机械设备振动故障监测与诊断 第2版PDF电子书下载

第1章 机械振动故障监测与诊断基础 1

1.1 机械振动概述 1

1.2 机械振动的分类 2

1.2.1 按振动规律分类 2

1.2.2 按振动动力学特征分类 3

1.2.3 按振动频率分类 5

1.3 振动信号与传感器 6

1.3.1 振动信号 6

1.3.2 测振传感器 8

1.4 振动的测量与校准 14

1.4.1 振动的测量 14

1.4.2 测振系统的校准 16

1.5 振动测试系统的设置与调试 17

1.5.1 测试方案的选择 17

1.5.2 测试中干扰的排除 21

1.5.3 构建测试系统时应注意的问题 23

1.5.4 测试系统的调试 27

1.6 机械振动信号的分析 28

1.6.1 数字信号处理 28

1.6.2 振动信号的时域分析 29

1.6.3 振动信号的频域分析 33

1.6.4 几种常用的频谱处理技术 35

1.7 振动的监测与诊断 36

1.7.1 监测与诊断系统的任务及组成 36

1.7.2 振动监测参数与标准 39

1.7.3 故障诊断的程序 40

1.7.4 旋转机械振动故障原因 44

第2章 旋转机械振动故障监测与诊断 45

2.1 转子的振动故障 45

2.1.1 转子不平衡 46

2.1.2 转子与联轴器不对中 47

2.2 转轴的振动故障 51

2.2.1 转轴弯曲 51

2.2.2 转轴横向裂纹 55

2.3 其他原因引起的振动故障 55

2.3.1 连接松动 55

2.3.2 油膜涡动及振荡 57

2.3.3 碰磨 59

2.3.4 喘振 62

2.4 覆膜机转轴振动综合测试实例 65

2.4.1 振动测试方案 65

2.4.2 振动测试数据及分析 66

第3章 滚动轴承振动故障监测与诊断 71

3.1 滚动轴承振动故障监测与诊断概述 71

3.1.1 滚动轴承 71

3.1.2 滚动轴承的失效形式 72

3.1.3 振动机理 72

3.1.4 信号特征 73

3.1.5 滚动轴承的振动测量与简易诊断 75

3.2 电动机滚动轴承异常振动噪声的分析及处理 77

3.2.1 电动机轴承异常振动噪声的识别 77

3.2.2 电动机轴承异常振动噪声的消除措施 78

3.3 轴承状态监测与诊断系统 79

3.3.1 系统诊断原理 79

3.3.2 系统硬件结构及功能 79

3.3.3 系统软件 80

3.3.4 系统的应用 81

3.4 齿轮箱中滚动轴承的故障诊断与分析 82

3.4.1 振动检测技术在齿轮箱滚动轴承故障诊断的应用 82

3.4.2 齿轮箱中滚动轴承故障诊断实例 83

3.4.3 齿轮箱中滚动轴承故障诊断经验 87

第4章 齿轮箱振动故障监测与诊断 88

4.1 齿轮箱的失效原因与振动诊断 88

4.1.1 齿轮箱的失效形式和原因 88

4.1.2 齿轮箱振动诊断分析方法 89

4.1.3 齿轮箱振动诊断实例 89

4.2 丰收180-3变速箱齿轮副振动性能分析 90

4.2.1 变速箱齿轮副振动测试 91

4.2.2 试验数据处理分析 91

4.3 船用齿轮箱的振动分析 93

4.3.1 理论基础 93

4.3.2 有限元模型的建立 93

4.3.3 三种支撑方式振动特性分析 94

4.4 基于小波包分析的减速器故障诊断 95

4.4.1 小波包变换 95

4.4.2 计算机仿真 96

4.4.3 实例分析 96

4.5 齿轮故障高频共振诊断 99

4.5.1 齿轮故障高频共振诊断原理与流程 99

4.5.2 应用实例 100

第5章 轧机振动故障监测与诊断 103

5.1 轧机振动故障监测与诊断方法 103

5.1.1 轧机常见振动故障 103

5.1.2 轧机故障的测试与分析 105

5.2 轧机故障在线监测 108

5.2.1 轧机在线监测系统的主要功能 108

5.2.2 轧机在线监测系统的类型 110

5.3 轧机振动故障监测与诊断实例 113

5.3.1 冷轧五机架轧机振动故障的诊断 113

