EN8000大型旋转机械振动监测分析故障诊断系统
一种旋转机械故障诊断测试系统及工作方法与流程
一种旋转机械故障诊断测试系统及工作方法
与流程
由于旋转机械系统在工业应用中处于极其重要的地位，旋转机械
故障诊断测试系统在工业设备维护方面起着非常重要的作用。
本文主
要介绍旋转机械故障诊断测试系统及工作流程。
旋转机械故障诊断测试系统是由几部分组成的，主要包括测量仪表、诊断仪表、轴承护套检测装置以及诊断电子计算机系统等。
测量
仪表是用来采集机械系统的运动性能数据的，包括有动平衡仪、动静
温度仪和电子隔震器等仪器。
诊断电子计算机系统则是将采集到的测
量数据分析处理，从而得出机械故障诊断结论的一种电子计算机系统。
轴承护套检测装置则是一种专门用于测量轴承护套温度状态以及其弹
性状态的仪器检测装置。
旋转机械故障诊断测试系统的工作流程如下：首先，根据该机械
系统的结构特征接线测试仪表，有的测量仪表需要单独安装在机械系
统上，有的则可以无需安装；其次，将测量仪表连接到诊断电子计算
机系统，并启动各个仪表；然后，将轴承护套检测装置安装在机械系
统上，并配备定义的参数；随后，运行机械系统，并将仪表测量取得
的实时数据传输给诊断电子计算机，以便根据经过分析处理后的数据，得出机械故障诊断结论；最后，根据诊断结果进行故障排除。
因此，旋转机械故障诊断测试系统的装配和运行工作就可以进行了。
它能够为相关的机械系统提供快速精确的故障诊断结果，有效提
高机械系统维修效率，保护机械系统长期运行。
总之，旋转机械故障诊断测试系统在维护工业设备以及保护机械
系统长期运行方面发挥着重要作用，其工作原理如本文所述。
旋转机械的振动监测与故障诊断
油膜振荡
其它故障
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
转子不对中通常是指相邻两转子的轴心
转 子 不 平 衡 线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转 子 不 对 中
转子碰摩
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不
油 膜 振 荡 对中，联轴器不对中又可分为平行不对中、
其 它 故 障 偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
二、 旋转机械振动监测参数与分析
1.常态频域分析
(4)拍
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
二、 旋转机械振动监测参数与分析
1.常态频域分析
(5)频率和差规律
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
二、旋转机械振动监测参数与分析
1.常态频域分析
(6)轴心轨迹
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
1. 联轴器不对中
转子不平衡
转 子 不 对 中
转子碰摩 油膜振荡 其它故障
(1)平行不对中
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
1. 联轴器不对中
转子不平衡
转 子 不 对 中
转子碰摩 油膜振荡 其它故障
(2)偏角不对中
状态监测 故障诊断
转子不对中 转子碰摩 油膜振荡 其它故障
(3)表示各圆盘中心位移的复数向量相角是不同的，因 此轴线弯曲成空间曲线，并以转子转速绕OZ轴转动。
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
转子不平衡振动特征:
转 子 不 平 衡
转子不对中 转子碰摩
s8000 大型旋转机械在线状态监测和分析系统监测分站使用手册
NET8000采用标准19”2.5U工业计算机机箱，机箱采用优质钢材及热材，先 进工艺设计制造，具有结构合理、美观大方等优点。为了方便NET8000主机在现 场的安装，在机箱的前面板与底板上均设计有挂耳，可根据现场条件采用上架式 安装或壁挂式安装方式。
NET8000主机的前面板可有3组LED状态指示灯，分别指示主机的各项性能 （如电源、网络、串行口通讯、键相信号、振动信号及过程信号等）的工作情况。 状态指示灯的详细说明请见第二章“指示灯”。
主机相连。
1．1 NET8000 主机
