機械故障診斷技術(shù)緒論要點

機械故障診斷技術(shù)緒論要點第1頁/共16頁第一章緒論在連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中，如果某臺關(guān)鍵設(shè)備因故障而不能繼續(xù)運行，往往會涉及全廠生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的運行，而造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，對于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，例如電力系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機組、冶金過程及化工過程的關(guān)鍵設(shè)備等，故障診斷具有極為重要的意義。對于某些關(guān)鍵機床設(shè)備，因故障存在而導(dǎo)致加工質(zhì)量降低，使整個機器產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，這時故障診斷技術(shù)也不容忽視。

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故障診斷的基礎(chǔ)是建立在能量耗散原理上的。所有設(shè)備的作用都是能量轉(zhuǎn)換與傳遞，設(shè)備狀態(tài)愈好，轉(zhuǎn)換與傳遞過程中的附加能量損耗愈小。例如機械設(shè)備，其傳遞的能量是以力、速度兩個主要物理參數(shù)來表征，附加能量損耗主要通過溫度及振動參數(shù)表現(xiàn)。隨著設(shè)備劣化程度加大，附加能量損耗也增大。因此，監(jiān)測附加能量損耗的變化，可以了解設(shè)備劣化程度。第3頁/共16頁設(shè)備的壽命曲線Ⅰ——磨合期Ⅱ——正常使用期Ⅲ——耗損期故障率%ⅠⅡⅢ圖1—1浴盆曲線第4頁/共16頁設(shè)備的劣化曲線綠區(qū)(G)——包括浴盆曲線的正常使用階段，即故障率最低的階段黃區(qū)(Y)——包括浴盆曲線Ⅲ區(qū)的初始階段，故障率已有抬高的趨勢紅區(qū)(R)——包括浴盆曲線Ⅲ區(qū)故障率已大幅度上升的階段GYR圖1-2劣化曲線第5頁/共16頁故障診斷的內(nèi)容1）運行狀態(tài)的監(jiān)測——根據(jù)機械設(shè)備在運行時產(chǎn)生的信息判斷設(shè)備是否運行正常，其目的是為了早期（盡早）發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的苗頭。2）設(shè)備運行狀態(tài)的趨勢預(yù)報——在狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上進一步對設(shè)備運行狀態(tài)的發(fā)展趨勢進行預(yù)測，其目的是為了預(yù)知設(shè)備劣化的速度以便為生產(chǎn)安排和維修計劃提前作好準(zhǔn)備。3）故障類型、程度、部位、原因的確定——最重要的是故障類型的確定，它是在狀態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，當(dāng)確認機器已處于異常狀態(tài)時所需要進一步解決的問題，其目的是為最后的診斷決策提供依據(jù)。第6頁/共16頁故障診斷的基本方法難易程度分類，可分為簡易診斷法和精密診斷法。按機械故障診斷的測試手段來分類，主要分為直接觀察法、振動噪聲測試法、無損檢測法、磨損物測定法、機器性能參數(shù)測定法。第7頁/共16頁簡易診斷法簡易診斷法指主要采用便攜式的簡易診斷儀器，如測振儀、聲級計、工業(yè)內(nèi)窺鏡、紅外點溫儀對設(shè)備進行人工巡回監(jiān)測，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)或人的經(jīng)驗分析，了解設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)異常，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析進一步了解其發(fā)展的趨勢。因此，簡易診斷法主要解決的是狀態(tài)監(jiān)測和一般的趨勢預(yù)報問題。第8頁/共16頁精密診斷法精密診斷法指對已產(chǎn)生異常狀態(tài)的原因采用精密診斷儀器和各種分析手段(包括計算機輔助分析方法、診斷專家系統(tǒng)等)進行綜合分析，以期了解故障的類型、程度、部位和產(chǎn)生的原因及故障發(fā)展的趨勢等問題。精密診斷法主要解決的問題是分析故障部位、程度、原因和較準(zhǔn)確地確定發(fā)展趨勢。第9頁/共16頁直接觀察法傳統(tǒng)的直接觀察法，如“聽、摸、看、聞．”是早已存在的古老方法，并一直沿用到現(xiàn)在，在一些情況下仍然十分有效。但因其主要依靠人的感覺和經(jīng)驗，故有較大的局限性。隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，目前出現(xiàn)的便攜式測振儀、泄漏聽診儀、光纖內(nèi)窺鏡、紅外熱像儀、激光全息攝影等現(xiàn)代手段，大大延長了人的感觀器官，使這種傳統(tǒng)方法又恢復(fù)了青春活力，成為一種有效的診斷方法。第10頁/共16頁振動噪聲測定法機械設(shè)備在運動狀態(tài)下(包括正常和異常狀態(tài))都會產(chǎn)生振動和噪聲。進一步的研究還表明，振動和噪聲的強弱及其包含的主要頻率成分和故障的類型、程度、部位和原因等有著密切的聯(lián)系。大多數(shù)機械設(shè)備是定速運轉(zhuǎn)設(shè)備，各零部件的運動規(guī)律決定了它的振動頻率。由于是定速運轉(zhuǎn)，其振動頻率即為該零件的特征頻率，觀測特征頻率的振動幅值變化，可以了解該零部件的運動狀態(tài)和劣化程度。第11頁/共16頁無損檢驗無損檢驗是一種從材料和產(chǎn)品的無損檢驗技術(shù)中發(fā)展起來的方法，它是在不破壞材料表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下檢驗機械零部件缺陷的方法。它使用的手段包括超聲、紅外、x射線、γ射線、聲發(fā)射、磁粉探傷、滲透染色等。第12頁/共16頁磨損殘余物測定法機器的潤滑系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)的循環(huán)油路中攜帶著大量的磨損殘余物(磨粒)。它們的數(shù)量、大小、幾何形狀及成分反映了機器的磨損部位、程度和性質(zhì)，根據(jù)這些信息可以有效地診斷設(shè)備的磨損狀態(tài)。第13頁/共16頁機器性能參數(shù)測定法機器的性能參數(shù)主要包括顯示機器主要功能的一些數(shù)據(jù)，如泵的揚程，機床的精度，壓縮機的壓力，流量，內(nèi)燃機的功率、耗油量，破碎機的粒度等。一般這些數(shù)據(jù)可以直接從機器的儀表上讀出，由此可以判定機器的運行狀態(tài)是否離開正常范圍。第14頁/共16頁

當(dāng)診斷一臺設(shè)備的故障部位和原因時，往往需要綜合的運用多種檢測方法。在判定前，要列舉各種可能及該可能的特征參數(shù)值，再