振动监测与故障诊断
振动监测与故障诊断系统简介

数据采集子系统与气轮机组在线监测故障诊断主系统集成工作的原理如图2-2所示。
图2-2数据采集子系统的工作原理
2.
一体化设计,功能完善,结构合理,商品化的产品。
采用模块化和多CPU主从结构设计,数据采集、处理能力强大,组装、维护方便。
主CPU板和各智能模拟量信号采集板通过内存进行数据交换,数据交换速度高,吞吐量大。
标准VT100终端接口,用户可以方便对装置进行远方检测和在线配置。
工业标准设计,能够工作于各种恶劣环境。
采用电磁兼容(EMC)技术,抗电磁脉冲干扰(EMI)性能强,装置运行稳定可靠。
对敏感信号进行屏蔽。
输入信号采用光电隔离。
内部器件均选用优秀的工业级产品。
不需要特殊的加热器或冷却装置。
充分的可靠性设计,严格的质量检验,为用户提供了可靠的保证。
汽轮机振动在线监测与故障诊断
系统介绍
1
系统采用分布式结构,前端采用嵌入式结构,用于数据采集、预处理和临时存储;后端采用PC机+数据库用于数据存储、监测、分析和诊断,并作为网络服务器供其他计算机通过网络访问。
图1-1为该系统的结构图。
图1-1系统结构图
其中前端数据采集设备从TSI接入信号,并对信号做预处理,临时存储在设备内部的硬盘或其他存储设备上,然后通过网络将数据发送到网络服务器上;服务器接受数据并将其存储在数据库中,同时服务器将数据库中的信息通过动态网站的形式发布在电厂局域网上,电厂局域网用户可以通过浏览器直接访问网站,查看实时或历史数据,进行分析诊断。
键相信号(脉冲信号)接入装置后,需要光电隔离、滤波整形处理。键相信号调理电路由光电隔离器和滤波整形两部分组成。
智能模拟量信号采集板的组成如图2-4所示。
振动分析和故障诊断分析解析

• 状态监测 • 设备(资产)健康监测 • 设备(资产)健康管理 • 提高设备可用率 • 减少维修成本 • 延长设备寿命
机器状态检修
机器状态检修的基础是振 动频谱中包含机器零部件 的机械状态信息
振 振动故障分析诊断的任务:从某种意义上
动 讲,就是读谱图,把频谱上的每个频谱分
故 量与监测的机器的零部件对照联系,给每 障 分 条频谱以物理解释。
1H1zHz
1 Hz
10 Hz 10H1z00 Hz 100H1KzHz 11K0HK Hzz
10 Hz 对LOG数FR频EQ率U1E0N0CYHz
10KHz
1KHz
LOGARITHMIC SCALE
10 KHz
振动监测中的一些技术细节要点
• 简 谐 振 动 位 移 , 速 度和 加 速 度 三 者关系
– 数学算法把一个复杂的函数分解成一系列 简单的正弦和余弦波
振动信号的采集与处理
合成波
快速傅
里叶分
析 (FFT)
幅 值
原理
分解的波
用频谱图表示
时域
x Ai sin(it i )
i 1
频域
振动监测中的一些技术细节要点
正弦波 方波
三角波 脉冲
振动监测中的一些技术细节要点
轴承内环故障频率BPFI
2.绝对振动标准ISO10816-1~6 机械振动----在非旋转部件上测量和评价机器
振动 第一部分 总则 第二部分 陆地安装的功率超过50MW的大型汽轮发电机组 第三部分 额定功率大于15KW额定转速在120 15000转/分在现场测量的工业 机器 第四部分 不包括航空器类的燃气轮机组 第五部分 水力发电厂和泵站机组 第六部分 额定功率超过100KW的往复式机器
振动检测与故障诊断技术

振动检测是状态检测的手段之一,任何机械在输入能量转化为有用功的过程中,均会产生振动;振动的强弱与变化和故障有关,非正常的震动感增强表明故障趋于严重;不同的故障引起的振动特征各异,相同的振动可能是不同的故障;振动信号是在机器运转过程中产生的,就可以在不用停机的情况下检测和分析故障;因此识别和确定故障的内在原因需要专门的一起设备和专门的技术人才。
