《振动信号分析方法》课件

振动信号分析方法本课程将深入探讨振动信号分析方法，旨在为学员提供全面、系统、实用的学习体验课程目标掌握基础知识精通分析方法熟练诊断故障深入了解振动信号的基本概念、产生机掌握时域分析、频域分析、时频域分析能够应用振动信号分析方法对常见机械理、数学描述及测量方法，为后续学习、小波分析、包络分析等多种振动信号故障进行诊断，提升机械设备的安全性奠定基础分析方法和可靠性振动信号的基本概念定义特征机械设备在运行过程中产生的振动信号包含丰富的频率、幅周期性或非周期性运动，可通值、相位等信息，可反映设备过传感器采集转换为电信号进的运行状态和潜在故障行分析应用振动信号分析广泛应用于机械设备故障诊断、性能监测、安全评估等领域，具有重要的工程价值振动信号的产生机理齿轮啮合轴承磨损齿轮啮合时产生的冲击、摩擦和振轴承滚动体与滚道之间的摩擦和冲动，是常见的振动信号来源击，会导致轴承产生振动信号转子不平衡轴系不对中转子质量分布不均会导致不平衡力轴系不对中会导致轴承和齿轮承受，从而产生振动信号不均匀的载荷，产生振动信号振动信号的数学描述时域信号用时间作为自变量表示振动信号随时间变化的函数1频域信号2用频率作为自变量表示振动信号的频率成分分布时频域信号3同时包含时间和频率信息，可以更加全面地描述振动信号的特性振动信号的测量方法传感器选择根据测量对象和需求选择合适的传感器，如加速度传感器、速度传感器、位移传感器信号采集使用数据采集系统采集传感器输出的电信号，并进行数字化处理数据预处理对采集到的信号进行预处理，如滤波、放大、降噪等，消除干扰信号，提高信号质量时域分析方法波形观察1通过观察振动信号的时域波形，可以初步判断设备的运行状态和故障类型特征参数提取2提取振动信号的时域特征参数，如峰值、均方根值、峭度等，进行进一步分析故障诊断3根据时域特征参数的变化，结合经验判断，可以初步诊断设备的故障类型频域分析方法12傅里叶变换频谱分析将时域信号转换为频域信号，分析观察频谱图，识别信号的频率成分信号的频率成分和幅值信息3故障诊断根据频谱分析结果，结合经验判断，可以诊断设备的故障类型时频域分析方法短时傅立叶变换小波分析采用滑动窗口的方式，在时间和频率域同时分析信号使用小波函数对信号进行分解，提取信号的时频特征小波分析方法小波变换特征提取使用不同尺度的小波函数对信号进行分解，提取信号的时频提取小波变换系数的特征参数，如能量、熵、峭度等，进行特征故障诊断包络分析方法希尔伯特变换特征分析故障诊断123对振动信号进行希尔伯特变换，观察包络谱的特征频率和幅值，根据包络分析结果，可以诊断设提取信号的包络谱识别故障类型备的故障类型，如滚动轴承的损伤、齿轮的磨损等阶次分析方法信号采集1采集设备的振动信号，并进行数据预处理阶次跟踪2对信号进行阶次跟踪分析，提取与旋转速度相关的频率成分特征提取3提取阶次分析的特征参数，如幅值、相位、频率等，进行故障诊断故障诊断原理故障诊断方法一谱分析法原理应用通过分析振动信号的频谱，识别故障产生的特征频率适用于各种类型的机械故障诊断，包括轴承磨损、齿轮磨损、转子不平衡等故障诊断方法二包络分析法原理应用利用包络分析方法提取振动信号中的高频成分，诊断滚动轴主要用于滚动轴承的故障诊断，可以有效识别早期损伤，避承的损伤免设备的突然故障故障诊断方法三阶次分析法原理应用利用阶次分析方法，提取与旋转速度相关的频率成分，诊断主要应用于旋转机械的故障诊断，包括齿轮磨损、轴承损伤旋转机械的故障、转子不平衡等故障诊断方法四小波分析法原理应用利用小波分析方法提取振动信号的时频特征，诊断各种类型适用于各种类型的机械故障诊断，包括轴承磨损、齿轮磨损的机械故障、转子不平衡等故障诊断方法五蒙特卡罗分析法原理应用利用蒙特卡罗模拟方法，对振动信号进行随机抽样，分析故适用于复杂的机械系统故障诊断，可以评估故障发生的可能障的概率分布性，提供更可靠的诊断结果振动信号分析流程信号采集1使用传感器采集振动信号，并进行数据预处理信号分析2选择合适的分析方法，对信号进行时域分析、频域分析、时频域分析等特征提取3提取信号的特征参数，如峰值、均方根值、频率等故障诊断4根据特征参数的变化，结合经验判断，诊断设备的故障类型案例分析一旋转机械故障诊断案例背景分析方法诊断结果某大型风力发电机组出现异常振动，需采用频谱分析法和阶次分析法对振动信诊断出风机叶片存在裂纹，导致了异常要进行故障诊断号进行分析振动案例分析二齿轮箱故障诊断案例背景分析方法诊断结果某工业齿轮箱出现异常噪音，需要进行采用包络分析法和阶次分析法对振动信诊断出齿轮箱内部齿轮存在磨损，导致故障诊断号进行分析了噪音案例分析三轴承故障诊断案例背景分析方法诊断结果某机器设备的轴承出现异常振动，需要采用包络分析法和小波分析法对振动信诊断出轴承存在滚道损伤，导致了异常进行故障诊断号进行分析振动案例分析四电机故障诊断案例背景分析方法诊断结果某电机出现异常噪音和振动，需要进行采用频谱分析法和阶次分析法对振动信诊断出电机转子存在不平衡，导致了噪故障诊断号进行分析音和振动典型案例总结故障特征诊断方法不同类型的故障会产生不同针对不同的故障特征，选择的振动信号特征，如频率、合适的分析方法进行诊断，幅值、相位等提高诊断效率经验积累积累大量的故障诊断经验，可以提高诊断的准确性和效率实施建议建立监测体系制定诊断标准加强人员培训建立振动信号监测体系，定期采集设备制定设备的振动信号诊断标准，为故障加强振动信号分析和故障诊断人员的培的振动信号，及时发现潜在故障诊断提供参考依据训，提高专业技能相关标准与规范ISO10816GB/T10068机械振动机械设备的振动测量旋转机械振动测量和评估通用--和评估基础要求-API617旋转机械振动标准常见问题解答问题一问题二问题三如何选择合适的振动传感器？如何识别振动信号中的故障特征？如何使用蒙特卡罗分析法进行故障诊断？课程小结知识回顾技能提升12本课程介绍了振动信号的基学员掌握了振动信号分析方本概念、产生机理、测量方法，可以进行简单的机械故法和分析方法障诊断应用展望3振动信号分析技术在工业领域有着广泛的应用，未来将发挥更大的作用课程资料下载课程资料已上传至平台，请学员自行下载答疑与交流课程结束后，学员可以与讲师进行答疑交流，分享学习心得。