1、 Copyright SPM Instrument 2007 1SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲与振动的区别 Copyright SPM Instrument 2007 2SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心 Copyright SPM Instrument 2007 3SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心第一大特点冲击脉冲可以提前3-7个月时间预知轴承故障冲击脉冲传感器通过硬件和软件的
2、共同作用，确保在32 kHz频率共振，使得所取的信号较常规振动传感器取得的信号幅值大5-7倍。因此，当轴承存在轻微的故障时，冲击脉冲就可以捕捉到可靠信号；而振动传感器捕捉到轴承故障信号时，轴承故障已经很严重，拆下轴承肉眼明显可以看到轴承的缺陷。 Copyright SPM Instrument 2007 4SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲损伤程度油膜厚度水平振动轴向振动冷却水压力 Copyright SPM Instrument 2007 5SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LT
3、D.设备在线网络化诊断中心980105980428980807980826长达8个月预警时间 Copyright SPM Instrument 2007 6SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心第二大特点冲击脉冲可以解决振动解决不了的轴承问题-润滑问题LR/HR = 8/-3 dB, LUB =0，冲击脉冲指示润滑不，冲击脉冲指示润滑不良，油枪加油良，油枪加油前后状态比较前后状态比较LR, 损坏区HR, 润滑不良区 Copyright SPM Instrument 2007 7SPM SpectrumBMA ADVANCED IN
4、STRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心第三大特点冲击脉冲测试不受普通振动信号的影响冲击脉冲传感器, 机械带通滤波器BPF 32KHzfm Copyright SPM Instrument 2007 8SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心不平衡轴承故障冲击脉冲振动 Copyright SPM Instrument 2007 9SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲与振动原理上区别 Copyright SPM Instrument 2007 10SPM
5、 SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心1、弹性波形（冲击脉冲）与振动的来源不同材料压缩/ 释放压缩弹性波形冲击脉冲振动”平行”移动 Copyright SPM Instrument 2007 11SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心2、冲击脉冲传感器捕捉信号的方式不同f32KHz在共振区可以很好确定幅值传统的振动传感器是不控制其共振频率，不同传感器其共振频率和幅值是变化的，不可重复。在一个传感器中安装一个铜棒，通过一个确定冲击波，其共振频率是唯一的。这个铜棒的共振频率接近
6、32KHz. 这个过程是可以重复的。 Copyright SPM Instrument 2007 12SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲传感器冲击脉冲传感器设计和校准其共振频率确保在32 kHz频率工作较常规的振动传感器幅值大7倍共振频率f1f2振动传感器 Copyright SPM Instrument 2007 13SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲传感器, 机械带通滤波器BPF 32KHz带通滤波fm Copyright SPM Inst
7、rument 2007 14SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲传感器00,050,10,150,20,250,30,350,40,45032006400 960012800160001920022400256002880032000352003840041600448004800000,050,10,150,20,250,30,350,40,45032006400 9600128001600019200224002560028800320003520038400416004480048000 Copyright SPM
8、 Instrument 2007 15SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心TMU低频振动压电晶体“冲击脉冲传感器通过机械和电器共同作用确保在32KHz发生共振”通过机械调谐，很容易确定幅值电器调谐，TMU带通滤波f32KHz冲击脉冲传感器 Copyright SPM Instrument 2007 16SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心TMU压电晶体低频振动信号不影响冲击脉冲测量0.100.1Bearing damageX冲击脉冲传感器 Copyright SP
9、M Instrument 2007 17SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心Frequency Spectrum-0,00500,0050,010,0150,020,0250,030,0350,040,0450,050 10000 20000 30000 40000 50000 60000Frequency (Hz)AmplitudeShock Pulse SignalFrequency S ectr-0, 0500,0050,010,0150,020,0250,030,0350,040,0450,050 20000 30 0
10、40000 50000 60000Frequency (Hz)AmplitudeShock Pulse SignalSPM Transducer SignalFrequency Spectrum-0,00500,0050,010,0150,020,0250,030,0350,040,0450,050 10000 20000 30000 40000 50000 60000Frequency (Hz)AmplitudeShock Pulse SignalSPM Transducer SignalSPM Transducer + TMU Signal Copyright SPM Instrument
