机械设备振动故障的诊断流程及诊断方法

机械设备振动故障的诊断流程

       在长时间、高负荷运行下，机械设备极易出现各类故障，机械振动故障的诊断是利用检测仪器对机械设备的原始振动信号进行采集，对检测到的数据进行分析，对振动信号进行降噪处理，去除信号中夹杂的噪音杂质，提取关键的故障信息。然后参考机械振动故障的判断标准，并与正常振动数据相互对比，*终形成数据报告，诊断出机械设备的故障发生原因。只有对故障进行清晰明确的判断，才能提高机械振动故障判断的准确性。应针对故障原因采取相应的处理措施，对机械设备进行科学合理的维修与维护，避免发生故障误判问题，减少机械设备在使用过程中对机械产品生产带来的损失。

      在实际的机械设备使用过程中，设备的管理人员和操作人员在面对设备工作状态、检测装置、实际运转、轴承类型等问题时，通常需要根据机械设备的工况，结合自己的工作经验与专业技能，参考以往机械设备的维修标准，制定出适合自身工厂的故障判断标准。该标准包括机械设备振动故障的频率、幅度等物理参数标准，可作为后续故障诊断的标准参考。

 常见的故障振动诊断方法

       机械设备的振动伴随着机械设备的运行而产生。可以说，只要机械设备在运行，就会产生机械振动。一般只要机械振动量（位移、速度及加速度）符合标准，未超过允许范围，机械设备所受伤害可以忽略。但是一旦机械设备出现不正常的振动或者振动的幅度超过了允许范围，机械设备將会产生较大的动载荷和噪声。某些零部件由于受到附加载荷，磨损、疲劳、破裂等问题会加剧，会对机械设备的工作寿命和工作性能产生影响，严重的会导致机械设备零部件出现故障或者提前失效。因此需要对机械振动信号中蕴藏的故障信息进行深挖掘，及时诊断并准确判别出故障发生的原因，降低以振动加剧为征兆的故障事件发生的概率。

       机械设备振动诊断实际上是通过对采集的振动信号在三维图上的时域、幅域、频域进行信号处理与分析，以判断出故障发生的原因，并找到故障发生的部位。目前，在国际上普遍使用的振动诊断方法主要包括[3]：

       1 波形分析法

       波形分析法是在时域与幅域上对振动信号进行分析，通过对信号波谱曲线的形态进行分析，提取表征曲线形态的参量，并以这些参量的相似性作为波谱相似性的测度。将这些参量与机械振动故障的判断标准进行比照，从而判别出振动信号中隐含的故障原因，并对故障发生部位进行定位。

       波形分析法在振动诊断中的使用流程如下：（1）利用检测仪器对机械设备的原始振动信号进行采集。（2）确定振动信号波形参量在时间域与幅值域上的分布，找到*大幅值。（3）分析并确定各谐波分量的频率值。（4）计算振动信号波形的相位滞后与时间滞后。（5）根据波形的畸变状况进行反演，计算得到真实的波形。（6）计算自由振动波形衰减系数与振动系统的阻尼值。（7）构建波形与实际物理现象二者之间的关联关系网，构建机械设备在正常作用状态的振动波与波形特征的关联关系网。（8）通过相关分析，计算振动波形与机械设备在正常作用状态的振动波形二者之间的相似度。

       2 频谱分析法

       频谱分析法是将时域信号变换至频域，在频率域内对动态信号加以分析的方法。其通过将复杂的时间历程波形，经过傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量，以获得信号的频率结构以及各谐波和相位信息，其分析的结果是以频率为坐标的各物理量的谱线与曲线。目的是为解决消振、幅振等问题提供条件，帮助判别出振动信号中隐含的故障原因，并对故障发生部位进行定位。

       频谱分析法在振动诊断中的使用流程如下：（1）计算动态振动信号中的各个频率分布范围。（2）计算动态振动信号的各个频率在幅域上的分布情况与能力分布情况，获得主要幅度与能量分布的频率值。（3）对测试波形进行分析，计算其频率成分与幅值，以校正测试波形。（4）频谱分析得到频率值、幅值、相位角以及各种谱密度，作为参数，以解决消振、幅振等问题。