3.直接診斷和間接診斷:直接診斷是指直接根據關鍵零部件的狀態信息來確定其所處的狀態的一種診斷。例如軸承間隙、齒面磨損.直接診斷迅速可靠,但往往受到機械結構和工作條件的限制而無法實現。間接診斷是指通過設備運行中的二次診斷信息來間接判斷關鍵零部件的狀態變化。由于多數二次效應參數屬于綜合信息,在間接診斷中往往會出現偽警或漏檢的情況。
4.在線診斷和離線診斷.在線是指對現場正在運行設備的自動實時監測;而離線監測是利用磁帶記錄儀等將現場的狀態信號記錄后,帶回實驗室后再結合診斷對象的歷史檔案進行進一步的分析診斷或通過網絡進行的診斷。
5.常規診斷和特殊診斷。常規診斷是在設備正常服役條件下進行的診斷,大多數診斷屬于這一類型診斷。但在個別情況下,需要創造特殊的服役條件來采集信號,例如,動力機組的起動和停機過程要通過轉子的扭振和彎曲振動的幾個臨界轉速采集起動和停機過程中的振動信號,停車對診斷其故障是必須的,所要求的振動信號在常規診斷中是采集不到的,因而需要采用特殊診斷。
6.簡易診斷和精密診斷:簡易診斷一般由現場作業人員進行。憑著聽、摸、看、聞來檢查。也可通過便攜式簡單診斷儀器,如測振儀、聲級計、工業內窺鏡、紅外測溫儀等對設備進行人工監測,根據設定的標準或憑人的經驗確定設備是否處于正常狀態。
精密診斷一般要由專業人員來實施。采用先進的傳感器采集現場信號,然后采用精密診斷儀器和各種先進分析手段(包括計算機輔助方法、人工智能技術等)進行綜合分析,確定故障類型、程度、部位和產生故障的原因,了解故障的發展趨勢。
(二)按診斷的物理參數分類
表9-2 按診斷的物理參數分類
診斷技術名稱狀態檢測參數
振動診斷技術平衡振動、瞬態振動、機械導納及模態參數
聲學診斷技術噪聲、聲阻、超聲以及發射等
溫度診斷技術溫度、溫差、溫度場以及熱象等
污染診斷技術氣、液、固體的成分變化,泄漏及殘留物等
無損診斷技術裂紋、變形、斑點及色澤等
壓力診斷技術壓差、壓力及壓力脈動等
強度診斷技術力、扭矩、應力及應變等
電參數診斷技術電信號、功率及磁特性等
趨向診斷技術設備的各種技術性能指標
綜合診斷技術各種物理參數的組合與交叉
(三)按診斷的直接對象
表9-3 按直接診斷對象分類
診斷技術名稱直接診斷對象
機械零件診斷技術齒輪、軸承、轉軸、鋼絲繩、連接件等
液壓系統診斷技術泵、閥、液壓元件及液壓系統等
旋轉機械診斷技術轉子、軸承、葉輪、風機、泵、離心機、汽輪發電機組及水輪發電機組等
往復機械診斷技術內燃機、壓氣機、活塞及曲柄連桿機構等
工程結構診斷技術金屬結構、框架、橋梁、容器、建筑物、靜止電氣設備等
工藝流程診斷技術各種生產工藝過程
生產系統診斷技術各種生產系統、生產線
電器設備診斷技術發電機、電動機、變壓器、開關電器
第三節 設備故障診斷常用的方法
一、振動測量法
(一)振動的分類如圖9-2: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。
隨機振動不能用精確的數學關系式來描述,例如地震。
確定性振動又分為周期振動和非周期振動,周期振動又進一步分為簡諧周期振動和復雜周期振動。
簡諧周期振動只含有一種振動頻率。而復雜周期振動含有多種振動頻率,其中任意兩個振動頻率之比都是有理數。
非周期振動包括準周期振動和瞬態振動。
準周期振動沒有周期性,在所包含的多種振動頻率中至少有一振動頻率與另一振動頻率之比為無理數。
瞬態振動是一些可用各種脈沖函數或衰減函數描述的振動。
(二)振動的基本參數
振幅、頻率和相位是振動的基本參數。振動完全可以通過這三個參數加以描述。以簡諧振動為例 圖9-3
以位移時間歷程可表示為:
式中:
x(t)— 振動位移;
t—時間
A—振幅
T—振動周期
f—振動頻率;
ω—角頻率
φ—初始相位角
描述振動三要素:
1.振幅。表示振動體(或質點)離開其平均中心的幅度。它是振動強度的標志,可用不同的方法表示,如峰值、有效值、平均值等。
2.頻率。每秒振動的次數稱為頻率f,其單位為次/秒,用Hz表示。振動體每振動一次所需要的時間稱為周期(T),單位為秒(s)。振動頻率與振動周期互為倒數。只要確定出振動所包含的主要頻率成分及其幅值的大小,就可以找出振源。可見該量對查找產生振動的原因具有重要意義。
3.相位。表示振動的部分相對于其他振動的部分或其他固定部分處于什么位置關系的一個量。相同相位的振動可能引起合拍共振,產生嚴重后果。如果相位相反,則可能引起振動抵消,起到減振作用。因此,相位也是振動特征的重要信息,在查找發生異常的位置方面具有重要意義。
振動的運動規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。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,只要測出其中的一個參數,就可以通過微分、積分電路得到其他兩個參數。
而且,由三者之間的微分關系可以得知:
速度的最大值超前位移最大值90°
加速度最大值超前位移最大值180°。
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