故障诊断的标准

7机械故障的标准绿区黄区红区劣化趋势图为了确定劣化趋势中的绿、黄、红区段的阈值，必须制定有关的判别标准。一、机械故障诊断标准制定的原则振动标准的作用－考核机器的设计水平、制造质量、安装质量、检修质量－保障机器安全运行、防止发生振动事故涉及制造、安装多方面→合情合理设置标准。制定振动标准的基础：－安全性－经济性由于非线性、运行状态、材料强度等，标准制定主要靠经验和统计规律标准不是绝对的：－高于限定值，发生问题的可能性比较大－低于限定值，基本可以保证安全，机械设备不能充分发挥作用。其它：－新老机器：新机器振动小，运行多年的机器振动略有增加－机器大小：大机器轴承间隙大，对轴承的要求可以比小机器宽松些。－转速：转速越高，对其振幅限制越严格。二、机械故障诊断标准的分类为了判断设备是否存在故障及故障的程度如何，必须对表征机器状态的测量值与规定的标准值进行比较。•绝对标准将测得的数据或统计量与标准阈值相比较以判定设备所处的状态。根据相应的国际标准、国家标准、行业标准等，如：ISO，GB，API等。•相对标准以机器正常状态的振动值作为初值，以当前实测数据值达到初值的倍数为阈值来判断设备当前所处的状态。•类比标准对多台设备的同一部位进行测定，并对测定值进行相互比较，而判定某台设备是否发生故障。评定设备振动的参量：振动加速度、振动速度、振动位移。对振动频率较高的设备多用振动加速度评定，如航空航天设备。对振动频率较低的设备多用振动位移评定，如汽轮机组、压缩机组等大型设备。振动位移物理意义更直接。三、绝对判断标准将测得的数据或统计量与标准阈值相比较以判定设备所处的状态。德国工程师协会标准（VDI2056)英国标准（BS4175）国际标准化组织所制定的旋转机械振动标准：ISO2372，ISO3945。美国石油学会标准API616（压缩机、透平机）我国JB/TQ334-87（一般离心式及轴流式通风机）设备振动测量和评价的有关标准国际标准化组织标准：1.ISO7919-1～5非往复式机器的机械振动----在旋转轴上的测量和评价第一部分总则(GB/T11348.1-89)第二部分陆地安装的大型汽轮发电机组(GB/T11348.2-1997)第三部分耦合的工业机器(GB/T11348.3)第四部分燃气轮机组(GB/T11348.4)第五部分水力发电厂和泵站机组2.ISO10816-1～6机械振动----在非旋转部件上测量和评价机器振动第一部分总则第二部分陆地安装的功率超过50MW的大型汽轮发电机组第三部分额定功率大于15KW额定转速在120～15000转/分在现场测量的工业机器第四部分不包括航空器类的燃气轮机组第五部分水力发电厂和泵站机组第六部分额定功率超过100KW的往复式机器旋转机械的绝对判断标准采用的是通频振幅来衡量机械运行状态的，根据所测振动分为：（1）轴承振动评定利用接触式传感器(例如磁电式振动速度传感器或压电式振动加速度传感器)放置在轴承座上进行测量；（2）轴振动值评定利用非接触式传感器(例如电涡流式传感器)测量轴相对于机壳的振动值或轴的绝对振动值。评定参数可用振动位移峰峰值和振动烈度来表示。以轴承振动位移峰峰值作评定标准转速/rpm标准/mm优良合格150030以下50以下70以下300020以下30以下50以下我国原水电部汽轮机组振动标准机械部离心鼓风机和压缩机振动标准标准转速/mm≤3000≤6500≤1000010000-16000主轴轴承50≤40≤30≤20齿轮轴承≤40≤40≤30)min(1rIEC汽轮机振动标准)min(1r标准转速/mm≤1000150030003600≥6000轴承上7550252112轴上(靠近轴承)150100504420以轴承振动烈度作为评定标准为了较全面的反映机组的振动情况，必须制定其它的振动标准——振动烈度vTvtdtvvvrmsTn1122012222()()121212222222()AAAnn振动烈度反映的是各次谐分量振动能量之均方根值，不受其相互之间相位差影响。