1、机械振动检测技术机械运动消耗的能量除了做有用功外,其他的能量消耗在机械传动的各种摩擦损耗之中并产生正常振动,其他的能量消耗在机械传动的各种摩擦损耗之中并产生正常振动,如果出现非正常的振动,说明机械发生故障。
这些振动信号包含了机械内部运动部件各种变化信息。
分辨正常振动和非正常振动,采集振动参数,运用信号处理技术,提取特征信息,判断机械运行的技术状态,这就是振动检测。
所以由此看来,任何机械在输入能量转化为有用功的过程中,均会产生振动;振动的强弱与变化和故障有关,非正常的震动感增强表明故障趋于严重;不同的故障引起的振动特征各异,相同的振动可能是不同的故障;振动信号是在机器运转过程中产生的,就可以在不用停机的情况下检测和分析故障;因此识别和确定故障的内在原因需要专门的一起设备和专门的技术人才。
2、振动监测参数与标准振动测量的方位选择a、测量位置(测点)。
测量的位置选择在振动的敏感点,传感器安装方便,对振动信号干扰小的位置,如轴承的附近部位。
b、测量方向。
由于不同的故障引起的振动方向不同,一般测量互相垂直的三个方向的振动,即轴向(A向)、径向(H 向、水平方向)和垂直方向(v向)。
例如对中不良引起轴向振动;转子不平衡引起径向振动;机座松动引起垂直方向振动。
高频或随机振动测量径向,而低频振动要测量三个方向。
总之测量方向和数量应全面描述设备的振动状态。
测量参数的选择测量振动可用位移、速度和加速度三个参数表述。
这三个参量代表了不同类型振动的特点,对不同类型振动的敏感性也不同。
设备故障的振动识别方法及其实例分析

设备故障的振动识别方法及其实例分析引言在工业生产和设备运行过程中,设备故障是不可避免的问题。
而振动识别方法是一种常用的故障诊断手段,通过监测设备振动信号来判断设备的健康状态。
本文将介绍振动识别方法的基本原理,并通过实例分析来说明其在故障诊断中的应用。
振动识别方法的基本原理振动信号是指设备在运行过程中由于不平衡、机械间隙、磨损等原因产生的机械振动信号。
振动识别方法通过对振动信号进行采集、处理和分析,来判断设备的工作状态和存在的故障。
振动信号的采集振动信号的采集可以通过加速度传感器或振动传感器来实现。
这些传感器会将振动信号转化为电信号,并传送给振动分析设备进行后续处理。
振动信号的处理振动信号的处理包括滤波、特征提取和特征选择等步骤。
滤波主要是通过去除噪声和干扰信号,提取出设备故障产生的特征信号。
特征提取是指通过数学方法将振动信号转化为一组特征参数,用于描述设备的振动特性。
常用的特征参数有时间域特征(如均值、方差、峰值等)、频域特征(如功率谱密度、频率谱等)和小波变换特征等。
特征选择是指从提取的特征参数中选择出与设备故障相关性较高的特征进行分析。
常用的特征选择方法有相关性分析、方差分析和主成分分析等。
振动信号的分析振动信号的分析可以通过传统的统计分析方法和机器学习方法来实现。
传统的统计分析方法包括峰值分析、频谱分析、相关性分析等。
这些方法通过对特征参数的分析,来判断设备是否存在故障。
机器学习方法则是通过建立模型来实现振动信号的分类和识别。
常用的机器学习方法有支持向量机(SVM)、决策树、神经网络等。
这些方法可以通过训练样本集来学习设备的正常工作状态和不同故障状态的振动特征,从而实现振动信号的自动分类和识别。
振动识别方法的实例分析以下是一个通过振动识别方法进行设备故障诊断的实例分析。
假设有一台电机,在运行过程中产生了明显的振动。
我们通过加速度传感器采集了电机的振动信号,并对振动信号进行了滤波和特征提取。
风机振动监测与故障诊断技术的研究与设计

风机振动监测与故障诊断技术的研究与设计近年来,风机在工业领域的应用越来越广泛。
然而,由于长期运行、负荷波动以及环境因素等原因,风机振动问题变得愈发突出。
风机振动若未及时监测和处理,将会导致设备的提前损坏,甚至引发严重的安全隐患。