5.3.2 高线轧机增速箱振动故障的诊断 116

5.3.3 高线轧机振动故障的诊断 118

5.3.4 轧机轧制薄板时异常振动测试与分析 121

5.3.5 热连轧机机电液耦合振动控制 128

第6章 汽轮发电机组振动故障的监测与诊断 136

6.1 概述 136

6.1.1 振动过大时引起的危害 136

6.1.2 查找振动原因的几种试验 136

6.2 210MW汽轮发电机组振动分析与处理 138

6.2.1 概述 138

6.2.2 振动原因分析 139

6.2.3 异常振动的处理 140

6.3 360MW汽轮机组不平衡振动分析 140

6.3.1 360MW汽轮机组概况 140

6.3.2 机组振动故障问题 141

6.3.3 机组振动常见原因分析 141

6.3.4 振动问题分析 142

6.4 300MW汽轮机组振动原因诊断和处理 142

6.4.1 机组冲转情况 143

6.4.2 机组的处理方案 143

6.4.3 处理后的效果及振动分析 147

6.5 600MW机组11号瓦振动故障诊断和消除 149

6.5.1 振动特征的描述和分析 149

6.5.2 分析诊断结果 152

6.6 600MW机组轴系振动故障诊断及处理 153

6.6.1 轴系振动故障诊断及处理方法 154

6.6.2 轴系振动故障诊断及处理 155

6.7 1000MW汽轮机组轴瓦振动保护误动的原因分析及对策 157

6.7.1 汽轮机轴瓦振动保护 157

6.7.2 VM600轴瓦振动保护误发的原因分析及预防措施 159

6.7.3 轴瓦振动保护逻辑的修改分析 162

6.8 凝汽器真空变化对机组振动的影响分析 162

6.8.1 事件经过与分析 162

6.8.2 振动机理 164

6.8.3 小结 165

6.9 核电机组高频振动故障诊断与处理 166

6.9.1 设备概况及整组启动振动情况 166

6.9.2 振动试验分析 166

6.9.3 振动故障诊断及处理 168

6.10 水电站机组振动问题分析及处理 170

6.10.1 水轮发电机组特性 170

6.10.2 水轮发电机组振动问题及处理过程 171

6.10.3 水轮发电机组振动问题分析 172

6.11 风电机组振动监测与故障预测 174

6.11.1 振动监测与故障预测系统组成 174

6.11.2 风电机组振动信号测试与分析 176

第7章 发动机振动故障监测与诊断 179

7.1 简介 179

7.2 基于振动的柴油机转速测量 179

7.2.1 基础研究 179

7.2.2 系统开发 180

7.2.3 应用实例 181

7.3 车用柴油机振动信号的去噪声处理 182

7.3.1 柴油机实测振动信号EMD法 182

7.3.2 柴油机振动信号EMD处理实例 184

7.4 往复机械磨损故障的振动油液复合诊断法 186

7.4.1 振动分析与油液分析复合的层次 186

7.4.2 振动与油液信息复合的原理 186

7.4.3 应用实例 187

7.5 旋转冲压发动机冲压转子振动模态分析 189

7.5.1 冲压转子的有限元模型 190

7.5.2 冲压转子有限元模型的建立 190

7.5.3 模态计算结果分析 190

7.6 基于小波消噪的柴油机缸盖振动信号分析 191

7.6.1 小波消噪的基本原理及方法 192

7.6.2 柴油机振动信号的降噪分析 192

7.7 船舶柴油机拉缸故障振动诊断 194

7.7.1 柴油机拉缸故障的表现和传统诊断方法 194

7.7.2 拉缸故障的振动诊断技术 195

7.8 基于LabVIEW的船舶柴油机机身振动信号分析 197

7.8.1 机身振动信号的特征参数与性能指标 198

7.8.2 试验 198

7.8.3 试验分析 199

7.9 航空发动机整机振动分析 202

7.9.1 发动机转子异常振动的频谱特征 202

7.9.2 发动机整机振动数据与故障识别 203

7.10 烟气轮机转子不平衡故障的诊断 206

