设备故障诊断常用的方法

一、振动测量法

★(一)振动的分类

确定性振动和随机振动。

★(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。

★★★★(三)常用的测振传感器

1.压电式加速度传感器。

包括压紧弹簧、质量块、压电晶片和基座等基本部分。

压电式加速度计属于能量转换型传感器。无需外电源，灵敏度高而且稳定，有比较理想的线性。

2.磁电式速度传感器。典型的能量转换型传感器。

这种传感器输出功率大，性能比较稳定，可以做成不同结构形式，因此应用较普遍。但存在机械运动部件，寿命比较短。

3.电涡流位移传感器。

属于能量控制型传感器。涡流位移传感器属于非接触式测量。线性范围大、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响以及非接触测量。

电涡流位移传感器被广泛用来测量汽轮机、压缩机、电动机等旋转轴系的振动、轴向位移、转速等。

★★★(四)异常振动分析方法

1.振动总值法

振动值可用加速度、速度或位移来表示，通常都选用振动速度这个参数。

2.频谱分析法

频谱分析就是将时域信号变换为频域信号(在时域信号中，横坐标是时间;而在频域信号中，横坐标是频率或圆频率)，得到频谱图，从而获得信号的频率结构。频谱分析通常由频谱分析仪完成。

由于一台设备中各个零部件具有确定的振动频率，因此做出频谱图与其正常谱图(或称原始谱)进行比较，就能较方便地寻找振源，诊断出故障部位和严重程度。当频谱图上出现新的谱线时，就要考虑到设备是否发生了新的故障。

通常是先采用测振仪进行振动总值的检测。当发现振动总值有较快增大，并有接近或超出最大允许界限值的趋向时，再对实测振动信号进行频谱分析。

3.振动脉冲测量法：专门用于滚动轴承的磨损和损伤的故障诊断。

二、噪声测量法

★(一)噪声测量的主要参数

1.进行噪声测量时，常用声压级、声强级和声功率级表示其强弱，也可以用人的主观感觉进行度量，如响度级等。

2.噪声的主观量度：响度、响度级、等响曲线

人耳感觉到的声音的强弱不仅与声压有关，而且还与声音的频率有关。

★★★★(二)噪声测量仪器

噪声测量中，最常使用的仪器是传声器和声级计。

1.传声器

(1)电容传声器

电容传声器的基本结构是一个电容器。电容传声器属于能量控制型传感器。

电容传声器灵敏度高，动态范围宽;输出特性稳定，对周围环境的适应性强。

(2)压电传声器

由具有压电效应的晶体来完成声电转换，属于能量转换型传感器。

压电传声器具有结构简单、成本低、输出阻抗低、电容量大(可达1000pF)、灵敏度较高等优点。但性能受温度、湿度影响较大。

2.声级计

不仅用来测量声级，还能与各种辅助仪器配合进行频谱分析、记录噪声的时间特性和测量振动等。

声级计按其用途分为一般声级计、脉冲声级计、积分声级计和噪声暴露计(噪声剂量计)等。

声级计按其精度分为：0型声级计(实验室用标准声级计);1型声级计(一般用途的精密声级计);2型声级计(一般用途声级计);3型声级计(普及型声级计)。

计权网络是基于等响曲线设计出的滤波线路，分为A、B、C、D四种。通过计权网络测得的声压级称为计权声压级。

对应四种计权网络测得的声压级分别称为A声级(L A)、B声级(LB)、C声级(LC)和D声级(LD)，分别记为dB(A)、dB(B)、dB(C)和dB(D)。

图9-12所示为声级计中常用的A、B、C计权网络的频率特性。

A计权网络除对低频噪声衰减最强外，对高频噪声反应最为敏感。

3.声级计的校准。每次测量开始和结束都要进行校准，两次差值不应大于1dB。

★★(二)故障噪音的识别方法

三种判断标准：绝对标准、相对标准和类比标准。

在绝对标准中，利用测取的噪声信号的特征量值与标准特征量值进行比较;

在相对标准中，利用测取的噪声信号的特征量值与正常运行时的特征量值进行比较;

在类比标准中，利用同类设备在相同工况条件下的噪声信号的特征量值进行比较。