《振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)分析》課件

振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)分析課程目標(biāo)11.了解振動(dòng)監(jiān)測(cè)的基本原理和方法22.掌握常見的振動(dòng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和分析技術(shù)33.學(xué)習(xí)使用振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷44.能夠應(yīng)用振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)解決實(shí)際問題什么是振動(dòng)監(jiān)測(cè)振動(dòng)監(jiān)測(cè)是指利用傳感器采集機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的振動(dòng)信號(hào)，并通過數(shù)據(jù)分析判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障，提高設(shè)備的可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，并降低維修成本。振動(dòng)監(jiān)測(cè)的重要性早期故障預(yù)警振動(dòng)監(jiān)測(cè)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障，及時(shí)采取措施，避免故障擴(kuò)大，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。提高設(shè)備可靠性通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，提高設(shè)備的可靠性，降低設(shè)備的故障率。延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命振動(dòng)監(jiān)測(cè)可以幫助我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的磨損、腐蝕等問題，及時(shí)進(jìn)行維修，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。降低維修成本振動(dòng)監(jiān)測(cè)可以幫助我們減少設(shè)備故障的發(fā)生，從而減少維修成本，提高生產(chǎn)效率。振動(dòng)分析的基本原理振動(dòng)分析的基本原理是通過分析振動(dòng)信號(hào)的頻率、幅值、相位等參數(shù)，來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。振動(dòng)信號(hào)可以反映設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作狀態(tài)以及故障信息。不同的故障會(huì)導(dǎo)致不同的振動(dòng)特征，通過對(duì)這些特征的分析，就可以判斷設(shè)備的故障類型和程度。振動(dòng)監(jiān)測(cè)的主要指標(biāo)振動(dòng)頻率振動(dòng)頻率是指設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)，通常以赫茲(Hz)為單位。振動(dòng)幅值振動(dòng)幅值是指設(shè)備振動(dòng)時(shí)的最大位移，通常以毫米(mm)或微米(μm)為單位。振動(dòng)速度振動(dòng)速度是指設(shè)備振動(dòng)時(shí)位移變化的速度，通常以毫米/秒(mm/s)或微米/秒(μm/s)為單位。振動(dòng)加速度振動(dòng)加速度是指設(shè)備振動(dòng)時(shí)速度變化的速率，通常以米/秒平方(m/s2)或厘米/秒平方(cm/s2)為單位。頻率分析頻率分析是振動(dòng)分析中最常用的方法之一。通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，可以將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)，從而分析設(shè)備的振動(dòng)頻率特征。不同的頻率對(duì)應(yīng)不同的故障類型，例如：軸承故障、齒輪故障、轉(zhuǎn)子不平衡等。時(shí)域分析時(shí)域分析是指直接分析振動(dòng)信號(hào)隨時(shí)間變化的規(guī)律。時(shí)域分析可以幫助我們了解設(shè)備的振動(dòng)幅值、振動(dòng)頻率、振動(dòng)波形等信息。例如：通過觀察振動(dòng)信號(hào)的波形，可以判斷設(shè)備的振動(dòng)是否穩(wěn)定，是否存在沖擊、振蕩等現(xiàn)象。諧波分析諧波分析是頻率分析的一種延伸，它可以分析振動(dòng)信號(hào)中除基頻以外的諧波成分。諧波成分的出現(xiàn)通常意味著設(shè)備存在非線性問題，例如：齒輪嚙合不良、軸承間隙過大、轉(zhuǎn)子不平衡等。包絡(luò)分析包絡(luò)分析是通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)解調(diào)，提取振動(dòng)信號(hào)中的高頻成分。包絡(luò)分析可以幫助我們檢測(cè)一些難以通過常規(guī)方法檢測(cè)到的故障，例如：滾動(dòng)軸承早期損傷、齒輪磨損等。相位分析相位分析是通過分析振動(dòng)信號(hào)的相位變化，來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。相位變化可以反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障類型和故障程度。例如：通過分析相位變化，可以判斷轉(zhuǎn)子是否平衡、齒輪是否嚙合良好等。相干分析相干分析是用來分析兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)之間相關(guān)性的方法。通過相干分析，可以判斷兩個(gè)振動(dòng)信號(hào)之間是否存在聯(lián)系，以及聯(lián)系的程度。例如：可以通過相干分析判斷兩個(gè)軸承之間是否存在耦合關(guān)系，以及耦合的程度。信號(hào)采集及處理信號(hào)采集及處理是振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)。信號(hào)采集是指利用傳感器將機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通過采集系統(tǒng)記錄下來。信號(hào)處理是指對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析、處理，提取有用的信息，并最終用于故障診斷。振動(dòng)傳感器類型加速度傳感器測(cè)量設(shè)備的振動(dòng)加速度，可以反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息。速度傳感器測(cè)量設(shè)備的振動(dòng)速度，可以用于監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)幅值和頻率變化。位移傳感器測(cè)量設(shè)備的振動(dòng)位移，可以用于監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)幅值和振動(dòng)模式。加速度傳感器加速度傳感器是一種測(cè)量設(shè)備振動(dòng)加速度的傳感器。加速度傳感器可以分為壓電式、電容式、電渦流式等類型。壓電式加速度傳感器是最常用的類型，它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。速度傳感器速度傳感器是一種測(cè)量設(shè)備振動(dòng)速度的傳感器。速度傳感器可以分為電磁式、渦流式、激光式等類型。電磁式速度傳感器是最常用的類型，它利用電磁感應(yīng)原理，將振動(dòng)速度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。位移傳感器位移傳感器是一種測(cè)量設(shè)備振動(dòng)位移的傳感器。位移傳感器可以分為電容式、電渦流式、激光式等類型。電容式位移傳感器是最常用的類型，它利用電容的變化來測(cè)量位移。傳感器安裝技巧傳感器的安裝位置和方法會(huì)直接影響振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。合理的傳感器安裝可以保證采集到的振動(dòng)信號(hào)能夠真實(shí)反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。因此，傳感器安裝需要遵循以下技巧：選擇合適的傳感器類型、選擇合適的安裝位置、選擇合適的安裝方法、確保安裝牢固等。信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)采集系統(tǒng)是振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，它負(fù)責(zé)將傳感器采集到的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并存儲(chǔ)起來。信號(hào)采集系統(tǒng)通常包括傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、軟件等。信號(hào)采集系統(tǒng)需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和實(shí)時(shí)性。信號(hào)處理技術(shù)信號(hào)處理技術(shù)是指對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析、處理，提取有用的信息，并最終用于故障診斷。常見的信號(hào)處理技術(shù)包括：頻率分析、時(shí)域分析、包絡(luò)分析、相位分析、相干分析等。趨勢(shì)分析趨勢(shì)分析是指對(duì)振動(dòng)信號(hào)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。通過趨勢(shì)分析，可以判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定，是否存在故障的預(yù)兆。例如：如果設(shè)備的振動(dòng)幅值、振動(dòng)頻率等指標(biāo)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，則可能預(yù)示著設(shè)備存在故障。故障診斷故障診斷是振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的最終目標(biāo)，它利用振動(dòng)分析技術(shù)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并判斷設(shè)備是否存在故障，故障類型和故障程度。