設(shè)備故障診斷常用的方法
一、振動測量法
★(一)振動的分類
確定性振動和隨機振動。
★(二)振動的基本參數(shù)
振幅、頻率和相位是振動的基本參數(shù)。
振動的運動規(guī)律除了可以用位移的時間歷程描述外,還可以用速度和加速度的時間歷程來描述。
★★★★(三)常用的測振傳感器
1.壓電式加速度傳感器。
包括壓緊彈簧、質(zhì)量塊、壓電晶片和基座等基本部分。
壓電式加速度計屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。無需外電源,靈敏度高而且穩(wěn)定,有比較理想的線性。
2.磁電式速度傳感器。典型的能量轉(zhuǎn)換型傳感器。
這種傳感器輸出功率大,性能比較穩(wěn)定,可以做成不同結(jié)構(gòu)形式,因此應(yīng)用較普遍。但存在機械運動部件,壽命比較短。
3.電渦流位移傳感器。
屬于能量控制型傳感器。渦流位移傳感器屬于非接觸式測量。線性范圍大、靈敏度高、頻率范圍寬、抗干擾能力強、不受油污等介質(zhì)影響以及非接觸測量。
電渦流位移傳感器被廣泛用來測量汽輪機、壓縮機、電動機等旋轉(zhuǎn)軸系的振動、軸向位移、轉(zhuǎn)速等。
★★★(四)異常振動分析方法
1.振動總值法
振動值可用加速度、速度或位移來表示,通常都選用振動速度這個參數(shù)。
2.頻譜分析法
頻譜分析就是將時域信號變換為頻域信號(在時域信號中,橫坐標是時間;而在頻域信號中,橫坐標是頻率或圓頻率),得到頻譜圖,從而獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)。頻譜分析通常由頻譜分析儀完成。
由于一臺設(shè)備中各個零部件具有確定的振動頻率,因此做出頻譜圖與其正常譜圖(或稱原始譜)進行比較,就能較方便地尋找振源,診斷出故障部位和嚴重程度。當頻譜圖上出現(xiàn)新的譜線時,就要考慮到設(shè)備是否發(fā)生了新的故障。
通常是先采用測振儀進行振動總值的檢測。當發(fā)現(xiàn)振動總值有較快增大,并有接近或超出最大允許界限值的趨向時,再對實測振動信號進行頻譜分析。
3.振動脈沖測量法:專門用于滾動軸承的磨損和損傷的故障診斷。
二、噪聲測量法
★(一)噪聲測量的主要參數(shù)
1.進行噪聲測量時,常用聲壓級、聲強級和聲功率級表示其強弱,也可以用人的主觀感覺進行度量,如響度級等。
2.噪聲的主觀量度:響度、響度級、等響曲線
人耳感覺到的聲音的強弱不僅與聲壓有關(guān),而且還與聲音的頻率有關(guān)。
★★★★(二)噪聲測量儀器
噪聲測量中,最常使用的儀器是傳聲器和聲級計。
1.傳聲器
(1)電容傳聲器
電容傳聲器的基本結(jié)構(gòu)是一個電容器。電容傳聲器屬于能量控制型傳感器。
電容傳聲器靈敏度高,動態(tài)范圍寬;輸出特性穩(wěn)定,對周圍環(huán)境的適應(yīng)性強。
(2)壓電傳聲器
由具有壓電效應(yīng)的晶體來完成聲電轉(zhuǎn)換,屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。
壓電傳聲器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、輸出阻抗低、電容量大(可達1000pF)、靈敏度較高等優(yōu)點。但性能受溫度、濕度影響較大。
2.聲級計
不僅用來測量聲級,還能與各種輔助儀器配合進行頻譜分析、記錄噪聲的時間特性和測量振動等。
聲級計按其用途分為一般聲級計、脈沖聲級計、積分聲級計和噪聲暴露計(噪聲劑量計)等。
聲級計按其精度分為:0型聲級計(實驗室用標準聲級計);1型聲級計(一般用途的精密聲級計);2型聲級計(一般用途聲級計);3型聲級計(普及型聲級計)。
計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是基于等響曲線設(shè)計出的濾波線路,分為A、B、C、D四種。通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級稱為計權(quán)聲壓級。
對應(yīng)四種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)測得的聲壓級分別稱為A聲級(L A)、B聲級(LB)、C聲級(LC)和D聲級(LD),分別記為dB(A)、dB(B)、dB(C)和dB(D)。
圖9-12所示為聲級計中常用的A、B、C計權(quán)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。
A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)除對低頻噪聲衰減最強外,對高頻噪聲反應(yīng)最為敏感。
3.聲級計的校準。每次測量開始和結(jié)束都要進行校準,兩次差值不應(yīng)大于1dB。
★★(二)故障噪音的識別方法
三種判斷標準:絕對標準、相對標準和類比標準。
在絕對標準中,利用測取的噪聲信號的特征量值與標準特征量值進行比較;
在相對標準中,利用測取的噪聲信號的特征量值與正常運行時的特征量值進行比較;
在類比標準中,利用同類設(shè)備在相同工況條件下的噪聲信號的特征量值進行比較。