試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷

第五章經(jīng)典零件系統(tǒng)故障診療

試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第1頁§5.1齒輪故障診療

§5.2滾動軸承故障診療§5.3靜止設(shè)備故障診療§5.4發(fā)動機診療技術(shù)

試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第2頁5.1齒輪故障診療齒輪故障特征齒輪振動特征齒輪故障振動診療試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第3頁齒輪故障特征齒輪損傷形式(一)齒面損傷齒輪表面和次表面發(fā)生各種損傷統(tǒng)稱為齒面損傷.嚴重齒面損傷,將引發(fā)故障或造成齒輪失效.齒面損傷分為齒面磨損

齒面粘著撕傷齒面疲勞齒面塑性變形

齒面燒傷試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第4頁(二)輪齒折斷輪齒折斷能夠是局部齒,單個齒,多個齒發(fā)生折斷損傷形式.依據(jù)折斷產(chǎn)生機理,分為疲勞折斷和過載折斷,而輪齒上因為各種原因造成裂紋是折斷損傷前兆.(三)組合損傷造成輪齒孫沙鍋原因錯綜復(fù)雜,一個損傷是另一個損傷先兆或繼續(xù)發(fā)展結(jié)果.所以,使用中輪齒損傷往往不是單一基本損傷形式,而是兩種或各種損傷形式組合,而且展現(xiàn)各種復(fù)雜情況試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第5頁齒輪振動特征齒輪振動機理齒輪能夠看成是以輪齒為彈簧,以齒輪本體為質(zhì)量振動系統(tǒng),因為齒輪剛度周期性改變,齒輪裝配誤差或扭矩改變等外因引發(fā)激振力作用,齒輪將會產(chǎn)生圓周方向扭轉(zhuǎn)振動.又因為軸,軸承,軸承座變形或齒向誤差等原因,圓周方向扭轉(zhuǎn)振動變會造成徑向和軸向振動,從而形成軸承座扭曲振動.對于閉式傳動,振動可經(jīng)過軸承和軸承座傳到齒輪箱體,使箱體側(cè)壁產(chǎn)生振動,并激發(fā)周圍空氣振動而產(chǎn)生噪聲,對于開式傳動,則三個方向齒輪振動直接激發(fā)空氣振動而產(chǎn)生噪聲.試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第6頁齒輪異常振動齒輪磨損引發(fā)振動齒輪制造缺點引發(fā)振動齒輪不一樣軸引發(fā)振動齒輪局部異常引發(fā)振動試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第7頁齒輪故障診療檢測參數(shù)與檢測周期檢測部位與檢測方向診療程序和檢測類型振動信號特征分析齒輪振動故障判斷試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第8頁5.2滾動軸承故障診療滾動軸承故障診療常采取振動診療法優(yōu)點是不但能檢測運轉(zhuǎn)中軸承異常,而且含有檢測軸承早期異常能力.診療過程通常分為:一振動監(jiān)測頻帶二振動信號采集三振動原因識別試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第9頁振動監(jiān)測頻帶滾動軸承振動診療是利用各種異常狀態(tài)下所特有振動頻率來查明異常原因.因為軸承異常所引發(fā)振動包含1KHZ以下低頻振動,和數(shù)十KHZ高頻振動,或者是同時包含這兩類頻率成份振動因而軸承振動診療可分為低頻振動和高頻振動兩種診療程序.試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第10頁