因此,风机振动监测与故障诊断技术的研究与设计迫在眉睫。
一、风机振动监测技术的研究与设计1. 系统方案设计风机振动监测系统的设计应根据具体的工况和监测需求来确定。
首先,需选择合适的传感器来采集振动信号,如加速度传感器、速度传感器等。
其次,必须选择适合的数据采集卡,以便将传感器采集的信号转换为电信号并进行实时监测。
最后,采集到的振动信号需要通过数据处理和分析,才能形成可用的监测结果。
2. 传感器选择与布置在风机振动监测系统中,传感器的选择和布置非常重要。
传感器的选择应基于所需监测的振动类型,如轴向振动、径向振动等。
传感器的布置应考虑到风机不同部位的振动特点,如风机叶片、轴承、轴等。
通过合理选择传感器并正确布置,可以最大程度地准确监测风机振动情况。
3. 数据采集与处理数据采集是风机振动监测系统中的关键环节。
通过数据采集卡将传感器采集的模拟信号转换为数字信号,然后将其传递给计算机进行实时监测和分析。
数据采集卡的选择应考虑采样率、分辨率等参数,以提高数据的准确性和可靠性。
二、风机故障诊断技术的研究与设计1. 故障诊断算法研究针对风机常见的故障类型,如轴承故障、不平衡、传动装置故障等,需要研究合适的故障诊断算法。
常用的方法包括时域分析、频域分析、小波分析、模式识别等。
通过对风机振动信号进行算法处理和分析,可以准确判断故障类型及其严重程度。
2. 特征提取与模型建立在风机故障诊断过程中,如何提取有效的特征参数是至关重要的一步。
特征提取可通过对振动信号进行时域、频域等分析,提取能够反映故障特征的特征参数。
通过建立适当的模型来判断风机运行状态是否正常,如神经网络模型、支持向量机模型等。
3. 系统实施与优化风机故障诊断技术不仅需要在实验室中进行研究与设计,还需要在实际工业环境中进行系统实施与优化。
机械振动监测与故障预警

机械振动监测与故障预警在现代工业生产中,机械设备的正常运行是保证生产顺利进行的关键。
然而,长时间的运行以及环境的侵蚀会导致机械设备出现磨损和故障,进而影响到生产效率和品质。
因此,机械振动监测与故障预警技术应运而生,它可以实时监测机械的振动状态,并通过分析,提前预警机械故障,为设备维护提供依据,降低设备故障率,提高生产效率。
机械振动监测技术的基础是通过传感器检测机械设备振动信号,并将其转化为电信号进行处理和分析。
传统的振动监测方法多采用加速度传感器进行测量,这种传感器可以感应到机械设备产生的振动信号,从而形成振动波形图和频谱图。
通过对振动波形图的观察和对频谱图的分析,可以了解到机械设备的振动情况,预测设备的健康状态,从而及时采取维护措施。
近年来,随着传感器技术的发展,越来越多的新型传感器被应用于机械振动监测中,比如压电传感器、光纤传感器等,这些传感器可以更加精确地检测振动信号,提高监测的灵敏度和准确性。
机械故障预警是机械振动监测技术的重要应用之一。
通过对设备振动信号的实时监测和分析,结合历史故障数据和振动谱图库,可以实现对机械设备的故障预警。
在故障预警系统中,振动特征参数是判定设备故障的重要指标之一。
比如,峰值指标可以反映机械设备的振动强度;频谱指标可以反映设备振动的频率分布;尖峰指标可以反映设备振动信号的峰值出现的次数等。
基于这些指标,可以建立起合理的故障模型,实现对设备故障的精确预测和判断。
同时,机器学习算法的应用也为机械故障预警提供了新的思路。
通过分析振动信号的特征参数,利用机器学习算法建立模型,可以更加准确地预测设备的故障,提高故障诊断的准确率和效率。
机械振动监测与故障预警技术的应用领域非常广泛。
在制造业中,机械设备的故障往往会导致生产线的停工和损失,通过振动监测和故障预警技术可以及时发现设备故障,降低生产中断的风险。
在交通运输领域,飞机、火车等大型交通工具的安全非常重要,通过对机械设备振动的监测,可以避免设备故障导致的安全事故。