11、 2007 18SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲的幅值冲击脉冲幅值正比于撞击钢棒钢球速度的平方,钢球的质量不影响幅值。滚动轴承的钢球的速度可以通过轴径和转速来计算的，计算出的dBi值是用来消除速度的影响:dBi = 20log(rpm*d0.6/2150) Copyright SPM Instrument 2007 19SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心3、振动检测轴承故障主要手段是包络解调方法，包络幅值没有意义，不能进行趋势分析。冲击脉冲幅值有意义
12、，而且可以进行趋势分析。 Copyright SPM Instrument 2007 20SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心4、冲击脉冲时域和频域测量可以一次采集就可以完成，振动频谱测试和振动包络测试必须两次测量才可以完成。振动包络振动频谱 Copyright SPM Instrument 2007 21SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心5、冲击脉冲不仅可以检测轴承故障，还可以检测轴承的润滑状况轴承润滑状态代码Lub No.Lub 0 干摩擦状态Lub 1-2
13、 边缘润滑状态Lub 3-4 良好润滑状态 Copyright SPM Instrument 2007 22SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心试验装置-产生迪拉克信号（我们来做一个实验，模拟轴承滚动体运行状况，分别采集振动和冲击脉冲信号，看看他们的差异）激光多普勒振动计钢棒(长:2.85 m, 直径:2,85 cm)球轴承的滚珠(直径:10mm )计算机控制采集抛出球V通过实验来看振动和冲击脉冲的差异 Copyright SPM Instrument 2007 23SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRU
14、MENT LTD.设备在线网络化诊断中心The Dirac Signal（迪拉克信号）单位冲击tf迪拉克信号在时域波形中有一个无穷大的幅值和一个无限小的频带，接近单位1，迪拉克信号在频域包含所有的频率成分。迪拉克信号是一个数学模型，在现实生活中不存在。 然而，根据此理论，如果存在一个持续时间很短的冲击信号，那么他一定具有很宽的频率范围。傅立叶变换t=0 Copyright SPM Instrument 2007 24SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心试验装置-产生迪拉克信号一个振动传感器安装到钢棒的另一端 Copyright
15、SPM Instrument 2007 25SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心一个冲击脉冲安装到钢棒的另一端试验装置-产生迪拉克信号 Copyright SPM Instrument 2007 26SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心振动信号的测试LDV激光多普勒振动测量信号(Ball velocity =1.2 m/s)-10-5051015200499814619524429334239143948853758663568473278183087992897
16、710251074112311721221-10-5051015200499814619524429334239143948853758663568473278183087992897710251074112311721221Time(us)Velocity (mm/s)反射波形-10-5051015200-10-5051015200Time(us)Velocity (mm/s)00,050,10,150,20,250,30,350,40,45032006400960012800160001920022400256002880032000352003840041600448004800000,
17、050,10,150,20,250,30,350,40,450320064009600128001600019200224002560028800320003520038400416004480048000经傅立叶变换后的信号F (Hz)Velocity (mm/s) Copyright SPM Instrument 2007 27SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲测量速度钢球速度峰峰值dBsv0.157 m/s 0.018 Vp-p 40dBsv0.3 m/s 0.094 Vp-p 54dBsv0.7 m/s 0.6
18、80 Vp-p 72dBsv0.98 m/s 1.120 Vp-p 76dBsv1.1 m/s 1.450 Vp-p 78dBsv钢棒2.85m冲击脉冲传感器TMU传感器放大器（带通滤波）-0,6-0,4-0,200,20,40,60-0,6-0,4-0,200,20,40,60Time(us)Volts Copyright SPM Instrument 2007 28SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心冲击脉冲传感器幅值与振动传感器的比较-0,6-0,4-0,200,20,40,60-0,6-0,4-0,200,20,40,6
19、0由带TMU的冲击脉冲传感器测试的信号标准的振动传感器灵敏度为(100 mV/g)-800-600-400-2000200400600-800-600-400-2000200400600两者测量在同一状态下进行v = 0.6 m/s两者的信号很近似，但共振频率不同，振动的干扰信号较多 Copyright SPM Instrument 2007 29SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心00.1解调后的时域信号冲击脉冲传感器00.1振动传感器振动包络幅值无意义，需要借助频谱来分析，冲击脉冲直接在时域里就给出DBM、DBC，幅值有意义。 Copyright SPM Instrument 2007 30SPM SpectrumBMA ADVANCED INSTRUMENT LTD.设备在线网络化诊断中心振动包络的效果
