风机在线状态监测与故障诊断系统的研究

综述与评论

风机在线状态监测与故障诊断系统的研究

涂福泉1,欧阳惠2,张　凯1

(1.武汉科技大学计算机学院湖北武汉430081;2.武汉科技大学城市学院湖北武汉430081)摘　要:分析了风机常见故障原因,简单地介绍了目前旋转设备常用状态监测与故障诊断方法,在此基础上研究风机在线状态监测与故障诊断系统,并从硬件、软件两个方面阐述系统选型与设计。

关键词:风机;状态监测;故障诊断

中图分类号:TH44　　文献标识码:A　　文章编号:1008-4371(2005)04-0040-05

StudyonOn-lineMonitoring&DefectDiagnosisSystemforBlowerFan

TUFu-quan1;OUYANGHui2;ZHANGKai1

(http://www.77cn.com.cnputerSchoolofWuhanUniversityofScience&Technology,Wuhan430081,China;2.MetropolitanSchoolofWuhanUniverstyofScience&Tecnology,Wuhan430081,China)

Abstract:Thepresentpaperanalyzestheoriginoftroublescommonlyoccurringintheblowerfanandbrieflyintroducesthecommonmethodformonitoringanddefectdiagnosisontherotationequipmentsunderthenormalconditionsandthereupondevelopsanon-linemonitoringanddefectdiagnosissystemfortheblowerfan.Bestresultsfortheinvestmentandreturnhavealreadybeenachieved.

Keywords:blowerfan;monitoringonworkconditions;defectdiagnosis　　风机在线状态监测与故障诊断是建立在多学科基础上的综合性技术,虽然经过了多年的发展,

但至今仍是国内外学者和工业界研究的重要课题。尤其是微处理器应用于风机在线状态监测与故障诊断系统以来,系统结构发生了巨大的变化。因此,要在分析风机常见故障原因的基础上,研究风机在线状态监测与故障诊断系统,从而达到投资和收益最佳。

(3)转子回转体结垢或者叶片破块;(4)动平衡方法不对;(5)转子上零件配合松动。1.2　转子不对中

转子不对中是造成风机故障的又一重要因素。机器在安装、运行中由于多种原因可能转子不对中,从而引起机器的振动、轴承的磨损、联轴节的偏转、油膜失衡等故障。转子对中包括两个含义:一是转子与转子之间的联接对中,主要反映在联轴节上面;二是转子轴颈在轴衬安装对中,这与是否形成良好的油膜直接有关。产生不对中的

1.1　转子不平衡

转子系统的质量偏心及转子部件出现缺损等

转子不平衡是造成风机振动的主要原因[1]。产生不平衡的因素主要有:

(1)制造时转子的质量中心与几何中心不同心;(2)安装时由于斜键或轴颈不同心造成偏心;

收稿日期:2005-02-03

作者简介:涂福泉(1970-　),男,湖北孝感人,工程师.

1　常见故障及分析

因素主要有:

(1)平行不对中

平行不对中主要引起径向振动,如果轴承架在水平和垂直方向上的刚度基本相等,则在轴承两个方向上进行振动测量,显示振幅大的方向就是不对中的方向。其故障特征是振动以一、二倍频为主,不对中越严重,二倍频所占比例越大,二倍频幅值大于一倍频幅值。

(2)角度不对中

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涂福泉,等　风机在线状态监测与故障诊断系统的研究

角度不对中意味着两联接轴的中心线相交成一定的角度,在螺栓拉力的作用下,两半联轴节中

存在一个弯矩。力矩的方向是力图减小两轴中心线的交角,从联轴节某一点上观察,轴旋转一周,弯矩的作用方向交变一次,弯矩施加于轴的弯曲也每周变化一次,由此引起同频振动。

(3)滚动轴承的油膜失衡

在运行过程中,由于油压低等原因,会产生油膜的不稳定,在某种情况下还会产生油膜的振荡,即轴颈的涡动运动频率与转子的自振频率相等时发生大幅度共振运动。

1.3　转子弯曲

转子弯曲包括转子弓形弯曲和转子临时弯曲。转子弓形弯曲是指转子轴弓形,转轴结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当等,发生永久性弯曲变形,或者由于热态停车时未及时盘车、热稳定性差、长期运行后转轴自然弯曲加大等。转子临时性弯曲是指转子的转轴由较大预负荷、开机运行时暖机不足、升速过快、加载太大、转轴热变形不均匀等原因造成的弯曲。1.4　喘振

在启动或者停止时最容易出现喘振现象。喘振不仅引起生产效率低下,而且会对机器造成严重危害。喘振幅度较大时常导致转子弯曲、联轴器及齿轮箱损坏,机械横向大幅度摆动。产生喘振的因素主要有:

(1)工作点离防喘线太近;

(2)入口过滤器、叶轮流道、气流流道等堵塞;(3)转速变化太快;

(4)管道阻力大或逆止阀失灵等。

2.2　故障诊断方法

现在用得较多的诊断方法有:对比诊断法、模

型识别法、统计诊断法、模糊诊断法以及专家系统诊断法[1]。

2.2.1　对比诊断法

包括时域分析法和频谱分析法。时域分析法是将采集的时域信号与设定的极限值比较,若采集的时域信号超过极限指标,则认为风机出现异常;频谱分析法是将采集的时域信号经过傅立叶变换成频域信号,此信号与给出的正常运行的功率谱的极限指标比较,若频域信号超过极限指标,则认为风机出现异常。对比诊断法根据信号的幅值与频率,可以比较准确地判断故障的类型和故障点。

2.2.2　模型识别法

包括状态模型辨识诊断法、随机模型参数估计诊断法和灰色模型关联分析诊断法。

(1)状态模型辨识诊断法是应用在线系统辩识技术来实时地为系统建立数学模型。系统数学模型直接反映了风机的运行状况,当系统数学模型的参数变化较大时,风机很可能存在故障 …… 此处隐藏：4176字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……