风机振动检测与故障诊断技术研究

风机振动检测与故障诊断技术研究随着风力发电在可再生能源领域中的不断发展,风机振动检测与故障诊断技术的研究变得越来越重要。
本文将探讨现有的风机振动检测技术以及故障诊断方法,并展望未来的发展方向。
一、风机振动检测技术1. 传感器技术:风机振动检测通常采用加速度传感器、速度传感器或位移传感器等来监测风机的振动情况。
这些传感器能够实时测量风机各个部件的振动参数,并将数据传输到中央监测系统进行分析。
2. 频谱分析:频谱分析是一种常用的风机振动检测方法,可以通过将振动信号转换为频域信号,进而识别可能存在的故障。
通过分析振动频谱图,我们可以确定故障类型以及其对风机的影响程度。
3. 振动信号处理:振动信号处理是对原始振动信号进行滤波、降噪、特征提取等处理的技术。
利用滤波技术可以减少杂散干扰,提高信号的清晰度和准确性。
同时,通过特征提取算法,我们可以提取出与故障相关的特征参数,从而实现故障的诊断与预测。
二、故障诊断方法1. 振动特征分析:风机振动特征分析可以通过分析风机各个部件振动的频率、幅值等参数,来识别故障类型。
例如,当风机叶片出现撞击故障时,其振动频率会发生明显变化,通过对比分析可以判断是否存在故障。
2. 统计学方法:统计学方法通过统计、归纳和推理来分析风机的振动数据,从而诊断故障。
例如,利用多元统计方法可以将振动信号与已知故障样本进行对比,以确定故障类型。
3. 机器学习技术:机器学习技术通过构建模型并对数据进行训练,可以实现自动化的故障诊断。
通过大量振动数据的学习,机器可以准确判断风机是否存在故障,并提供相应的维修建议。
三、未来展望1. 基于物联网的振动监测系统:随着物联网技术的发展,未来可以通过将风机的振动传感器与云平台相连接,实现实时的远程监测和诊断。
这种系统可以对大规模的风机进行集中管理,并提供更精准的故障诊断结果。
2. 高精度振动传感器的研发:当前,振动传感器的测量精度还有待提高。
未来的研究可以着重于开发更加精确和稳定的振动传感器,以提高故障诊断的准确性。
振动监测及故障诊断系TDM

振动监测及故障诊断系统(TDM)MMS6851旋转机械振动监测和故障诊断系统是徳国epro公司生产的MMS6000汽轮机监测保护系统的配套产品。
系统功能:∙实时在线数据采集∙振动信号分析∙机组运行状态识别∙报警、危险识别和事故追忆∙数据管理∙振动特征分析∙报表、图形打印输出∙转子平衡重量计算∙故障诊断功能∙系统上局域网∙远程通讯功能它广泛适用于电力、石化、煤矿和冶金等行业的大中型旋转机械,如:汽轮发电机组、水轮机、电动机、压缩机、泵和风机等。
系统可及时捕获振动故障信息,早期预告振动故障的存在和发展,大大地减少查找和处理振动故障的时间和为此而做的起/停机次数,有助于避免灾难性事故发生,具有显著的经济效益和社会效益。
系统采用Windows 2000作为操作平台。
数据管理采用ODBC开放式网络数据库结构,确保数据的快速存储和多用户的同时访问。
系统具有较完整的定制功能,如定制轴系图、修改测量参数(如采集频率、存盘频率、变转速间隔、模拟量标定)等。
系统具备网络扩展功能,可上电厂的MIS和SIS网,还可以进行远程通讯。
系统组成:通常情况下,MMS6851系统按上、下位机方式配置。
下位机MMS6851/10进行数据采集、存储、网络通讯;上位机MMS6851/20进行数据实时显示、数据分析、故障诊断、远程通讯。
一般情况下MMS6851/10放置在MMS6000 的机柜里,MMS6851/20放置在工程师站。
下位机通过RS-485通讯口与MMS6000汽轮机监测保护系统的RS485总线连接,获取MMS6000系统各测量模块的实时数据。
由于数据直接取自测量模块,无需中间处理,因而具有其它采样方式无可比拟的精度。
通过网卡、多口交换机与MIS和SIS连网。