7.10.1 烟气轮机转子不平衡故障征兆与分析 206

7.10.2 烟气轮机转子不平衡故障诊断实例 207

7.11 油膜涡动引起烟气轮机振动的分析 211

7.11.1 机组概况 212

7.11.2 机组振动情况及分析 212

7.11.3 临时措施及结果 213

7.11.4 其他措施 214

7.12 合成气压缩机汽轮机故障分析及改造 214

7.12.1 机组振动问题 215

7.12.2 机组振动问题原因分析 215

7.12.3 解决方法 216

第8章 风机振动故障监测与诊断 217

8.1 风机故障基本原因分类 217

8.2 引风机振动故障的诊断与分析 218

8.2.1 引风机振动概述 218

8.2.2 故障的前期诊断 219

8.2.3 振动试验与分析 220

8.2.4 振动机理 221

8.3 引风机积灰振动影响因素及吹灰装置应用 222

8.3.1 引风机叶片积灰振动的影响因素 222

8.3.2 引风机积灰振动的处理 224

8.4 动叶可调轴流通风机机械故障原因分析 225

8.4.1 存在的问题 225

8.4.2 常见故障原因分析 227

8.4.3 预防措施 229

8.5 动叶可调轴流通风机的失速与喘振分析及改进措施 230

8.5.1 轴流通风机失速与喘振的关系 230

8.5.2 风机调试及运行情况 232

8.6 发电厂一次风机异常振动故障诊断及处理 234

8.6.1 一次风机振动 234

8.6.2 一次风机电动机侧振动原因分析 236

8.6.3 一次风机电动机侧振动处理 237

8.7 轴流通风机喘振现象分析及预防措施 239

8.7.1 风机喘振现象及原因分析 239

8.7.2 喘振的判断与消除措施 240

8.8 炼铁厂风机振动测试分析 241

8.8.1 1＃风机振动测试分析 241

8.8.2 2＃风机振动测试分析 242

8.8.3 2＃烧结风机振动测试分析 243

8.9 高炉助燃风机振动故障测试诊断 243

8.9.1 高炉助燃风机的结构、参数及计算 243

8.9.2 故障诊断分析及结果验证 246

8.10 脱硫风机轴承故障的诊断 247

8.10.1 设备概况 247

8.10.2 振动测试 247

8.10.3 分析诊断 248

8.10.4 轴承损坏的分析 248

8.11 冶炼厂动氧车间氧增压机振动测试与分析 249

8.11.1 第一级转子振动分析 249

8.11.2 第二级转子振动分析 250

8.11.3 第三级转子振动分析 252

8.12 离心式压缩机喘振问题研究及解决方案 253

8.12.1 问题的提出及分析 253

8.12.2 处理对策 254

8.12.3 防范措施及成效 255

8.13 大型离心压缩机的喘振试验 256

8.13.1 试验过程与方法 256

8.13.2 试验结果 257

8.14 离心式空压机电机振动原因分析 257

8.14.1 设备概况 257

8.14.2 状态监测数据分析 258

8.14.3 检修结果分析 259

8.15 离心式空压机振动故障的诊断与检修 261

8.15.1 振动故障的发现与诊断 261

8.15.2 故障检修 261

8.16 大型空分装置离心式压缩机振动故障分析及处理 263

8.16.1 振动故障及分析 263

8.16.2 故障处理与结论 264

8.17 DH63型空压机振动故障分析及处理 265

8.17.1 振动故障分析 265

8.17.2 处理措施 267

第9章 泵类设备振动故障监测与诊断 268

9.1 泵类设备故障概况 268

9.2 离心泵振动的原因及其防范措施 268

9.2.1 离心泵振动原因及主要防范措施 268

9.2.2 在运转维修环节防治泵振动 269

9.3 大型锅炉给水泵振动原因分析及处理 270

9.3.1 水泵振动现象 270

9.3.2 检查及原因分析 271

9.3.3 处理对策 272

9.4 调速给水泵振动故障诊断及处理 273