图1、NET8000主机
NET8000主机是最新一代全集成、一体断、数据采集、信号分析、计算机、网络通信等各个领
大型旋转机械振动分析及故障诊断技术研究的开题报告
大型旋转机械振动分析及故障诊断技术研究的开题报告一、研究背景旋转机械在现代工业生产中得到广泛应用，如燃气轮机、汽轮机、离心压缩机、离心泵等。
这些机械在长期运转过程中，其机械部件可能因设备老化、制造缺陷、材料疲劳、装配不当、操作不当等因素而产生振动和故障，严重影响运行效率和安全性。
因此，对旋转机械进行振动分析和故障诊断是非常必要的。
二、研究内容本研究将重点研究大型旋转机械的振动分析和故障诊断技术，具体内容包括：1.大型旋转机械振动分析技术的研究。
通过振动测量和信号处理技术，获取机械振动的频率、幅值、相位等参数，分析振动特征，确定振动源，找到振动的根本原因，为故障诊断提供依据。
2.大型旋转机械故障诊断技术的研究。
结合振动分析结果和机械运行参数，采用专业的故障诊断软件或算法，对机械故障进行智能分析和判断，准确诊断出故障原因和部件位置。
3.大型旋转机械振动分析和故障诊断系统的开发。
基于上述研究内容，结合计算机软件技术和系统集成技术，开发较为智能化、可操作性强的大型旋转机械振动分析和故障诊断系统，实现对机械振动和故障的实时监测和智能诊断。
三、研究意义本研究对大型旋转机械振动分析和故障诊断技术及其应用具有重要意义。
其中主要体现在以下几个方面：1.提高机械设备的运行效率和安全性，保障生产安全和稳定运行。
2.为企业制定科学合理的维护计划和节能减排方案提供参考。
3.拓展振动分析和故障诊断技术新的应用领域，促进科学技术发展和产业升级。
四、研究方法本研究采用实验室控制试验和现场实验相结合的方式进行研究。
具体研究方法包括：1.利用振动分析仪对旋转机械进行振动测量。
2.利用专业的故障诊断算法和软件对机械故障进行诊断。
3.研究和开发大型旋转机械振动分析和故障诊断系统。
五、预期成果通过本研究，预期取得以下成果：1.大型旋转机械振动分析和故障诊断技术研究的进一步深化，提高机械设备的安全运行和维护效率。
2.研发智能化的大型旋转机械振动分析和故障诊断系统，为工业生产提供可靠的振动分析和故障诊断保障。
大型旋转机械轴承状态监测与故障诊断
大型旋转机械轴承状态监测与故障诊断摘要：大型旋转机械是指由涡轮机（如汽轮机、水轮机、燃气轮机、烟气轮机等）及其驱动的工作机（如离心式压缩机、轴流式压缩机、发电机等）所组成的透平式流体动力机械，简称大型机组。
作为连续化工生产的单系列心脏设备，它必须满足长周期、安全、稳定运行的条件，而保证大型机组安稳运行的首要条件则是对其运行状态进行跟踪监控，并做实时记录，分析机组当前运行状态是否正常，以此来判定机组能否继续运行。
因此对其进行准确的状态监测和故障诊断就显得尤为重要，必须随时准确的掌握其运行状态，并且在其出现异常时，能够准确的分析出异常原因，找出对策，避免恶性设备损坏事故的发生，降低停机次数和缩短停机时间、减少企业经济损失。
关键词：压缩机；推力轴承；振动1、大型旋转机械状态参数监测系统介绍我公司年产50万吨煤制甲醇项目配套的53000m3/h特大型双泵内压缩空分装置空气分离装置，其空气离心式压缩机组是由德国曼透公司设计的空压机和增压机，共用一台德国西门子公司设计制造的冷凝式透平汽轮机，即一拖二驱动。
对于此类大型透平压缩机组，推力轴瓦径向振动严重时通常会损坏轴瓦和密封，二轴向振动和位移过大则会损坏转子和隔板等部件。
要保证大型机组运行稳定，就必须对机组进行实时状态监测、故障判断分析及处理，增加监测系统的可靠性。
该机组用本特利内华达的3500在线监测保护系统来进行机组参数的监测与设备保护，所有传感器均为本特利8mm XL涡流传感器，灵敏度系数均为7.87V/mm （200mV/mil）。
2、大型机组运行时出现的故障空分空压机振动、位移保护系统3500趋势瞬间跳跃到最小值，30s后恢复正常，位移ZT018165A显示最大值。
本特利3500超速保护系统已稳定运行10多年，在2018年12月23日早7:00 多个振动、位移出现波动满量程，并持续 30秒的现象，读取3500系统数据课件“NOT OK”字样。
3、故障分析通过检查ITCC系统的历史趋势和3500系统事件记录，调取3500系统的事件记录和系统事件，联系设备厂家技术服务人员，分析3500系统事件记录。
MTS8000振动监测和故障诊断系统简介
