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电机轴承系统振动分析该怎么做?
阅读次数:1332  发布时间:2022/6/16 11:13:06
电机轴承系统振动分析该怎么做?
在振动分析域,电机轴承的振动分析是一个绕不开的长久话题。
电机轴系统通常是一个双支撑单轴系统。单独就电机轴系统而言,这几乎是简单的一类轴系统,也是所有轴系统振动分析的基础。实际分析操作方法也是其他复杂轴系统振动分析的基础。
1、选择合适的传感器
传感器的类型很多,在对电机轴系统进行振动分析,需要判断振动信号是位移信号、速度信号还是加速度信号。
根据故障诊断域分析的目的,有时也需增加额外的传感器信号。例如,对于中速电机,主要分析振动的速度信号。但从轴承的特征频率计算可以得知,轴承的频段可能处于高频。在轴承失效初期,特征振动幅值在整体振动中占比很小,因此仅仅从总值上看到的特征并不明显。
此时如果纳入加速度信号,轴承的特征就会变得十分明显,有利于发现早期特征。此例是为了说明振动分析信号选取虽然有一定的原则,但也可根据分析目的进行调整。
2、布置测点
布置测点,即在电机轴系统合适的位置安置传感器。对于一般的旋转轴系统而言,振动分析测点位置的布置选择,条件允许的话,我们需要测量径向平面上相互垂直的两个点,同时再测量一个轴向位置。对于电机而言,需要对两端轴承进行相同的采样位置。在条件不允许的情况下,可以保留一个径向,一个轴向。如果还不行,那就采取径向一个点。
3、测量、信号采集及分析
接下来,进行测量和信号采集,以及数据分析。
测量信号通过数采设备传输上来,使用数据分析方法进行时域绘制、频域展开、瀑布图等等的绘制。这些都是数据采集和数据分析工作内容。如果工程师想自己编写分析程序,需要掌握处理手法相关域知识。Python、Matlab、R等语言的普及,使得进行这些分析在工具上变得并不困难。但是其中的信号处理技术等,也是工业工程师需要掌握和学习的。
 
目,多数工程师习惯直接针对数据分析的结果进行解读和判别。
对于电机而言,主要的振动时域变化,考虑位移信号分析位移的峰值、速度信号分析有效值、加速度信号分析峰值,等这些信号在时间轴上的变化,是否达到预警限值等是初的时域分析。
数据分析师可以对这些信号的时域特征做更深入的分析,对信号的各种时域特征进行诊断(大约十三个时域特征),可以观察到更长时间周期内更缓慢的变化趋势,以及多因素影响下的关联特征。现场中,工程师更常用的频域分析方法是对采集来的数据进行频域展开,观察故障的特征。
对于电机轴系统而言,主要有两大部分:与轴系相关的频率部分;与轴承相关的频率部分。(连接齿轮、连接风叶等 本文暂不讨论)不难发现,与轴系相关的频率一般是在1、2、3、4倍频左右。与轴承相关的就在轴承特征频率附近。这就确定了分析频段的目标。
至于特征比对,无非就是不对中、不平衡、地脚松动,轴承内圈、外圈、滚动体、保持架特征频率等等。再加上一些杂项,例如旋转剐蹭等。
这些特征非常容易查找,也好记。但现场采集来的信号往往掺杂在一起,需要一定经验进行分离辨认。经过分析辨认,可以对设备状态进行评估,对故障进行一定的判别。至此,振动分析大致的主要步骤完成。

原创作者:徐州六和测控技术有限公司

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