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1、LOGO大脱硫大脱硫风风机轴承故障诊断分析机轴承故障诊断分析2012年年3月月28日日北京科技大学 黎 俊 希 s20110847 1 蒋 磊 g20118137 2 麻 海 滨 g20114247 3 吴 双 峰 b20116018 4数据处理与分析数据处理与分析方法：方法：1 1、波形分析、波形分析2 2、概率分析、概率分析3 3、自、互相关分析、自、互相关分析4 4、特征值分析、特征值分析信号数据分析精密分析（频域）： 方法：1、幅值谱2、功率谱3、倒频谱4、细化谱5、共振解调数据处理与分析之初步分析数据处理与分析之初步分析波形分析波形分析概率分析概率分析自、互相自、互相关性分析关性分析
2、信号初步分析信号初步分析数据处理与分析之初步分析数据处理与分析之初步分析00.10.20.30.40.50.60.7-5-4-3-2-101234时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）00.10.20.30.40.50.60.7-60-40-200204060时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）00.10.20.30.40.50.60.7-80-60-40-20020406080时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）结论1：轴承因故障产生冲击数据处理与分析之初步分析数据处理与分析之初步分析DATA 3概率图：概率图：DATA 2 DATA 2
3、概率图概率图：DATA 1 DATA 1 概率图：概率图：00.10.20.30.40.50.60.7-505时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）-5-4-3-2-10123401000200030004000概 率 密 度 分 布 图00.10.20.30.40.50.60.7-100-50050100时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）-60-40-20020406001000200030004000概 率 密 度 分 布 图00.10.20.30.40.50.60.7-100-50050100时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）-80
4、-60-40-200204060800200040006000概 率 密 度 分 布 图结论结论2 2：幅值概率密度幅值概率密度分布较之正常分布较之正常状态有很大的状态有很大的区别。说明有区别。说明有故障的存在。故障的存在。数据处理与分析之初步分析数据处理与分析之初步分析DATA 2 DATA 2 自相关图自相关图DATA 3 DATA 3 自相关图自相关图00.10.20.30.40.50.60.7-100-50050100时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-200-1000100200自 相 关 图延 迟 时 间
5、 幅值（amplitude）00.10.20.30.40.50.60.7-100-50050100时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-200-1000100200自 相 关 图延 迟 时 间 幅值（amplitude）DATA 2 DATA 2 与与DATA 3DATA 3互相关图互相关图00.10.20.30.40.50.60.7-1000100DATA2 时 域 图时 间 (T/S)幅值（amplitude）00.10.20.30.40.50.60.7-1000100DATA 3 时 域 图时 间 (T/S)幅值
6、（amplitude）-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8-1000100DATA2与 DATA3(即 垂 直 与 水 平 方 向 采 集 信 号 )互 相 关 图延 迟 时 间 幅值（amplitude）数据处理与数据处理与分析之初步分析分析之初步分析特征值大小结论结论4 4：振动信号中有明显的冲击脉冲，除波形指标外，其他指标均有明显上升。特征值直方图波形指标 峰值指标 脉冲指标裕度峭度DATA 11.275.276.695.433.4DATA 21.435.387.6823.755.72DATA 31.465.818.5227.636.61波 形 指 标峰 值 指 标
7、脉 冲 指 标裕 度峭 度051015202530特征值大小 DATA1处 理 结 果DATA2处 理 结 果DATA3处 理 结 果数据处理与分析之初步数据处理与分析之初步分析结果分析结果结论结论数据处理与分析数据处理与分析之精细分析之精细分析 把复杂的时间历程波形经傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量来研究，以获得信号的频率结构以及各谐波的幅值和相位信息。 随着故障的发生、发展，往往引起信号频率结构的变化；滚动轴承滚道上的点蚀会引起周期性的冲击，信号中会有相应的频率成分出现四、结果三、目的频谱分析二、手段频谱分析四步曲数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析故障频率定位计算特征频率结
8、论数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析fo = 0.4*Z* fr =0.4*13*12.33 = 64.1 Hzfr = 0.6*Z* fr = 0.6*13*12.33 =96.2 Hzfr =n/60 =740/60 =12.33Hz转频转频fr内圈故障频率内圈故障频率fr 外圈故障频率外圈故障频率fo 采样频率25600 Hz； 数据长度16384； 转速740rpm； 滚动体个数13数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析共振解调分析细化谱分析功率图与倒频图功率图与倒频图时域图与幅值图时域图与幅值图65.63Hz65.63Hz的幅值的幅值对比三组数据对比三组数据不