MTS8000振动监测和故障诊断系统简介旋转机械是工业应用最广泛的机械，是众多行业的关键设备，这些设备一旦发生故障，将造成巨大的经济损失。
这就要求我们必须对这些设备进行状态监测和故障诊断。
目前国内外对于旋转机械的状态监测系统有以下两种：在线状态监测系统和离线状态监测系统。
仪表监测的主要目的是对机械的运转状态给予准确的判断并做出相应的处理，然而由于仪表与操作员之间的交互能力以及大容量数据分析的能力相对于计算机的差别，使得状态监测系统的应用尤为重要。
大型旋转机械应用在工业现场的许多领域，如：火电厂、水电站、大型泵站、风力发电机组、冶金、石化等。
这些设备一般都是该行业的关键设备，一旦发生故障不仅给企业带来巨大的经济损失，甚至威胁人身安全，生产也将会被迫中断。
因此提升这些设备的信息化管理水平，对企业来说势在必行。
据了解，针对工业企业旋转设备管理所面临的问题，目前主要有北京长城华瑞科技有限公司推出的MTS8000在线状态监测与故障诊断系统。
MTS8000系统是一种高速、全自动、设备无关性的机组运行状态在线监测系统，是长城华瑞最新研发生产的一种集原始信号处理与过程量数据处理于一体的在线状态监测与故障诊断系统。
主要应用于电力、石化、冶金等工业领域中的大型旋转机械设备，适用于水轮发电机组、汽轮发电机组、风力发电机组、大型泵站、电机、水泵、齿轮箱和滚动轴承等机械的在线振动监测分析和故障诊断。
据介绍，MTS8000系统可自动连续地采集与设备安全有关的主要状态参数，并自动形成各种数据库；能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；能够实时采集、存储和分析机组运行的状态信息，直观地反映出机组运行的临界状态和平衡状态。
用户通过本系统可以预先诊断机组的运行情况，对机组在运行过程中产生的不正常现象（如：转子不平衡、不对中、轴承损坏、机架松动、轴弯曲以及轴裂等）可以较早的发现，尽早提示用户有针对的检修，从而减少损失。
MTS8000系统具有多种输入输出接口，可以与其他振动监测仪表厂家的设备连接，其接口兼容性较好。
EN8000机械设备振动监测系统在太钢热连轧厂的应用
EN8000机械设备振动监测系统在太钢热连轧厂的应用摘要本文简要介绍了en8000机械设备振动监测故障诊断系统的特点，并对其在山西太原钢铁集团第二热轧厂的应用做了详细介绍。
关键词 en8000机械设备；振动监测；热轧中图分类号tg33 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0092-020 引言在反映设备状态的信号中，应用最广的是振动信号，因为振动是引起设备故障的主要原因，设备的各种故障一般在振动信号上有所反映，振动信号包含着各种丰富的信息，而对振动进行测量一般不会影响设备的正常工作，十分方便。
en8000机械设备振动监测故障诊断专家系统主要应用于电力、石化、冶金等工业领域中的大型机械设备，如对汽轮发电机组、水轮发电机组、压缩机组、风机、电机、水泵、齿轮和滚动轴承等进行在线振动监测分析和故障诊断。
该系统可自动连续地采集与设备安全有关的主要状态参数，包括键相/转速、轴振、摆度、瓦振、轴位移、胀差、偏心、负荷和其它过程量（如温度、压力和开关量等），并自动形成各种数据库。
它能够自动识别设备的运行状态，预测和诊断设备的故障；能够促进设备维修方式向预知维修（状态维修）的转变，确保设备安全稳定地运行。
en8000系统可以实现的主要功能包括：系统设置、数据采集、状态识别、实时监测、报警监测、数据管理、趋势分析、事故追忆、振动分析、故障诊断、动平衡计算、报表打印以及网络功能等。
1 太钢en8000系统整体结构及方案太钢第二热轧厂生产国内最宽的2 250mm热轧不锈钢带钢，自动化程度高，生产的异常中断将造成巨大的经济损失。
因此，提高热轧设备的可靠性对于保证生产的正常进行具有重要意义。
太钢第二热轧厂选用北京英华达公司生产的en8000在线监测和故障诊断系统，用于热轧生产线主要设备的振动在线监测，也是国内首次对大型不锈钢热轧生产线的主要设备进行在线振动监测。
太钢二热轧为半连续式热连轧带钢轧机，生产产品厚度为1.2mm~25.4mm，宽度为1 000mm~2 130mm的热轧不锈钢带钢。
旋转机械振动监测与故障分析