9.4.1 故障概述 273

9.4.2 给水泵在启动及运行中的异常现象 274

9.4.3 振动故障诊断 274

9.4.4 振动故障的处理 277

9.5 干式螺杆真空泵振动监测与故障诊断 278

9.5.1 常见故障的振动监测和诊断方法 278

9.5.2 干式螺杆真空泵振动故障诊断实例 279

9.6 抽水站立式泵机组振动故障分析及消除 283

9.6.1 故障现象及检修过程 283

9.6.2 机组振动原因分析 284

9.7 HMD-G32-0250型隔膜泵故障检修及分析 286

9.7.1 工作原理及故障分析 286

9.7.2 保证隔膜泵正常运行的措施 287

9.8 多级给水泵转子不平衡引起振动原因分析 287

9.8.1 振动标准与监测 288

9.8.2 振动原因及分析 288

9.8.3 故障分析实例 289

9.9 交流润滑油泵振动故障原因分析及处理 290

9.9.1 振动情况及原因分析 290

9.9.2 故障处理 292

9.10 循环水泵振动原因分析与处理 294

9.10.1 存在的问题及检查与分析 294

9.10.2 问题的处理与解决 296

9.11 输油泵运行振动监测与故障诊断 297

9.11.1 输油泵运行状态监测的意义 297

9.11.2 离心泵的振动监测与故障诊断 298

9.12 大功率高速泵的振动监测 301

9.12.1 GSB-W7的振动监测方案 301

9.12.2 振动数据分析应用 304

第10章 电动机振动故障的监测与诊断 307

10.1 基于振动频谱分析的电动机故障诊断 307

10.1.1 电动机振动频谱的特点 307

10.1.2 现场应用频谱分析法的诊断实例 307

10.2 引风电动机轴承损坏分析及处理 309

10.2.1 故障现象 309

10.2.2 故障原因分析 310

10.2.3 对策措施 310

10.3 舰用异步电动机振动故障诊断 311

10.3.1 舰用异步电动机振动检测 311

10.3.2 舰用异步电动机典型故障分析 312

10.4 永磁直流电动机振动和噪声分析 313

10.4.1 电磁因素 313

10.4.2 机械因素 315

10.5 振动检测仪在电动机状态监测和润滑管理中的应用 317

10.5.1 运用振动检测仪诊断与监测电动机故障 318

10.5.2 运用电动机振动加速度高频值指导电动机润滑的管理 318

10.6 混合动力汽车噪声和振动分析与控制 319

10.6.1 混合动力汽车噪声与振动源分析 319

10.6.2 混合动力汽车单元噪声与振动控制技术 321

第11章 机床振动故障监测与诊断 323

11.1 高速切削振动的原因及其控制 323

11.1.1 影响高速切削加工振动的主要因素 323

11.1.2 控制高速加工振动的基本策略及途径 324

11.2 高速数控车床切削动态特性测试与分析 326

11.2.1 测试方案及内容 326

11.2.2 测试数据及结果分析 326

11.3 立式旋转电火花线切割机床振动分析与动平衡试验 331

11.3.1 振动的分析 331

11.3.2 动平衡试验 332

11.4 磨削加工颤振分析 334

11.4.1 磨削颤振类型及形成原因 334

11.4.2 颤振消除措施 335

11.5 铣削系统稳定性判定 336

11.5.1 铣削过程中的振动 336

11.5.2 铣削系统稳定性判定方法 336

11.5.3 实例分析及试验验证 337

11.6 数控铣削工件振动测试及分析 339

11.6.1 试验设备与方案 339

11.6.2 试验结果及分析 340

11.7 数控转塔冲床振动噪声分析检测及改进 343

11.7.1 振源和噪声源分析及测试 343

11.7.2 测试结果与改进措施 345

11.8 数控机床工作台振动故障诊断维修 346

11.8.1 数控机床工作台伺服驱动工作原理与故障诊断 346

11.8.2 维修案例 347

参考文献 350