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2020-07-21

机械设备振动产生的原因及故障诊断的关键

机械设备振动产生的原因及故障诊断的关键

机械振动是指物体或粒子在其平衡位置附近来回运动。机械设备振动是由于机械设备的反复、有规律的动作而引起的。机械设备的振动会造成一定的危害,降低机械设备的工作性能。一般来说,只要机器的振动(如位移、速度和加速度)不超过允许的标准范围,那么对机器的损害就可以忽略不计。但是,一旦机械设备出现异常振动或振幅超过允许范围,机械设备就会产生较大的动载荷和噪声。

有些零件受到附加载荷,磨损、疲劳、断裂等问题会加剧,影响机械设备的使用寿命和性能,甚至导致机械设备零部件失效或早期失效。此时必须采集振动信号。根据振动信号故障诊断,准确判断故障原因和部位,对机械设备异常振动采取应急措施,以保证机械设备的正常运行,提高机械设备的工作质量和性能,延长其使用寿命,实现经济价值最大化。

1机械设备振动的原因

在实际的机械生产过程中,机械设备的振动故障是不一样的。一般来说,机械设备的常见振动与旋转有关。分析了机械设备振动故障的原因

1.1转子振动异常故障

在机械设备中,由于转子形状不对称、所用材料密度不均匀、转子加工或安装误差等因素的影响,转子径向截面不平衡、质量分布不均,导致转子与轴分离不严。转子旋转时,径向截面上的不平衡会产生离心力,离心力的方向会随着转子的旋转而周期性变化,从而导致异常振动,转子旋转中心的位置会不断变化,从而导致振动故障,这很容易对支撑转子旋转的轴承造成很大的磨损和变形。

1.2电机振动故障

一般来说,电机振动故障的主要原因是转子安装不对称或转子与定子之间的电压不均匀和不稳定。电机长时间运行时,转子铁芯与轴的配合容易松动。在磁拉力作用下,转子之间容易产生裂纹,导致轴系松动和电机振动故障。当电动机的振动强度值超过允许范围时,电动机会产生强烈的振动,并伴有较大的噪声。此时如果任由其发展,会导致电机线圈烧坏、电机短路、轴承磨损等问题。

1.3齿轮传动振动故障

齿轮传动是机械设备中最常用的传动机构。在齿轮传动过程中,由于齿轮的高速旋转,一旦其波动幅度超过载荷允许范围,齿轮将在短时间内加速磨损。齿轮的磨损和变形会导致齿轮的异常振动,诱发振动故障。严重时会导致牙根断裂,影响机械设备的正常运行。

1.4滚动轴承振动故障

滚动轴承是机械设备中常用的传动部件。滚动轴承工作时,内外环的通过频率必须与标准值一致。一旦内外环通过频率与标准值不符,会在短时间内引起滚动轴承的异常振动,加剧滚动轴承的磨损变形程度。最后,引发机械设备故障,影响机械设备的安全使用。

2机械振动故障诊断的关键

(1) 数据采集

机械振动数据是振动故障诊断的基础和判断依据。故障诊断的准确性取决于采集到的数据量和数据的准确性。因此,振动数据采集是机械设备振动应急处理的基础和必要环节。在实际采集振动数据时,采集设备会限制采集数据的幅度和精度。当数据量和精度增加时,数据总量也会呈现几何增长。这不仅消耗了大量的存储空间,而且大大增加了故障诊断系统的工作量。为了提高振动数据采集的有效性,通常将采集设备放置在故障多发的关键部位,然后利用工控计算机监控系统自动采集振动故障诊断所需的数据。

(2) 数据分析

采集设备采集到故障振动数据后,技术人员需要对数据进行整理、分类、综合,并对数据进行频谱分析处理,实现数据的深度挖掘,为查找故障原因和位置提供依据。

(3) 故障诊断

数据采集与分析的最终目的是实现振动故障的诊断,需要对采集到的数据进行综合判断。综合分析振动故障数据和故障判断准则,快速、准确地确定故障位置和原因。以较低的成本解决机械振动故障问题,保证机械设备的正常运行,提高机械设备工作效率。

三。振动故障处理措施

在对故障原因进行准确的原因判断和定位后,必须采取相应的处理措施,对机械设备进行科学合理的维修保养,减少机械产品在使用过程中的损失。以旋转设备振动故障为例,探讨了故障诊断及应急处理措施。旋转设备的振动量主要由振动仪采集,采集的振动量与故障判断标准进行比较。如果发现振动量超过允许的标准范围,可根据振动位置和振动方向推断出振动源。

例如,纵向振动的增加可以推断为由于耦合中心的误差或转子安装的过大误差,而水平振动的增加可能是由于转子的不平衡。遇到此问题时,必须逐个敲打每个风叶进行检查。如果发现风叶松动,需要焊接加固。风机装入转子轴后,需进行动平衡试验和配重。此外,还可以通过铁样和油样的分析来判断轴承的磨损情况。同时,要加强裂纹倾向的管理和定期维护,确保机械设备的安全使用。

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