2012年1月（上）科技创新科技创新与应用旋转机械振动监测与故障分析赵贺嘉（黑龙江省大庆市大庆炼化公司设备监测中心，黑龙江大庆163411）旋转机械是电力、石油化工、冶金、机械、航空以及一些军事工业部门的关键设备。
随着现代工业和科学技术的发展以及自动化程度的进一步提高，旋转机械正朝着大型化、高速化、连续化、集中化及自动化方向发展，生产系统中各设备之间的联系也越来越紧密。
由于各种随机因素的影响，再加上其结构复杂，工作在高温、高速的恶劣条件下，旋转机械比较容易发生各种机械故障，降低或失去一定的功能。
旋转机械的故障类型有很多种，如质量不平衡、油膜涡动、转子不对中、碰磨等，于是旋转机械运行的状态就有很多种，可能是正常运行，也可能是一种故障或多种故障同时发生。
这些故障在机械运转中将产生各种振动信号，而某一振动信号将对应某一故障或几种故障的综合。
因此振动信号可以反映各种故障，从而为诊断旋转机械的各种故障提供了振动诊断方法。
因此，研究并发展旋转机械的故障诊断技术是当前科技和工业发展的主要研究课题之一。
为保证大型旋转机械安全可靠运行，一般都配置状态监测和故障诊断系统．大型旋转机械运行时，振动参数能比其他的状态参数更直接、快速地反映机组的运行状态，目前大多采用振动参数作为机组状态监测和运行状态趋势预测依据．因此，针对不同的旋转机械，怎样找到振动参数的共性与特性并将它们加以应用，就成为状态监测和故障诊断系统的关键。
随着电子技术和信号处理技术的迅猛发展，转子轴承系统动力特性研究的不断深入，有力地促进了大型旋转机械状态监测和故障诊断技术的发展；同时，虚拟仪器技术的迅猛发展，也使大型系统的开发成本不断降低。
1系统的总体设计1．1数据采集卡数据采集卡是硬件设计的核心，本系统采用NI公司推出的低价位M系列的多功能数据采集卡PCI-6221．性能参数：8路差分输入或16路单端输入、16位A／D转换器(逐次逼近工作方式)、最大采样频率250KHz、信号输入范围(10V、5V、1V、0．2V)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
统
PPT文档演模板
2020/10/30
பைடு நூலகம்
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
英华达 —— 成立于1992年，系英国
独资的高新技术企业；专业从事机械 设备振动监测故障诊断的公司
英华达公司振动监测类主要产品：
• EN3800 在线振动监测保护系统 • EN900 便携式旋转机械振动监测故障诊断仪 • EN8000 旋转机械振动监测故障诊断专家系统
一、状态监测的必要性
• 维修制度从事故、定期向视情维修的转变 • 设备老化，故障率增加 • 大量新设备投运，容量增大，复杂性增加 • 提高经济效益
•二、状态监测的可能性
• 故障诊断理论、技术的不断发展 和完善 • 传感器、信号分析和计算机技术的发展
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
第一层次：传感器
• 位移传感器：测量轴相对轴承的振动 • 速度传感器：测量轴承振动，经过一次软件积分或硬
件积分可以得到振动位移 • 加速度传感器：测量轴承振动，经过一次积分可以得
到振动速度，再经过一次积分可以得到振动位移。
•传感器的配置：
• 小型旋转机械一般只安装速度传感器 • 大型旋转机械安装速度传感器和涡流传感器 • 齿轮和轴承等安装加速度传感器 • 某些习惯做法
•
振幅一般是计算一段时间内振动波形的峰
峰值、平均值和均方根值（有效值）。速度的有
效值称为振动烈度，反映振动的能量大小。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
频率
频率（f）是具有周期性变化规律的物理量在 单位时间内的循环次数。
由于振动频率趋向于机器转速的整数倍或分数 倍，通常表示为机器转速的倍数，如：
1X=1×rpm 表示振动频率和机器的转速相同 0.43X=0.43×rpm 表示振动频率是机器转速的43％
频率是用来分析设备故障的主要参数。有些故 障通常表现为特定的频率，但振动频率和故障之间 并不存在简单的一一对应关系。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
相位
相位(φ)是用角度来表示的两个信号之 间的计时关系。振动相位指从键相器信号触 发到振动信号第一个正峰值之间的角度。