9、存在振幅调制的情况不存在振幅调制的情况木有发现木有发现细化谱分析细化谱分析幅值图比较幅值图比较比较垂直和水平方向的故障严重程度数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析时域图：幅值图：功率图：倒频图:00.10.20.30.40.50.60.7-6-4-20240200040006000800010000120001400000.050.10.150.20200040006000800010000120001400000.0050.010.0150.02X: 831.3Y: 0.0184700.10.20.30.40.50.60.7-0.1-0.0500.050.1数据处理与分析之精细分
10、析数据处理与分析之精细分析时域图：幅值图：功率图：倒频图:00.10.20.30.40.50.60.7-100-500501000200040006000800010000120001400000.511.522.50200040006000800010000120001400001234500.10.20.30.40.50.60.7-0.1-0.0500.050.1X: 0.01565Y: 0.1数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析时域图：幅值图：功率图：倒频图:00.10.20.30.40.50.60.7-100-50050100020004000600080001000012
11、0001400000.511.522.502000400060008000100001200014000024600.10.20.30.40.50.60.7-0.1-0.0500.050.1X: 0.01564Y: 0.09999数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析00.10.20.30.40.50.60.7-6-4-20240200040006000800010000120001400000.050.10.150.20200040006000800010000120001400000.0050.010.0150.02X: 831.3Y: 0.0184700.10.20.30.40
12、.50.60.7-0.1-0.0500.050.100.10.20.30.40.50.60.7-100-500501000200040006000800010000120001400000.511.522.50200040006000800010000120001400001234500.10.20.30.40.50.60.7-0.1-0.0500.050.1X: 0.01565Y: 0.100.10.20.30.40.50.60.7-100-500501000200040006000800010000120001400000.511.522.5020004000600080001000012
13、00014000024600.10.20.30.40.50.60.7-0.1-0.0500.050.1X: 0.01564Y: 0.09999Data 1Data 2Data 3三组数据处理结果的对比：数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析细化谱的分析010203040506070809010000.0020.0040.0060.0080.010.0120.014X: 65.63Y: 0.009817010203040506070809010000.0050.010.0150.020.0250.030.035X: 65.63Y: 0.0310401020304050607080901
14、0000.0050.010.0150.020.0250.03X: 65.63Y: 0.002019DATA1 细化处理结果DATA2 细化处理结果DATA3 细化处理结果结论：三组数据在f=65.63Hz处有着明显差距。A3=3*A2=15*A1数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析共振解调的分析DATA1 共振解调处理结果DATA2 共振解调处理结果DATA3 共振解调处理结果结论： 与与外圈故障频率匹配并外圈故障频率匹配并伴有谐波，说明外圈存在较伴有谐波，说明外圈存在较严重故障严重故障05010015020025030000.010.020.030.040.050.060.070
15、.08X: 65.63Y: 0.02384X: 139.1Y: 0.01198X: 92.19Y: 0.0214805010015020025030000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0105010015020025030035000.020.040.060.080.1X: 57.81Y: 0.03851X: 98.44Y: 0.03332X: 118.8Y: 0.02326X: 140.6Y: 0.01744X: 164.1Y: 0.0163数据处理与分析之精细分析数据处理与分析之精细分析水平与垂直方向故障严重程度的判断幅值图的分析细化谱的分析A3=3*A2020004000600080001000012000140000123data2 幅 度 -频 率 曲 线 图020004000600080001000012000140000123data3 幅 度 -频 率 曲 线 图结 论结论：垂直方向比水平方向的故障要严重。结论二、垂直比水平方向的故障要严重。一、外圈存在点蚀。LOGO