低頻振動診療普通程序是:由加速度振動傳感器測取振動加速度電信號,經(jīng)電荷放大器后,在再經(jīng)過積分器取得振動速度信號,然后在經(jīng)過1KHZ低通濾波器,對除去高頻成份信號進行頻率分析.對軸承結(jié)構(gòu)異常和加工面形狀誤差所引發(fā)振動,可利用低頻振動診療.高頻振動診療普通程序是:由振動加速度傳感器測取電信號,經(jīng)電荷放大器后,再經(jīng)過1KHZ低通濾波器獲取其高頻成份,然后再將這種濾波后加速度信號進行頻率分析.對軸承損傷引發(fā)異常振動可利用高頻振動進行診療.試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第11頁振動信號采集在普通滾動軸承振動診療系統(tǒng)中,常采取瞬態(tài)信號采集,定時信號采集以及峰值信號采集三種方法.(一)瞬態(tài)信號采集法瞬態(tài)信號采集是利用信號本身特征進行采樣一個方法,當滾動軸承在運轉(zhuǎn)中發(fā)生故障時,會是原來平穩(wěn)隨機信號或周期信號發(fā)生突變,出現(xiàn)瞬態(tài)沖擊.瞬態(tài)信號采集正是利用其振動信號波形突變特征來完成.在瞬態(tài)信號采樣前需先輸入幾個參數(shù),觸發(fā)前預(yù)存點數(shù),采樣頻率和點數(shù),觸發(fā)電平及觸發(fā)頻率,然后計算機邊進入信號采集狀態(tài).當觸發(fā)條件滿足時就保留現(xiàn)行地址,并將指針指向數(shù)據(jù)區(qū)某一位置,開始瞬態(tài)信號采集全過程,并實現(xiàn)自動報警.該采樣方法適用與監(jiān)測滾動軸承偶然性故障.試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第12頁(二)定時信號采集法定時信號采集可按照預(yù)先設(shè)定時間間隔進行采樣,當定時信號采集系統(tǒng)進入該采樣模式時,便按預(yù)先設(shè)置參數(shù)采集信號,采樣后可自動對所采集信號按預(yù)定芳案進行計算機診療結(jié)論.若診療參數(shù)值超出預(yù)置指標時系統(tǒng)將自動報警并轉(zhuǎn)下一次采集.定時信號采集法適用對連續(xù)運行機械滾動軸承定時檢測.(三)峰值信號采集法當滾動軸承零件損傷部位進入承載區(qū)時,竟因該零件突然卸栽而引發(fā)一次沖擊,緊接著發(fā)生一個衰減震蕩過程,起震蕩頻率有結(jié)構(gòu)共振頻率所決定,可達數(shù)KHz或數(shù)十KHZ.試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第13頁振動原因識別滾動軸承震動原因識別,通常是立足與尋找“狀態(tài)模式”改變.起普通方法是很依據(jù)測取振動信號,除去其中剩下信息,提取信號特征向量,竟待識別模式與已定樣板模式做對比,由此判別軸承所處狀態(tài).通常較為有效方法有:(一)沖擊脈沖和沖擊能量分析法(二)頻率分析和頻率調(diào)制分析法(三)包絡(luò)線和包絡(luò)能量分析法(四)峰態(tài)值偏度系數(shù)分析法(五)倒頻譜和平均響應(yīng)分析法試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第14頁靜止設(shè)備故障診療工業(yè)管道,塔,槽罐以及壓力容器等設(shè)備都是在靜止狀態(tài)下工作.稱他們?yōu)殪o止設(shè)備。１．工業(yè)管道故障診療２．長輸管線泄漏診療３．壓力容器故障診療４．彈性結(jié)構(gòu)件故障振動診療５．靜止電氣設(shè)備故障診療試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第15頁工業(yè)管道故障診療一管道泄漏故障原因1管材不能適應(yīng)使用條件要求2管子本身質(zhì)量問題3管子彎頭曲率半徑或收縮口設(shè)計不妥4管子適應(yīng)熱脹冷縮性能差5操作不妥6管道系統(tǒng)振動試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第16頁二給水管道泄漏檢測1分區(qū)裝表檢漏法2聽漏法3觀察法三地下輸油管道泄漏診療1放射性示蹤法2聲發(fā)射相關(guān)分析法四可燃性氣體管道泄漏監(jiān)測試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第17頁長輸管線泄漏診療對長輸管線在工作狀態(tài)盡興泄漏等故障診療，常采取流量平衡法，聲學方法等。這些方法主要缺點是診療精度比較差。最近研究成功意中基于隨機變量之間差異程度信息測度診療方法，它只需測量壓力信號，而其診療精度較上述方法大為提升。該診療方法實用性強，而且其泄漏故障診療基本思想，也可用于其它方面故障診療。試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第18頁壓力同期故障診療一壓力容器聲發(fā)射檢測1聲發(fā)射檢測系統(tǒng)2故障聲發(fā)射定位二壓力容器聲發(fā)射檢測實用性判別三壓力容器聲發(fā)射檢測可靠性四壓力容器缺點有害度評價五壓力容器故障預(yù)測六壓力容器壽命估算試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第19頁彈性結(jié)構(gòu)件故障振動診療在室外工作塔架，橋梁，煙囪以及近海平臺等大型彈性結(jié)構(gòu)件，即使是在靜止狀態(tài)下工作靜止設(shè)備，不過它們在地面脈動，風載，雪載，海浪沖擊以及動力設(shè)備施加各種自然隨機干擾力作用下，必定會產(chǎn)生振動，是一個多輸入振動系統(tǒng)。一結(jié)構(gòu)故障振動診療敏感度二結(jié)構(gòu)件故障振動檢測方法三結(jié)構(gòu)故障模態(tài)參數(shù)識別試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第20頁靜止電氣設(shè)備故障診療變壓器，氣體絕緣封閉式開關(guān)等靜止電氣設(shè)備主要故障是絕緣擊穿當前，檢測變壓器絕緣方法除了通用絕緣電阻，介質(zhì)損耗角正切，吸收電流特征以及各種絕緣特征等方法外，最近局部放電檢測和分析油中含氣這兩種方法已成為檢測變壓器絕緣較理想方法。試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第21頁5.4發(fā)動機診療技術(shù)5.4.1發(fā)動機功率和油耗檢測5.4.2壓縮系檢測5.4.3柴油發(fā)動機綜合診療5.4.4汽油發(fā)動機診療5.4.5廢氣分析5.4.6煙度測量試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第22頁5.4.1發(fā)動機功率和油耗檢測發(fā)動機工作不穩(wěn)定1．現(xiàn)象發(fā)動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)，發(fā)動機工作時機體嚴重振抖。2．原因1）迨速調(diào)得太低；2）燃油中進入空氣，油路有空氣或水；3）高壓油路漏油；4）各缸供油量不均勻度太大；5）噴油泵供油時間太早；6）各缸供油間隔不均勻；試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第23頁7）各缸噴射壓力，噴射質(zhì)量不一；噴油器堵塞或滴油，各缸密封性不一樣；8）空氣濾清器嚴重臟污；9）調(diào)速器飛球組件不靈活或間隙太大，造成穩(wěn)定性能不佳；10）各缸柱塞偶件、出油閥偶件和針閥偶件技術(shù)情況不一，有磨損嚴重；11）選取柴油牌號不妥或柴油質(zhì)量不佳；12）供油拉桿上撥叉或柱塞套筒上扇齒松動。3．診療與排除柴油發(fā)動機工作不穩(wěn)定故障診療步驟與方法以下：

