【课件】设备故障诊断技术ppt

二、振动的基本诊断原理
1 振动波形的表达
x(t)=A*sin(2π ft+φ ) A-振幅，大小 f-频率，快慢
2 振动的位移、速度、加速度指标
位移： x(t) 速度： v(t)=dx(t)/dt=fAcos(2π ft+φ ) 加速度：a(t)=dv(t)/dt=-f2Asin(2π ft+φ )
fr—轴频

磨损严重：0.2 fr—0.9fr
3、轴不平衡: fr
fa
fr—轴频
4、轴不对中： 2fr
fr—轴频
5、转子松动： nfr n=2,3
四、诊断压缩机、发动机等
1、诊断发动机供油角
测试原理：振动传感 器放在某缸缸盖；光电传 感器放置在各缸基准点， 对准飞轮贴在该缸上止点 处的反光片，同时进行测 量。
层

2）自动建库技术:自动建立注水泵、外输泵、发动机、
压缩机、螺杆泵等设备的数据采集库及故障诊断库。
3）自动分析技术:自动调用各种诊断方法，进行数据的
处理及特征参数的提取。
4）智能诊断技术:诊断库与标准库进行自动对比， 给出
诊断结论。
5）报表自动输出:给出简易、精密报告。
6）诊断标准自建:自适应寻优。
7 振动的频域诊断法
1）特征频率： 频谱图横坐标 f，Hz 2）特征频率幅值: 频谱图纵坐标 A, m/s2
频域诊断法特点
各个部件在运转时，都以一定的特征频率进行振动，特征 频率所对应的幅值即代表了该部件的振动大小。通过特征频率 ，可将各个部件的振动分开，实现定位诊断。

频域定位诊断原理图
三、诊断注水泵、往复泵的轴承、轴等部件 离心泵振动测点布置图

T

|
x(t )
|
dt
0
xrms
1 T x 2 (t )dt T0
灵敏性好(点) 稳定性好(面)
5）方差值：
2

1
T
( x(t ) x)2 dt
x
T0
6）脉冲值: 峰值/绝对均值，诊断轴承的故障

时域诊断法的特点
1）简单、方便 2）当振源较为复杂时，只能定性诊断，即指出 设备有无异常；无法指出具体的故障部位。
设备故障诊断技术与应 用
第一章 开展设备故障诊断的重要意义
1、避免恶性事故的发生，保证安全生产
大型往复压缩机、发动机等设备若发生烧瓦、拉缸、 阀门损坏等重大事故，损失将在数十万元以上。
2、降低能耗
大型发动机如T815型有8个缸，经常有1—2个缸熄火， 燃油多消耗1/8—2/4，即12%—25%，若通过诊断进行及时 调整，则可节约燃油10%。
3 振动的分类
振动确定性振动非 周周 期 期 振 振 动动复 正杂 弦 准瞬周 周 周态期 期 期振振 振 振动动 动 动

非确定性振动( 随机振动 )
复杂周期振动 随机振动
准周期振动
4 振动诊断机理
当零部件间隙（如磨损）、质量分布（如不平衡）、配 合（如不对中、供油提前角）发生改变时，会使部件间的接 触冲击发生变化，或产生附加的冲击，传递到机体表面，则 表现为振动的增大（或减小）。
一、EDES型故障诊断系统
16 通道，可 测振动、温度、压 力、转速；
主频330KHz， 12bit 高精度分析；
软件系统智能 化分析。
1 硬件系统组成

2 硬件系统的特点
1）12位高精度AD卡，主频高达330K，16通道，分析精度高。

2）外挂式设计，形式灵活，使计算机与诊断仪 主机能够独立使用，保证软件系统能够长久升级；
3）数据采集量大，数据直接进入笔记本型计算机， 无须二次数据传递，操作简便；
4）模块化设计，前端、主控、通讯电路自成体系， 可靠性高；同时便于维护，能够使硬件系统永久升级；
5）自带电池，防尘、防潮设计，便于野外操作；
3、软件系统组成


4 软件系统的特点
1）诊断库技术: 设备层、故障层、故障特征层、参数
往复泵振动测点布置图

1 诊断滚动轴承
内圈：
外圈：
fa
滚珠：
fi

1 2
f a (1
d cos )Z
D
fo

1百度文库2
f a (1
d cos )Z
D
fb

f
a
(1

(
d D
)2
cos
2

)
D d
fa—轴的旋转频率；
d— 滚动体直径； D— 轴承的节径；
—接触角
2、滑动轴承
油膜涡动：0.5 fr 气隙间振：0.8 fr
资金紧张时，需要依托故障诊断技术对设备进行精细管 理，在冶金、煤炭等行业目前已成为主要设备管理工作。
近 5 年的故障诊断研究基础
1、获得各类诊断类基金数国内第一 * 2 项国家自然科学基金；

* 3 项北京市自然科学基金； * 1 项教育部霍英东基金； * 3 项总公司创新基金； * 5 项总公司的重点项目
1、振动诊断法：是主要使用的方法 2、噪声诊断法：声压、声强法 3、油液分析法：铁谱、光谱法 4、无损检测法：超声、声发射技术 5、温度检测法：接触法、红外法 6、应力、应变法 7、其它方法： 压力法、电流法、转速法等
第三章 用振动法对石油设备的诊断
一、诊断系统 二、振动的基本诊断原理 三、诊断离心泵、往复泵的轴承、轴等部件 四、诊断压缩机、发动机、天然气发动机 五、对齿轮箱的诊断 六、对输油管线的泄漏诊断
3、开展视情维修，节约维修费用
1 台离心泵等大修一次 15 万元左右，若根据情况将 维修周期延长1/10，则节维1.5万元，10台泵则节约了 15

万元。开展设备故障诊断工作，平均可节约维修费用25%。
4、科学化管理的要求
总公司下文评选设备使用先进单位时，故障诊断工作占 10% 的比重。
5、未雨筹缪，为将来节约开支打基础
5 振动诊断指标的领域
按横坐标的量纲，分为以下几个域：
1）时域指标 3）倒频域指标 5）时延域
2）频域指标 4）幅值域指标 6) 相位域
6、振动的时域诊断法
1）峰值： 2）峰峰值: 3）绝对均值: 4）有效值:
x p max(x(t))
xpp max(x(t)) min(x(t))
x
2、从事诊断研究的人数国内第一 教授5名，副教授6名，博士生8名，硕士生49名。拥有国内外诊断设
备300余万元；并自主开发了大型旋转、往复设备、管线泄漏的诊断系统。
3、成果应用数国内第一 自行开发的诊断系统在大庆、辽河、胜利、新疆、塔里木、华北、
天津大港、江苏、南海等各油田都进行了使用。
第二章、设备主要诊断方法