率及相位的精确数据，现在很少用它来确定振动参数。但是，其形象、具体的波形及其变化状态，特别是波形在各周期下的重复性状况，仍非常有助于对振动故障、尤其是干扰信号的分析、界定。例如： 正常运转状态下的波形图，因工频为主，所以为近似的正弦波，如上图； 动不平衡时，为近似的等幅正弦波，见下图； 对中不良时，波峰翻倍，波形光滑、稳定、重复性好，见下图； 摩擦时，波峰多，波形毛糙、不稳定，或有削波，见下图； 自激振荡时，波形杂乱、重复性差、波动性大； 严重油膜涡动时，因接近半频，振幅大小间隔，反而有点规律，见下图； 瞬态振动时，波形为若干周期的连续衰减； 冲击振动时，通频波形上出现小于一个周期的突起后又衰减的波形； 虚假信号干扰时，波形瞬间急剧变化，甚至呈直线状，见下图。 动不平衡时，为近似的等幅正弦波 时，波峰翻倍，波形稳定、重复性好 对中不良时，通频波形图肯定要受到二倍频正弦波的影响，二倍频在通频的一个周期内变化二次，迭加后的波形自然是波峰翻倍。 在上图中，由于工频本身较低，只有16μm，从而使略微偏高的二倍频(18μm)显得较高；此外，由于还存在一些不太大的高次谐波，所以波形不够光滑；各频率成分的幅值较为稳定，波形的重复性好。总体上看，机组存在对中不良，但程度并不严重。 冲击振动时，在通频波形上出现小于一个周期的突起后又衰减的波形。 虚假信号干扰时，波形瞬间急剧变化，甚至呈直线状。 主要为动不平衡、并存在摩擦的波形频谱图 上图为某催化烟机严重结垢时的波形频谱图。波形主要为较典型的正弦波，幅值很大，为122.5μm ；此外，还存在波峰多、波形毛糙以及单边（正峰）削波现象。根据烟机运行特点，该烟机主要存在着因催化剂在转子轮盘上粘结而形成的动不平衡，以及催化剂在气封处堆积而产生的较严重局部摩擦。 严重油膜涡动时的波形频谱图 油膜涡动严重时，接近于半频的波形必然会对通频波形产生重要影响。半频的波形是正弦波、周期为通频的二倍，在半频的正峰、负峰分别间隔影响下，迭加后形成了周期内振幅正、负值悬殊大、各周期振幅大小间隔的通频波形，一个周期振幅大，另一个周期振幅小。 5. 频谱图 频谱图显示了各振动分量的频率及其振幅值。 横坐标可选择“阶比”或“