《測(cè)試技術(shù)》第八章機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)

第八章機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)能力培養(yǎng)目標(biāo)：1．根據(jù)機(jī)械構(gòu)件的故障類(lèi)型，擬定故障診斷的方案。2．對(duì)機(jī)械構(gòu)件的故障診斷做出評(píng)價(jià)，掌握故障診斷的常用方法。18.1概述

機(jī)械故障診斷技術(shù)是一種了解和掌握機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程的狀態(tài)，確定其整體或局部正?；虍惓?，早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因，并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。主要內(nèi)容：①選擇和測(cè)取與設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的狀態(tài)信號(hào)；②提取與設(shè)備故障對(duì)應(yīng)的特征信息（征兆）；③識(shí)別設(shè)備的故障（故障診斷）；④分析故障的部位、類(lèi)型、原因和趨勢(shì)等；⑤評(píng)價(jià)和決策，包括自診治、維修、繼續(xù)監(jiān)測(cè)等。2機(jī)械設(shè)備故障診斷的過(guò)程31、溫度檢測(cè)診斷技術(shù)

機(jī)械設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)，常常表現(xiàn)為某一部分的溫度異常變化，因此從溫度的變化可以判斷機(jī)械設(shè)備是否存在某些故障。2、油液分析診斷技術(shù)

機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件的摩擦表面均需要潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油循環(huán)地流經(jīng)摩擦面后產(chǎn)生一系列物理化學(xué)性能變化，攜帶了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的內(nèi)在信息。因此監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)中的某些物化特性，可以從中獲取設(shè)備內(nèi)部的故障信息。43、接觸電阻油膜診斷技術(shù)

接觸電阻油膜法是指用直流電源，對(duì)機(jī)械設(shè)備零件接觸電阻進(jìn)行測(cè)量，來(lái)判斷機(jī)械設(shè)備零部件潤(rùn)滑油膜的狀態(tài)。4、振動(dòng)檢測(cè)診斷技術(shù)

一般情況下，機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，一定會(huì)引起設(shè)備振動(dòng)的增加，因此對(duì)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試和分析可以了解機(jī)器的振動(dòng)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)弱、振動(dòng)來(lái)源、故障部位和故障原因等信息。55、聲發(fā)射信號(hào)檢測(cè)診斷技術(shù)

通過(guò)檢測(cè)分析機(jī)械設(shè)備的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行故障診斷的技術(shù)。8.2聲發(fā)射信號(hào)檢測(cè)診斷技術(shù)

Kaiser效應(yīng)：材料被重新加載期間，在應(yīng)力值達(dá)到上次加載最大應(yīng)力之前不產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)。金屬材料由于內(nèi)部晶格的錯(cuò)位、晶界滑移，或者由于內(nèi)部裂紋的發(fā)生和發(fā)展，均會(huì)釋放應(yīng)變能量和短暫性的彈性應(yīng)力波，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為聲發(fā)射現(xiàn)象（AE－AcousticEmission）。6聲發(fā)射信號(hào)的處理方法

基本表征參數(shù)

聲發(fā)射信號(hào)的有關(guān)參數(shù)的圖解

7統(tǒng)計(jì)特征參量統(tǒng)計(jì)量主要包括：峰值、均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、均方值、均方根值、偏斜度、陡度、峰-峰值等。此外還有經(jīng)典譜分析、相關(guān)分析、包絡(luò)解調(diào)分析等。8聲發(fā)射檢測(cè)儀器單通道聲發(fā)射儀

98.3.1滾動(dòng)軸承故障的檢測(cè)方法：1）根據(jù)軸承的振動(dòng)和聲音檢測(cè)；2）根據(jù)軸承的溫度或潤(rùn)滑油的溫度檢測(cè)；3）根據(jù)軸承的磨損顆粒檢測(cè)；4）根據(jù)軸承的間隙變化檢測(cè)；5）根據(jù)軸承的油膜電阻變化檢測(cè)。

8.3滾動(dòng)軸承的故障診斷

108.3.2滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷：

11案例：某廠(chǎng)軋機(jī)一軸軸承測(cè)振的時(shí)域波形圖，表1為常用時(shí)域波形指標(biāo)值。時(shí)域波形有脈沖，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)峭度值一般為3.0，由表1可看出該軋機(jī)軸承峭度值為154.6，又經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析后發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備軸承存在故障。

指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)值指標(biāo)名稱(chēng)指標(biāo)值峰值指標(biāo)5.08峭度指標(biāo)154.6波形指標(biāo)2.02裕度指標(biāo)13.57脈沖指標(biāo)10.27偏斜度指標(biāo)1.2912案例：圖示為帶有外圈剝落故障的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)，圖中可看到周期性沖擊，說(shuō)明外圈剝落嚴(yán)重。用濾波器對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，然后取包絡(luò)并進(jìn)行細(xì)化Fourier分析，即使用共振解調(diào)法進(jìn)行故障診斷，得到的診斷結(jié)果如圖所示。從頻譜圖中可明顯看到外圈故障頻率為46.7Hz。外圈剝落故障軸承振動(dòng)信號(hào)共振解調(diào)法診斷外圈剝落故障結(jié)果13滾動(dòng)軸承故障聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)滾動(dòng)軸承的聲發(fā)射檢測(cè)方法148.4設(shè)計(jì)實(shí)例圖中“R1”或“1”所指的波形表示聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)域波形，“M”所指的波形表示相應(yīng)的頻譜圖。各圖中右上角的“@”表示實(shí)線(xiàn)光標(biāo)處波形所對(duì)應(yīng)的頻率及相應(yīng)的幅值，“△”表示實(shí)線(xiàn)與虛線(xiàn)光標(biāo)之間的差值。15正常軸承聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)域圖和頻域圖（示波器截圖）16滾子損傷軸承聲發(fā)射信號(hào)時(shí)域圖和頻域圖（示波器截圖）17外圈損傷軸承聲發(fā)射信號(hào)時(shí)域圖和頻域圖（示波器截圖）18從圖中可看出