振动信号分析在旋转机械故障诊断中的应用
|
摘要
现场的旋转机械故障是复杂的,由于信号的非平稳性、故障原因的多样性、故障征兆与故障之间不确定性、故障的混合性等原因,故障与征兆之间不完全是一一对应的关系,实际从事设备振动分析诊断时,应充分掌握各种设备信息,灵活运用振动原理与测量技巧,将经验与专业知识有机地融合,才能有效的实现故障诊断。本文在振动诊断理论的基础上,分析了现场振动信号诊断应注意的问题;结合有关案例分析,对局部不平衡故障、联轴器破坏、基础松动等故障的现场诊断技巧进行了总结;在实际工作中,应高度重视振动的发展变化过程,对于振动突然增大、增大后又减小的情况,往往预示了故障的发展加快,应加强监测;虽然目前滚动轴承诊断标准中以振动速度为依据,振动加速度仍然是进行滚动轴承诊断的重要参数。
The fault of rotating machinery is complex in industrial spots. Because of non-stationary signal, diversity, multi-faults, uncertainly between symptom and fault, fault do not correspond to the symptom exactly. With the complicity of the fault, It is effective to combine experience and professional knowledge in practical fault diagnosis. The application problem in vibration diagnosis analyzed in this paper based on the vibration and diagnosis theory. With case analysis, the diagnosis technique of local unbalance, coupling damage, pedestal looseness concluded. The variety of vibration is an important fault symptom. Vibration variety, for example, sudden accretion, increase and then decrease, indicate fault is growing, examine or regularly monitor is obligatory. Vibration acceleration is a important parameter in rolling bear diagnosis, in despite of the international standard is based on velocity.
The fault of rotating machinery is complex in industrial spots. Because of non-stationary signal, diversity, multi-faults, uncertainly between symptom and fault, fault do not correspond to the symptom exactly. With the complicity of the fault, It is effective to combine experience and professional knowledge in practical fault diagnosis. The application problem in vibration diagnosis analyzed in this paper based on the vibration and diagnosis theory. With case analysis, the diagnosis technique of local unbalance, coupling damage, pedestal looseness concluded. The variety of vibration is an important fault symptom. Vibration variety, for example, sudden accretion, increase and then decrease, indicate fault is growing, examine or regularly monitor is obligatory. Vibration acceleration is a important parameter in rolling bear diagnosis, in despite of the international standard is based on velocity.
引文
[1] 黄文虎,夏松波,刘瑞岩,等编著.设备故障诊断原理、技术及应用,科学出版社,1996
[2] 何正嘉,訾艳阳,孟庆丰,等.机械设备非平稳信号的故障诊断原理及应用, 北京:机械工业出版社,2000
[3] 孙楠楠.大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现[学位论文] .重庆:重庆大学,2006
[4] 陆颂元. 汽轮发电机组振动,北京:中国电力出版社,2000
[5] 施维新. 国产大机组的振动调查.中国电力,2001,11:1～4
[6] 廖伯偷.机械故障诊断基础,北京:冶金工业出版社,1994
[7] 裴峻峰.杨其俊,机械故障诊断技术,北京:石油大学出版社,1996
[8] 钟秉林等.机械故障诊断学,北京:机械工业出版社,1997
[9] 高金吉. 高速涡轮机械振动故障机理及诊断方法的研究:[学位论文] . 北京:清华大学,1993
[10] 屈 梁 生 , 史 东 峰 . 全 息 谱 十 年 : 回 顾 与 展 望 , 振 动 、 测 试 与 诊断,1998,18(4):235～242
[11] 虞和济等.故障诊断的专家系统,北京:冶金工业出版社,1991
[12] 何正嘉,艳 阳,张周锁,等.大型机械设备变工况非平稳动态分析与监测诊断关键技术,中国机械工程,1999,10(9):978～981
[13] 孙楠楠.大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现,重庆:重庆大学,2006
[14] 冯志鹏,宋希庚,薛冬新,等. 旋转机械振动故障诊断理论与技术进展综述.振动与冲击,2001,4,36～39
[15] Timo Sorsa , Heikki N. Koivo , Application of Artificial Neural Networks in Process Fault Diagnosis, 1993,29(4):843～849
[16] 许飞云,贾民平,钟秉林, 等. 旋转机械振动故障诊断的一种模糊神经网络方法研究.振动工程学报,1996,9(3):213～219
[17] Walker K J., Shirkhodaie A. Development of a virtual environment for fault diagnosis in rotary machinery. Proceedings of the 33rd Southeastern Symposium on System Theory. IEEE, Piscataway, NJ, USA ,2001:99～103.