上位机通过与下位机进行网络通讯而获得实时数据和各种历史数据,通过监视器和打印机实现图形、报表和故障诊断结果的显示和打印输出。
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压电式:必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段,有足够高的共振频率内置IC的集成加速度传感器,恒流供电阻抗变换方式,对电缆铺设要求不高非集成式:电压干扰进入通道,要求该电容不随机壳振动而变化。
因而必须紧贴机壳固定,使耦合电容值最小且不变。
应变式:粘贴式:加电桥线路,温度补偿。
非粘贴式:不粘贴于弹性元件,直接贴在活动。
质量块与基座之间。
电阻变化反应灵敏度高,低频特性好,稳定,易受温度湿度影响。
安装方式:绝缘:1钢螺栓安装(绝缘螺栓,钢螺栓)2双面胶(AB 胶,502胶,不耐高温,可用丙酮、酒精清洗)3石蜡(薄螺母)不耐高温2·瞬时转速诊断内燃机故障原理柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。
负载(包括轴带系,摩擦损失扭矩等)的扭矩TL为常数,即柴油机输出扭矩。
简化后,柴油机运动方程:某缸做功能力↓,该缸转速波动峰值↓↓某缸做功能力↓,各缸之间转速波动率↑由波动率作功峰值变化+波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与功率不足故障,定位故障缸转速波动原因:气体压力,往复惯性力3·振动信号按频率范围分类,各振动考察什么物理量。
机械振动:1、低频振动(<10HZ)2、中频振动(10~100)3高频振动(>1000HZ)低频:主要测量位移量-与应力相关中频:主要测速度量-疲劳进程,振动能量正比于速度平方高频:主要测量振幅是加速度。
表征冲击力的强度4·频谱分析时间长度:T=N*△t,分析频率:fs=1/△t,时间分辨率:△f=1/T,采样频率:fs=1/△t频率分辨率:fc=Nf*△f,谱线数目参数:fs=2.5bfc,采样总数点:Nf=N/2或N/2.565·正常示功图的特征2、工作过程各主要特性点符合所明书规定3、工作过程曲线无异常波动现象4、尾部符合不同扫气形式轨迹6·往复式内燃机缸盖振动响应引号特征?激励源有4个:缸内气体爆发压力冲击,排气阀节流气流产生冲击,排气阀落座冲击,进气阀落座冲击。
由于作用的时间,作用位置,传递途径不同,其振动时频,频域特性不一样,气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。
输出为振动响应信号,输入为激励信号1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方面特征。
2、缸盖振动信号循环波动特性,指稳定运转时统一工况下不同循环间振动信号波动变化特性,主要表现在作用时间,频率成分及振动强度方面。
高压油管漏油故障后:振动信号脉冲因素↑,裕态因素↑,峰态因素↑。
排气门故障后:脉冲因素↓,峰值因素↓,峰态因素↓取下第一道活塞环后:脉冲因素↓,峰值因素↓,峰态因素↓7、往复式内燃机监测诊断方法A性能参数法;经过测试形成一些列技术参数,实际测定参数与标准值差异来判断。
优:适用于工况稳定固定设备与实验室测试,原始,直观缺:易受测试环境与测试条件影响B振动分析法,内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动信号,故障提取振动信号包括振源信号和系统状态等信息。
利用机械动力特性分析,信号特征分析进而研究工作性能。