試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第24頁1)

起動發(fā)動機，用轉(zhuǎn)速表檢驗發(fā)動機迨速轉(zhuǎn)速情況，如迨速轉(zhuǎn)速低于原廠要求，說明故障由迨速調(diào)得太低造成，應(yīng)重新調(diào)整。2)

假如迨速轉(zhuǎn)速不低于原廠要求，則檢驗柴油牌號是否符合要求，如不符合要求，說明故障為選取柴油標號太高造成，應(yīng)更換柴油。3)

若柴油牌號符合要求，則檢驗各高壓油路密封情況，檢驗是否有高壓油管漏油。假如漏油，說明故障為高壓油管漏油所致，可更換新管，排除故障。4)

若高壓油管不漏油，再拆下空氣濾清器，觀察發(fā)動機工作情況。假如發(fā)動機變得穩(wěn)定，表明故障為空氣濾清器臟污嚴重造成。可清洗空氣濾清器。試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第25頁5)

若拆下空氣濾清器，發(fā)動機運轉(zhuǎn)仍不穩(wěn)定，再用手捏試各缸高壓油管壓力脈動情況，檢驗各缸壓力脈動情況是否一致，假如不一致，則說明故障為各缸供油量不一，或各缸柱塞偶件、出油閥偶件、針閥偶件技術(shù)情況不一，各缸噴油壓力調(diào)整不一造成。可進行檢驗調(diào)整或修理。6)