界转速及机器状态的变化。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
•级 联 图
•显示开停机过程中振动随转速的变化，它可以
清楚描述开停机过程中机组状态的变化。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
•瀑 布 图
•显示振动随转速、电压和导叶开度（负荷）的
A∝Р/Κ
式中：A—振幅；P—激振力；Κ—部件动刚度。
自激振动：强迫振动是存在外来的扰动力或部件
动刚度下降，而自激振动是系统内部存在能量反
馈环节 。强迫振动的频率与转子的工作频率有
关，而自激振动频率与固有频率有关。
EN8000大型旋转机械振动监测分析
PPT文档演模板
故障诊断系统
故障分类 （续）
根据故障频率分为低频振动、倍频振动和高频振动 。 • 低频振动：振动频率<1X，如气蚀。 • 倍频振动：振动频率=1~2X，如不平衡。 • 高频振动：振动频率>=3X，如松动。
从中可了解机组故障和损坏的原因及程度
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
•轴系仿真图
PPT文档演模板
•可以根据所监视各轴承的振动摆度信号，真 实地模拟机组轴系的运行过程 。
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
•波特图-极坐标图
•显示振幅及相位随转速的变化。从中可确定临
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
丰富多彩的显示方法
主画面动态显示每个通道的棒图，通道名称， 报警值，危险值，实时值以及投保状态等。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
丰富多彩的显示方法（续）
数字显示:画面以大号阿拉伯数字满屏显 示通道的实时值，显示清晰醒目。
变化，可反映在一定时间内机器E状N80态00大型的旋转变机械化振动监。测分析
PPT文档演模板
故障诊断系统
•相关趋势图
PPT文档演模板
相位的测量对于确定转子上的高点、转 子的临界转速以及诊断故障和进行动平衡等 都是非常重要的。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
故障分类
根据故障机理分为强迫振动和自激振动。
• 稳定的强迫振动：基频振幅、相位不随运行时间 和运行工况变化而变化，如质量不平衡。
• 不稳定强迫振动：如碰摩。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
第三层次：振动分析（人工诊断 ）
振动三要素：振幅、频率和相位
•
振幅（A）一般用振动的位移、速度或加
速度表示。位移一般用微米(μm)表示，现场也
有用丝为单位，1丝=10μm；速度一般用mm/s表
示，加速度一般用m/s2或重力加速度g表示。
•英华达公司的质量方针
•一流产品 精湛技术 顾客满意 持续改进
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
PPT文档演模板
• 状态监测的必要性与可能性 • 系统的层次性
• 传感器 • 二次仪表 • 振动分析(人工诊断) • 专家系统
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
根据故障的特征频率来诊断故障。水轮机故障频 率从低到高的顺序大致如下：水力因素（尾水管 涡动→气蚀）→机械因素（质量不平衡→不对中） →松动→电磁因素（电磁力不平衡） 。
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
波形-频谱-轴心轨迹
•可动态显示当前振动的时域波形、频谱、轴心轨迹，
PPT文档演模板
EN8000大型旋转机械振动监测分析 故障诊断系统
•状 态 监 测
•以组态方式实时显示所监测的数据，能自动识
别设备的状态，出现异常时可自动报警 。
EN8000大型旋转机械振动监测分析
PPT文档演模板
故障诊断系统
第二层次：二次仪表
EN3800在线振动监测保护系统 主要特点： • 丰富的显示功能 • 数据记录功能 • 设置功能丰富 • 通道组合功能 • 可靠的保护功能