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        設備故障診斷基礎知識:振動、噪聲、溫度、探傷

        時間:2017-03-18 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
        簡介:一、描述故障的特征參量 1、設備或部件的輸出參數 設備的輸出與輸入的關系以及輸出變量之間的關系都可以反映設備的運行狀態。 2、設備零部件的損傷量 變形量、磨損量、裂紋以及腐蝕情況等都是判

        一、描述故障的特征參量

        1、設備或部件的輸出參數

        設備的輸出與輸入的關系以及輸出變量之間的關系都可以反映設備的運行狀態。

        2、設備零部件的損傷量

        變形量、磨損量、裂紋以及腐蝕情況等都是判斷設備技術狀態的特征參量。

        3、設備運轉中的二次效應參數

        主要是設備在運行過程中產生的振動、噪聲、溫度、電量等。

        設備或部件的輸出參數和零部件的損傷量都是故障的直接特征參量。而二次效應參數是間接特征參量。使用間接特征參量進行故障診斷的優點是,可以在設備運行中并且無需拆卸的條件下進行。不足之處是間接特征參量與故障之間的關系不是完全確定的。

        二、故障診斷的實施過程

        1、狀態監測

        通過傳感器采集設備在運行中的各種信息,將其轉變為電信號或其它物理量,再將獲取的信號輸入到信號處理系統進行處理。

        2、分析診斷

        根據監測到的能夠反映設備運行狀態的征兆或特征參數的變化情況或將征兆與模式進行比較,來判斷故障的存在、性質、原因和嚴重程度以及發展趨勢。 

        3、治理預防

        根據分析診斷得出的結論確定治理修正和預防的辦法。

        狀態監測是故障診斷的基礎和前提;故障診斷是對監測結果的進一步分析和處理,診斷是目的。

        三、振動測量

        根據能否用確定的時間關系函數來描述,振動分為確定性振動和隨機振動。

        1、振動的基本參數

        • 振幅:振動體或質點距離平衡位置的幅度。

        • 頻率:每秒振動的次數,用HZ表示。

        • 周期:振動一次所需要的時間,頻率和周期互為倒數。

        • 相位:表示振動部分相對與其他振動部分或固定部分所處的位置。

        2、振動位移對時間的一階導數是速度、速度對時間的一階導數是加速度。

        加速度對時間積分得速度、速度對時間積分得位移。因此,位移、速度、加速度這三者,只要測得其中之一,即可通過微分積分的關系求出另外的兩個物理量。

        3、常用的測振傳感器(結構和應用)

        壓電加速度傳感器是基于壓電晶體的壓電效應工作的,壓電式加速度計無需外電源,屬于能量轉換型傳感器。它由壓緊彈簧、質量塊、壓電晶片和基座等部分組成,其中,壓電晶片是加速度計的核心。壓電晶體輸出電荷與振動的加速度成正比。靈敏度高而且穩定。

        磁電速度傳感器是基于磁電感應工作的,無需外電源也屬于能量轉換型傳感器。由磁鋼 、線圈 、阻尼環、彈簧片 、芯軸 、殼體和輸出線 組成。當傳感器隨被測系統振動時,傳感器線圈與磁場之間產生相對運動,切割磁力線而產生感應電動勢,從而輸出與振動速度成正比的電壓。

        振動位移信號通常采用渦流位移傳感器提取。由線圈、殼體和引線組成。它基于金屬體在交變磁場中的電渦流效應工作。工作時,將傳感器頂端與被測對象表面之間的距離變化轉換成與之成正比的電信號。這種傳感器不僅能測量一些旋轉軸系的振動、軸向位移,還能測量轉數。渦流位移傳感器屬于非接觸式測量,但需要外電源,屬于能量控制型傳感器。

        4、異常振動分析方法

        • 振動總值法:通過傳感器直接測量,以表格或圖形表示趨向,并對照"異常振動判斷基準"判別設備工作是否正常。

        • 頻率分析法:把測量的振動信號取出進行頻率分析,再將頻譜圖與正常譜圖比較,可以找出振源、部位和嚴重程度。

        傅立葉變換的目的是將時域信號轉變為頻域信號。在時域信號中,橫坐標是時間;在頻域信號中,橫坐標是頻率或圓頻率。頻率分析儀是一種將時域信號轉變為頻域信號的儀器。

        頻率分析儀可以將振動信號的波形分解為各個頻率的分量,獲得信號的頻率結構和組成信號的各個諧波的幅值、相位,從而確定信號特征。

        振動脈沖測量法:主要用于滾動軸承的測量,以振動峰值作為判斷依據。

        四、噪聲測量

        噪聲:不規則的機械振動在空氣中引起的振動波。

        聲壓級、聲強級和聲功率級,是噪聲強弱的客觀量度;頻率或頻譜表示噪聲的成分。也可以用主觀的感覺,例如響度進行測量。

        1、噪聲的物理量度

        • 聲壓:聲波傳播時,空氣質點隨之振動所產生的壓力波動出現的壓強增量(Pa)。

        • 聲壓級(dB):聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數的20倍。

        • 聲強:單位時間內,單位面積上的聲波能量--聲強(W/㎡)。

        • 聲強級:聲強與基準聲強之比的以10為底的對數的10倍--聲強級(dB)。

        • 聲功率:聲源在單位時間內輻射出來的總聲能--聲功率(W)。

        • 聲功率級:聲功率與基準聲功率之比的以10為底的對數的10倍--聲功率級(dB)。

        2、噪聲的主觀量度

        (1) 等響曲線

        人耳對燥聲的感覺不僅和聲壓級有關,還和燥聲的頻率有關。

        響度曲線:典型聽者感覺響度相同的純音,其聲壓級和頻率之間的關系曲線。將各個頻率下相同響度的聽閾聲壓相連而得到的曲線,即為聽閾曲線,其響度規定為0 ,所以聽閾曲線也稱為零方響度線。

        同理,不同頻率時,痛閾的聲壓級和頻率關系曲線稱為痛閾曲線,也稱為120方響度線。在聽閾和痛閾之間,共有13個響度級,其響度分別為0、10、20、30 ┉┉ 110、120。同一條曲線上的各點,頻率和聲壓級不同,但響度相同。

        (2) 計權聲級

        聲級計利用不同線路對不同頻率聲音實行不同程度的衰減,從而能夠近似地表達人們對聲音的感受和反映。

        聲級計中常常采用A、B、C三個計權網絡。其中,C計權網

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