[18] 张贤达,保铮.非平稳信号分析与处理.北京:国防工业出版社,1998
[19] Bossley K M,Mckendrck R J,Harris C J,et d.Hybrid computed order tracking.Mechanical System Signal Process,1999,13(4):627～641
[20] Kuo Y w.A Microcomputer-based Vibration Diagnostic System for Steam Turbines and Generators . Proceedings of the Institution of Mechanical Engineering,l988:455～462
[21] 孟庆丰 李树成,等.旋转机械油膜涡动稳定性特征提取与监测方法.振动工程学报,2006,19(4):446～451
[22] 中华人民共和国机械电子工业部.GB3216-89.中华人民共和国国家标准-离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法.北京:机械工业出版社,1990
[23] 韩捷,张瑞林,等.旋转机械故障机理及诊断技术.北京:机械工业出版社,1997
[24] 张韧.旋转机械故障特征提取技术及其系统研究[学位论文] .浙江:浙江大学,2004
[25] 窦卫东.汽轮发电机组转子油膜涡动原因分析.电力学报,2003,18(1):85～86
[26] 康海英,栾军英,等.基于时域平均的齿轮故障诊断.军械工程学院学报,2006,18(1):34～36
[27] 朱泉,刘朝义.滚动轴承状态监测与故障诊断实用技巧,设备管理与维修,2000,11。
[28] 戈志华,高金吉,王文永.旋转机械动静碰摩机理研究.振动工程学报, 2003 (4):426～429
[29] 刘红星,林京,屈梁生,等,信号时域平均处理中的若干问题探讨,振动工程学报,1997,10(4):446～450
[30] 安连锁,王松岭,侯军虎.电站锅炉给水泵振动机理及振动监测中的分频段控制技术. 流体机械,2000,28(11) :19～21
[31] 国家机械工业局.JB/T8097-1999.中华人民共和国机械行业标准-泵的振动测量与评价办法.北京:机械科学研究院出版发行,2000
[2] 何正嘉,訾艳阳,孟庆丰,等.机械设备非平稳信号的故障诊断原理及应用, 北京:机械工业出版社,2000
[3] 孙楠楠.大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现[学位论文] .重庆:重庆大学,2006
[4] 陆颂元. 汽轮发电机组振动,北京:中国电力出版社,2000
[5] 施维新. 国产大机组的振动调查.中国电力,2001,11:1～4
[6] 廖伯偷.机械故障诊断基础,北京:冶金工业出版社,1994
[7] 裴峻峰.杨其俊,机械故障诊断技术,北京:石油大学出版社,1996
[8] 钟秉林等.机械故障诊断学,北京:机械工业出版社,1997
[9] 高金吉. 高速涡轮机械振动故障机理及诊断方法的研究:[学位论文] . 北京:清华大学,1993
[10] 屈 梁 生 , 史 东 峰 . 全 息 谱 十 年 : 回 顾 与 展 望 , 振 动 、 测 试 与 诊断,1998,18(4):235～242
[11] 虞和济等.故障诊断的专家系统,北京:冶金工业出版社,1991
[12] 何正嘉,艳 阳,张周锁,等.大型机械设备变工况非平稳动态分析与监测诊断关键技术,中国机械工程,1999,10(9):978～981
[13] 孙楠楠.大型旋转机械振动监测与故障诊断知识体系的研究与实现,重庆:重庆大学,2006
[14] 冯志鹏,宋希庚,薛冬新,等. 旋转机械振动故障诊断理论与技术进展综述.振动与冲击,2001,4,36～39
[15] Timo Sorsa , Heikki N. Koivo , Application of Artificial Neural Networks in Process Fault Diagnosis, 1993,29(4):843～849
[16] 许飞云,贾民平,钟秉林, 等. 旋转机械振动故障诊断的一种模糊神经网络方法研究.振动工程学报,1996,9(3):213～219
[17] Walker K J., Shirkhodaie A. Development of a virtual environment for fault diagnosis in rotary machinery. Proceedings of the 33rd Southeastern Symposium on System Theory. IEEE, Piscataway, NJ, USA ,2001:99～103.
[18] 张贤达,保铮.非平稳信号分析与处理.北京:国防工业出版社,1998
[19] Bossley K M,Mckendrck R J,Harris C J,et d.Hybrid computed order tracking.Mechanical System Signal Process,1999,13(4):627～641
[20] Kuo Y w.A Microcomputer-based Vibration Diagnostic System for Steam Turbines and Generators . Proceedings of the Institution of Mechanical Engineering,l988:455～462
[21] 孟庆丰 李树成,等.旋转机械油膜涡动稳定性特征提取与监测方法.振动工程学报,2006,19(4):446～451
[22] 中华人民共和国机械电子工业部.GB3216-89.中华人民共和国国家标准-离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法.北京:机械工业出版社,1990
[23] 韩捷,张瑞林,等.旋转机械故障机理及诊断技术.北京:机械工业出版社,1997
[24] 张韧.旋转机械故障特征提取技术及其系统研究[学位论文] .浙江:浙江大学,2004
[25] 窦卫东.汽轮发电机组转子油膜涡动原因分析.电力学报,2003,18(1):85～86
[26] 康海英,栾军英,等.基于时域平均的齿轮故障诊断.军械工程学院学报,2006,18(1):34～36
[27] 朱泉,刘朝义.滚动轴承状态监测与故障诊断实用技巧,设备管理与维修,2000,11。
[28] 戈志华,高金吉,王文永.旋转机械动静碰摩机理研究.振动工程学报, 2003 (4):426～429
[29] 刘红星,林京,屈梁生,等,信号时域平均处理中的若干问题探讨,振动工程学报,1997,10(4):446～450
[30] 安连锁,王松岭,侯军虎.电站锅炉给水泵振动机理及振动监测中的分频段控制技术. 流体机械,2000,28(11) :19～21
[31] 国家机械工业局.JB/T8097-1999.中华人民共和国机械行业标准-泵的振动测量与评价办法.北京:机械科学研究院出版发行,2000