I级小型机械（例如15KW以下电机），II级中型机械（例如15-75KW电机和300KW以下机械）；III级大型机械(安装在坚固重型基础上)，转速600-12000r/min，振动测定范围10-1000HZ；IV级大型机械(安装在较软基础上)振动速度有效值（mm/s）ISO2372ISO3945第一类第二类第三类第四类刚性基础柔性基础0.28AAAAAA0.450.711.12B1.8B2.8CBB4.5CBB7.1DCC11.2DCC18DD28DD4571以轴振动的位移峰峰值作为评定标准美国石油学会给出了功率不超过1000kW的中小型涡轮机械轴振动的振动标准API616，其振动许可值为：式中A振动许可值，单位：mm;n机器转速，单位为r/min。nA12000ISO7919汽轮发电机组轴相对振动的限值（位移峰-峰值，单位μm）ISO7919汽轮发电机组轴绝对振动的限值（位移峰-峰值，单位μm）根据ISO2372及7919的规定，有以下两个准则应注意准则一：在额定转速下整个负荷范围内的稳定工况下运行时，各轴承座和轴振动不超过某个规定的限值。准则二：若轴承座振动或轴振动的幅值合格，但变化量超过报警限值的25％，不论是振动变大或者变小都要报警。因振动变化大意味着机组可能有故障，特别是振动变化较大、变化较快的情况下更应注意。分频段监测故障频率带频率范围报警值单位通频(0~40)×f8.8mm/spk基频、亚同步(0~1.2)×f7.6mm/spk2~3倍频(1.5~3.5)×f6.3mm/spk轴承带I(3.5~15)×f3.3mm/spk轴承带II(15~40)×f3.3mm/spk叶片通过频率叶片数×f2.5mm/spk很高频40×R~20kHz3.0gpkf为机器的转动频率滚动轴承的报警参考值0510152025303540f86420mm/spk故障频率带频率范围报警值单位通频(0~10)×f8.8mm/spk亚同步(0~0.8)×f2.54mm/spk基频(0.8~1.8)×f7.6mm/spk2~3倍频(1.5~3.5)×f6.3mm/spk4~10倍频(3.5~10)×f5.0mm/spk叶片通过频率叶片数×f2.5mm/spk基频相位30度f为机器的转动频率滑动轴承机械的报警参考值012345678910f86420mm/spk四、相对判断标准采用这种标准时，要求对设备的同一部位、同一工况、同一参数测量。将设备正常运行下的值定为初始值，随设备运行时间的延长，将实测值与初始值比较，来判断设备状态。低频（1KHz）机械高频（4KHz）机械注意2.5倍6倍异常10倍100倍ISO建议的相对标准我国一些厂家采用的相对标准低频（1KHz）机械高频（1KHz）机械注意1.3-2倍3倍异常4倍6倍相对法确定振动限值12345678滚动轴承齿轮旋转机械滑动轴承＝(2~3)＝(4~6)报警值危险值正常值正常值五、类比判断标准如果有数台机型相同、规格相同的设备，在相同条件下对它们进行测定，经过相互比较作出判断。低频（1KHz）机械高频（4KHz）机械异常1倍2倍类比判断标准类比法确定振动限值CBAD设备号测点ABCD①H0.060.060.060.06②H0.070.050.070.07③H0.060.070.140.05振动烈度cm/s④H0.070.060.170.07C泵的振动超过同类诸泵的振动一倍，C泵应定为有故障六、趋势分析法通频值趋势分析简单易行不易发现早期故障频谱趋势分析能早期发现齿轮、轴承等早期故障能较快判定故障的部位趋势分析法的理论根据正常使用期耗损期磨合期故障率时间停机日期报警日期故障征兆时间劣化曲线报警值危险值