C油液分析法:铁谱加光谱分析,光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量,铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。
优:应用分元分析可取得有益结论缺:多对摩擦副时,无法定位,不可实时在线监测,价格昂贵,操作复杂。
D瞬时转速法:大范围内曲轴瞬时转速可反映各缸工作状态。
缺:随时定位,但不可找故障原因,多缸工作,不能准确定位压电式:必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段,有足够高的共振频率内置IC的集成加速度传感器,恒流供电阻抗变换方式,对电缆铺设要求不高非集成式:电压干扰进入通道,要求该电容不随机壳振动而变化。
因而必须紧贴机壳固定,使耦合电容值最小且不变。
应变式:粘贴式:加电桥线路,温度补偿。
非粘贴式:不粘贴于弹性元件,直接贴在活动。
质量块与基座之间。
电阻变化反应灵敏度高,低频特性好,稳定,易受温度湿度影响。
安装方式:绝缘:1钢螺栓安装(绝缘螺栓,钢螺栓)2双面胶(AB 胶,502胶,不耐高温,可用丙酮、酒精清洗)3石蜡(薄螺母)不耐高温2·瞬时转速诊断内燃机故障原理柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。
负载(包括轴带系,摩擦损失扭矩等)的扭矩TL为常数,即柴油机输出扭矩。
简化后,柴油机运动方程:某缸做功能力↓,该缸转速波动峰值↓↓某缸做功能力↓,各缸之间转速波动率↑由波动率作功峰值变化+波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与功率不足故障,定位故障缸转速波动原因:气体压力,往复惯性力3·振动信号按频率范围分类,各振动考察什么物理量。
机械振动:1、低频振动(<10HZ)2、中频振动(10~100)3高频振动(>1000HZ)低频:主要测量位移量-与应力相关中频:主要测速度量-疲劳进程,振动能量正比于速度平方高频:主要测量振幅是加速度。
表征冲击力的强度4·频谱分析时间长度:T=N*△t,分析频率:fs=1/△t,时间分辨率:△f=1/T,采样频率:fs=1/△t频率分辨率:fc=Nf*△f,谱线数目参数:fs=2.5bfc,采样总数点:Nf=N/2或N/2.565·正常示功图的特征2、工作过程各主要特性点符合所明书规定3、工作过程曲线无异常波动现象4、尾部符合不同扫气形式轨迹6·往复式内燃机缸盖振动响应引号特征?激励源有4个:缸内气体爆发压力冲击,排气阀节流气流产生冲击,排气阀落座冲击,进气阀落座冲击。
由于作用的时间,作用位置,传递途径不同,其振动时频,频域特性不一样,气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。
输出为振动响应信号,输入为激励信号1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方面特征。
2、缸盖振动信号循环波动特性,指稳定运转时统一工况下不同循环间振动信号波动变化特性,主要表现在作用时间,频率成分及振动强度方面。
高压油管漏油故障后:振动信号脉冲因素↑,裕态因素↑,峰态因素↑。
排气门故障后:脉冲因素↓,峰值因素↓,峰态因素↓取下第一道活塞环后:脉冲因素↓,峰值因素↓,峰态因素↓7、往复式内燃机监测诊断方法A性能参数法;经过测试形成一些列技术参数,实际测定参数与标准值差异来判断。
优:适用于工况稳定固定设备与实验室测试,原始,直观缺:易受测试环境与测试条件影响B振动分析法,内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动信号,故障提取振动信号包括振源信号和系统状态等信息。
利用机械动力特性分析,信号特征分析进而研究工作性能。