常見的故障診斷方法包括：頻率分析、時(shí)域分析、包絡(luò)分析、相位分析、相干分析等。轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡是指通過調(diào)整轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，使其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持平衡狀態(tài)。轉(zhuǎn)子不平衡會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，甚至引起設(shè)備的損壞。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)，并通過調(diào)整轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布來實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡。軸承故障診斷軸承故障是機(jī)械設(shè)備中最常見的故障之一。軸承故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，并發(fā)出異常聲音。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)軸承故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。齒輪故障診斷齒輪故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，并發(fā)出異常聲音。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)齒輪故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。電機(jī)故障診斷電機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，并發(fā)出異常聲音。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)電機(jī)故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。泵類故障診斷泵類故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，并發(fā)出異常聲音。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)泵類故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。壓縮機(jī)故障診斷壓縮機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，并發(fā)出異常聲音。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。風(fēng)機(jī)故障診斷風(fēng)機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的振動(dòng)加劇，并發(fā)出異常聲音。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以幫助我們?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)故障，并及時(shí)進(jìn)行維修，避免故障擴(kuò)大。振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)1在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2手持式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指將振動(dòng)傳感器安裝在設(shè)備上，實(shí)時(shí)采集設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式傳遞給用戶。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以幫助我們及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)采取措施，避免故障的發(fā)生。手持式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)手持式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種便攜式的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它可以方便地?cái)y帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)。手持式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常包括振動(dòng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、分析軟件等。手持式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以用于設(shè)備的日常巡檢、故障診斷、設(shè)備調(diào)試等。移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指將振動(dòng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、分析軟件等集成到一個(gè)移動(dòng)設(shè)備上，可以方便地進(jìn)行設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)。移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以用于設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集、故障診斷等。振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選型振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選型需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。不同的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能要求也不同。在選擇振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮以下因素：監(jiān)測(cè)對(duì)象的類型、監(jiān)測(cè)指標(biāo)、監(jiān)測(cè)精度、監(jiān)測(cè)范圍、監(jiān)測(cè)頻率、系統(tǒng)成本等。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝要求振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝需要遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。合理的安裝可以保證振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高系統(tǒng)的可靠性。在安裝振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮以下因素：傳感器安裝位置、傳感器安裝方法、數(shù)據(jù)采集頻率、數(shù)據(jù)傳輸方式、系統(tǒng)調(diào)試等。信號(hào)分析軟件信號(hào)分析軟件是振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，它負(fù)責(zé)對(duì)采集到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并最終用于故障診斷。信號(hào)分析軟件需要具備以下功能：信號(hào)采集、信號(hào)處理、故障診斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表生成等。診斷專家系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)是一種基于人工智能技術(shù)的故障診斷系統(tǒng)，它可以根據(jù)設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)和歷史數(shù)據(jù)，自動(dòng)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并提供故障診斷建議。診斷專家系統(tǒng)可以幫助我們提高故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。案例分析-1案例分析-1：某企業(yè)的一臺(tái)大型機(jī)床出現(xiàn)異常振動(dòng)，通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，機(jī)床的軸承出現(xiàn)了早期損傷。通過及時(shí)更換軸承，避免了故障擴(kuò)大，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。案例分析-2案例分析-2：某企業(yè)的一臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)，通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)的葉片出現(xiàn)了松動(dòng)。通過及時(shí)修復(fù)葉片，避免了風(fēng)機(jī)故障的發(fā)生，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。案例分析-3案例分析-3：某企業(yè)的一臺(tái)泵出現(xiàn)異常振動(dòng)，通過振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，泵的軸出現(xiàn)了彎曲。通過及時(shí)更換軸，避免了泵故障的發(fā)生，保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。案例分析-4案例分析-4：某企業(yè)通過實(shí)施振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理了設(shè)備的潛在故障，有效地降低了設(shè)備故障率，提高了設(shè)備的可靠性，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，并降低了維修成本。