基于小波變換的離心風(fēng)機(jī)故障診斷方法

劉文靜等

摘要：異常振動(dòng)是離心風(fēng)機(jī)故障的主要表現(xiàn)形式，嚴(yán)重時(shí)影響生產(chǎn)運(yùn)行。引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的原因很多，本文運(yùn)用小波變換對(duì)離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障進(jìn)行分析，總結(jié)出引起離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)超標(biāo)的主要原因，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行檢修。

關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī)；故障診斷；小波變化

Abstract： Abnormal vibration is the main form of centrifugal fan failure， affecting the production when vibrating seriously. Many causes lead to vibration of the fan. Based on the analysis of vibration fault of centrifugal fan with the method of wavelet transformation，the article summarize the main causes of vibtation of centrifugal fan，making themaintenance of fault point easier.

Key words ： Centrifugal fan， fault diagnosis，wavelet transform

0.前言

現(xiàn)代大型機(jī)組的安全運(yùn)營(yíng)越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)的重視，而故障特征的提取和分類(lèi)又是振動(dòng)故障診斷技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。離心風(fēng)機(jī)非正常振動(dòng)是風(fēng)機(jī)隱患的最顯著表現(xiàn)，也是事故發(fā)生的先兆。本文通過(guò)小波變化的診斷方法對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)分析，分解出時(shí)間與尺度平臺(tái)，使其時(shí)間、頻率局部化信息充分表現(xiàn)出來(lái)，探索出振動(dòng)故障解決的方法，取得顯著效果。

1.小波分析方法介紹

1.1小波分析方法

小波分析方法是在時(shí)域、頻域內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，更好的反應(yīng)信號(hào)的本質(zhì)特征。時(shí)域和頻率構(gòu)成了觀察信號(hào)的兩種方法，基于Fourier變換的信號(hào)頻域表示及其能力的頻域分布揭示了信號(hào)在頻域的特征，它在傳統(tǒng)的信號(hào)分析與處理中發(fā)揮了極其重要的作用。為了分析和處理非平穩(wěn)信號(hào)，通過(guò)Fourier的變化推廣，對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)時(shí)間-頻率的聯(lián)合描述，接下來(lái)簡(jiǎn)單介紹小波變換分析方法。

2.2故障原因分析

小波變換既保持了傅里葉變換的優(yōu)點(diǎn)，又加入時(shí)頻分析過(guò)程。通過(guò)對(duì)上述信號(hào)頻率采用逐步精細(xì)的時(shí)域或頻域取樣步驟，從而聚焦到信號(hào)的細(xì)節(jié)，進(jìn)行多分辨率的時(shí)頻分析，小波分解后，相對(duì)頻率可以看出系統(tǒng)異常點(diǎn)的出現(xiàn)頻率，重構(gòu)細(xì)節(jié)的信息及近似信號(hào)，反應(yīng)出故障振動(dòng)信號(hào)的特征，通過(guò)時(shí)頻圖分析出振動(dòng)的故障發(fā)生點(diǎn)：

（1）軸承運(yùn)時(shí)，內(nèi)圈、外圈滾道表面及滾動(dòng)體表面的損傷引起振動(dòng)和噪聲；

（2）滾動(dòng)體在這些凹凸面上轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變的激振力引起設(shè)備的振動(dòng)；

（3）滾動(dòng)體的尺寸大小不一造成軸承振動(dòng)；

（4）軸的彎曲導(dǎo)致軸承偏移，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)；

（5）安裝過(guò)程中軸承游隙過(guò)大或滾道偏心時(shí)引起軸承的振動(dòng)；

3.振動(dòng)故障處理

3.1更換軸承，緊固軸承座，保證軸與孔的定位

拆卸軸承后，軸承內(nèi)外圈有魚(yú)鱗狀的點(diǎn)蝕小坑，滾動(dòng)體脫出保持架。對(duì)損壞的軸承進(jìn)行更換并調(diào)整軸承座，重新組裝在原來(lái)的位置，以免產(chǎn)生新的不平衡。另外，如果導(dǎo)致的振動(dòng)與機(jī)器或結(jié)構(gòu)的某些部件產(chǎn)生共振，可能造成更嚴(yán)重的振動(dòng)，為了防止這類(lèi)誤差，從平衡軸拆下轉(zhuǎn)子時(shí)在孔與軸接觸點(diǎn)做標(biāo)記，安裝時(shí)在水平放置的軸上滑動(dòng)轉(zhuǎn)子，直到標(biāo)記處相對(duì)時(shí)，在這個(gè)位置卡緊。

3.2葉輪安裝

安裝葉輪前使用磁粉探傷檢查葉片裂紋及傷痕，更換破損的葉片與原葉片材料一致。裝配葉片時(shí)將葉片逐個(gè)過(guò)稱(chēng)，將質(zhì)量最小的葉片，放在葉輪圓盤(pán)的對(duì)稱(chēng)位置上，減少葉輪的不平衡度。

3.3聯(lián)軸器裝配

連軸器安裝不對(duì)中相當(dāng)于對(duì)該轉(zhuǎn)子施加了一個(gè)不平衡的負(fù)荷。因此，半連軸器與軸頭的配合緊密，高速轉(zhuǎn)子的軸頭配合接觸面需保證大于80%，并保證其端面與中心線(xiàn)的垂直度。

4.結(jié)論

按照上述方案維修后對(duì)同一點(diǎn)A進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分析，處理后故障特征頻率消失如圖6所示。

本文通過(guò)運(yùn)用小波變換對(duì)離心風(fēng)機(jī)的振動(dòng)故障進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組件的平衡及對(duì)中，在安裝過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，減少了停機(jī)時(shí)間，優(yōu)化維修資源，使之達(dá)到技術(shù)要求。今后的維修過(guò)程中，我們將結(jié)合小波變換診斷技術(shù)對(duì)離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)軸心進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的診斷。

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