C油液分析法:铁谱加光谱分析,光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量,铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。
优:应用分元分析可取得有益结论缺:多对摩擦副时,无法定位,不可实时在线监测,价格昂贵,操作复杂。
D瞬时转速法:大范围内曲轴瞬时转速可反映各缸工作状态。
缺:随时定位,但不可找故障原因,多缸工作,不能准确定位压电式:必须使所测信号最高频率位于幅频特性曲线水平段,有足够高的共振频率内置IC的集成加速度传感器,恒流供电阻抗变换方式,对电缆铺设要求不高非集成式:电压干扰进入通道,要求该电容不随机壳振动而变化。
因而必须紧贴机壳固定,使耦合电容值最小且不变。
应变式:粘贴式:加电桥线路,温度补偿。
非粘贴式:不粘贴于弹性元件,直接贴在活动。
质量块与基座之间。
电阻变化反应灵敏度高,低频特性好,稳定,易受温度湿度影响。
安装方式:绝缘:1钢螺栓安装(绝缘螺栓,钢螺栓)2双面胶(AB 胶,502胶,不耐高温,可用丙酮、酒精清洗)3石蜡(薄螺母)不耐高温2·瞬时转速诊断内燃机故障原理柴油机的瞬时转速是所有缸做功及负载共同作用的结果。
负载(包括轴带系,摩擦损失扭矩等)的扭矩TL为常数,即柴油机输出扭矩。
简化后,柴油机运动方程:某缸做功能力↓,该缸转速波动峰值↓↓某缸做功能力↓,各缸之间转速波动率↑由波动率作功峰值变化+波动率峰值之间差值变化可检测单缸失火与功率不足故障,定位故障缸转速波动原因:气体压力,往复惯性力3·振动信号按频率范围分类,各振动考察什么物理量。
机械振动:1、低频振动(<10HZ)2、中频振动(10~100)3高频振动(>1000HZ)低频:主要测量位移量-与应力相关中频:主要测速度量-疲劳进程,振动能量正比于速度平方高频:主要测量振幅是加速度。
表征冲击力的强度4·频谱分析时间长度:T=N*△t,分析频率:fs=1/△t,时间分辨率:△f=1/T,采样频率:fs=1/△t频率分辨率:fc=Nf*△f,谱线数目参数:fs=2.5bfc,采样总数点:Nf=N/2或N/2.565·正常示功图的特征2、工作过程各主要特性点符合所明书规定3、工作过程曲线无异常波动现象4、尾部符合不同扫气形式轨迹6·往复式内燃机缸盖振动响应引号特征?激励源有4个:缸内气体爆发压力冲击,排气阀节流气流产生冲击,排气阀落座冲击,进气阀落座冲击。
由于作用的时间,作用位置,传递途径不同,其振动时频,频域特性不一样,气缸盖可简化为多输入单输出系统模型。
输出为振动响应信号,输入为激励信号1、振动响应时域特性是指各激励响应信号在作用时刻及作用强度方面特征。
2、缸盖振动信号循环波动特性,指稳定运转时统一工况下不同循环间振动信号波动变化特性,主要表现在作用时间,频率成分及振动强度方面。
高压油管漏油故障后:振动信号脉冲因素↑,裕态因素↑,峰态因素↑。
排气门故障后:脉冲因素↓,峰值因素↓,峰态因素↓取下第一道活塞环后:脉冲因素↓,峰值因素↓,峰态因素↓7、往复式内燃机监测诊断方法A性能参数法;经过测试形成一些列技术参数,实际测定参数与标准值差异来判断。
优:适用于工况稳定固定设备与实验室测试,原始,直观缺:易受测试环境与测试条件影响B振动分析法,内部零件性能状态信息通过一定传递途径到表面振动信号,故障提取振动信号包括振源信号和系统状态等信息。
利用机械动力特性分析,信号特征分析进而研究工作性能。
C油液分析法:铁谱加光谱分析,光谱可准确测定润滑油中磨损元素含量,铁谱可直接了解磨粒形状成分大小等。
优:应用分元分析可取得有益结论缺:多对摩擦副时,无法定位,不可实时在线监测,价格昂贵,操作复杂。
D瞬时转速法:大范围内曲轴瞬时转速可反映各缸工作状态。
缺:随时定位,但不可找故障原因,多缸工作,不能准确定位。