3.直接诊断和间接诊断:直接诊断是指直接根据关键零部件的状态信息来确定其所处的状态的一种诊断。例如轴承间隙、齿面磨损.直接诊断迅速可靠,但往往受到机械结构和工作条件的限制而无法实现。间接诊断是指通过设备运行中的二次诊断信息来间接判断关键零部件的状态变化。由于多数二次效应参数属于综合信息,在间接诊断中往往会出现伪警或漏检的情况。
4.在线诊断和离线诊断.在线是指对现场正在运行设备的自动实时监测;而离线监测是利用磁带记录仪等将现场的状态信号记录后,带回实验室后再结合诊断对象的历史档案进行进一步的分析诊断或通过网络进行的诊断。
5.常规诊断和特殊诊断。常规诊断是在设备正常服役条件下进行的诊断,大多数诊断属于这一类型诊断。但在个别情况下,需要创造特殊的服役条件来采集信号,例如,动力机组的起动和停机过程要通过转子的扭振和弯曲振动的几个临界转速采集起动和停机过程中的振动信号,停车对诊断其故障是必须的,所要求的振动信号在常规诊断中是采集不到的,因而需要采用特殊诊断。
6.简易诊断和精密诊断:简易诊断一般由现场作业人员进行。凭着听、摸、看、闻来检查。也可通过便携式简单诊断仪器,如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外测温仪等对设备进行人工监测,根据设定的标准或凭人的经验确定设备是否处于正常状态。
精密诊断一般要由专业人员来实施。采用先进的传感器采集现场信号,然后采用精密诊断仪器和各种先进分析手段(包括计算机辅助方法、人工智能技术等)进行综合分析,确定故障类型、程度、部位和产生故障的原因,了解故障的发展趋势。
(二)按诊断的物理参数分类
表9-2 按诊断的物理参数分类
诊断技术名称状态检测参数
振动诊断技术平衡振动、瞬态振动、机械导纳及模态参数
声学诊断技术噪声、声阻、超声以及发射等
温度诊断技术温度、温差、温度场以及热象等
污染诊断技术气、液、固体的成分变化,泄漏及残留物等
无损诊断技术裂纹、变形、斑点及色泽等
压力诊断技术压差、压力及压力脉动等
强度诊断技术力、扭矩、应力及应变等
电参数诊断技术电信号、功率及磁特性等
趋向诊断技术设备的各种技术性能指标
综合诊断技术各种物理参数的组合与交叉
(三)按诊断的直接对象
表9-3 按直接诊断对象分类
诊断技术名称直接诊断对象
机械零件诊断技术齿轮、轴承、转轴、钢丝绳、连接件等
液压系统诊断技术泵、阀、液压元件及液压系统等
旋转机械诊断技术转子、轴承、叶轮、风机、泵、离心机、汽轮发电机组及水轮发电机组等
往复机械诊断技术内燃机、压气机、活塞及曲柄连杆机构等
工程结构诊断技术金属结构、框架、桥梁、容器、建筑物、静止电气设备等
工艺流程诊断技术各种生产工艺过程
生产系统诊断技术各种生产系统、生产线
电器设备诊断技术发电机、电动机、变压器、开关电器
第三节 设备故障诊断常用的方法
一、振动测量法
(一)振动的分类如图9-2:根据能否用确定的时间关系函数来描述,振动分为确定性振动和随机振动。
随机振动不能用精确的数学关系式来描述,例如地震。
确定性振动又分为周期振动和非周期振动,周期振动又进一步分为简谐周期振动和复杂周期振动。
简谐周期振动只含有一种振动频率。而复杂周期振动含有多种振动频率,其中任意两个振动频率之比都是有理数。
非周期振动包括准周期振动和瞬态振动。
准周期振动没有周期性,在所包含的多种振动频率中至少有一振动频率与另一振动频率之比为无理数。
瞬态振动是一些可用各种脉冲函数或衰减函数描述的振动。
(二)振动的基本参数
振幅、频率和相位是振动的基本参数。振动完全可以通过这三个参数加以描述。以简谐振动为例 图9-3
以位移时间历程可表示为:
式中:
x(t)— 振动位移;
t—时间
A—振幅
T—振动周期
f—振动频率;
ω—角频率
φ—初始相位角
描述振动三要素:
1.振幅。表示振动体(或质点)离开其平均中心的幅度。它是振动强度的标志,可用不同的方法表示,如峰值、有效值、平均值等。
2.频率。每秒振动的次数称为频率f,其单位为次/秒,用Hz表示。振动体每振动一次所需要的时间称为周期(T),单位为秒(s)。振动频率与振动周期互为倒数。只要确定出振动所包含的主要频率成分及其幅值的大小,就可以找出振源。可见该量对查找产生振动的原因具有重要意义。
3.相位。表示振动的部分相对于其他振动的部分或其他固定部分处于什么位置关系的一个量。相同相位的振动可能引起合拍共振,产生严重后果。如果相位相反,则可能引起振动抵消,起到减振作用。因此,相位也是振动特征的重要信息,在查找发生异常的位置方面具有重要意义。
振动的运动规律除了可以用位移的时间历程描述外,还可以用速度和加速度的时间历程来描述。振动位移对时间的一阶导数是速度、速度对时间的一阶导数是加速度。加速度对时间积分得速度、速度对时间积分得位移。
因此,位移、速度、加速度这三者,只要测出其中的一个参数,就可以通过微分、积分电路得到其他两个参数。
而且,由三者之间的微分关系可以得知:
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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