若各缸壓力脈動情況一致，則在發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況下，先松開噴油泵放氣螺釘放油，再依次松開各高壓油管接頭放油，檢驗油流情況，假如油流中有空氣或水，說明故障由油路中有空氣或水造成，可排除空氣或水。7)若上述油流中沒有空氣或水，則用單缸斷油法檢驗各缸工作情況，是否有不工作或工作不佳氣缸。假如有不工作或工作不佳氣缸，則打開噴油泵側(cè)蓋，針對不工作或工試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第26頁8)

作不佳氣缸，檢驗供油拉桿上對應(yīng)拔叉或柱塞套筒上扇齒固定情況；假如松動，則故障為供油拉上對應(yīng)拔叉或柱塞套筒上扇齒松動造成。可進行修理。9)

若不松動，則拆下不工作或工作不良氣缸噴油器，在缸外連接在原來高壓油管上，使柴油機重新運轉(zhuǎn)，觀察噴霧質(zhì)量是否符合要求，如不符合，則故障為供油壓力太低、或噴油壓力調(diào)整太低、或噴油器彈簧疲勞或折斷、或噴油器滴油、或噴油器噴油孔堵塞。應(yīng)一步檢驗排除。如噴霧質(zhì)量符合要求，則故障由氣缸密封性不佳造成。按步驟7）檢驗結(jié)果，若各氣缸工作均正常，則檢驗供油正時情況，假如供油時間太早，則說故障為供油時間太早造成?？蛇M行調(diào)整。

試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第27頁10)

若供油正時正常，則打開調(diào)速器上蓋，檢驗調(diào)速器技術(shù)情況。假如技術(shù)情況不好，說明故障為調(diào)速器銹污、或調(diào)速器松曠、或調(diào)速器犯卡，或調(diào)速器彈簧疲勞或折斷等原因造成，應(yīng)深入檢驗排除。11)

若調(diào)速器技術(shù)情況良好，則拆下噴油泵（附調(diào)速器）和各缸噴油器，在噴油泵試驗臺和噴油器試驗器上調(diào)試：循環(huán)供油量及不均勻度；1缸開始供油時間；各缸供油間隔；調(diào)速器高低速起作用轉(zhuǎn)速及穩(wěn)速時游動范圍，各缸噴油壓力。試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第28頁壓縮系檢測試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第29頁柴油發(fā)動機故障診療柴油發(fā)動機含有熱效率高、功率大、燃料經(jīng)濟性好、可靠性強、工作壽命長、排氣污染少優(yōu)點，因而柴油發(fā)動機應(yīng)用越來越廣泛。因為柴油發(fā)動機著火形式與汽油發(fā)動機不一樣，柴油機沒有點火系，而且燃料和燃料系不一樣，造成了它們故障形式和成因不一樣。柴油機燃料系常見故障主要有起動困難，動力不足，發(fā)動機工作不穩(wěn)定，排氣管冒黑煙白煙和藍煙等故障。

試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第30頁發(fā)動機起動困難1.

現(xiàn)象柴油發(fā)動機在起動機帶動下，轉(zhuǎn)速到達起動轉(zhuǎn)速要求，但不能起動，通常表現(xiàn)為：1）起動時無暴發(fā)聲，排氣管不排煙，不能起動；2）起動時排氣管冒白煙或灰白煙，但仍不著火。2.

原因1）油箱內(nèi)無柴油或油箱開關(guān)位置不對（即油箱開關(guān)未打開）；2）

油箱蓋通氣孔堵塞；試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第31頁3）

油管堵塞、破裂或管頭漏油，油路中有空氣或水，或氣缸中有水；4）

柴油濾清器堵塞或不密封；輸油泵濾網(wǎng)堵塞；5）

低壓油路限壓溢流閥不密封、彈簧太弱、彈簧折斷或失調(diào)，造成油壓太低；6）

輸油泵工作不良或進油濾網(wǎng)堵塞；7）

所用柴油牌號不對或柴油質(zhì)量差，冬季使用夏季油，冷凝后析出石蠟，堵塞油路；8）

噴油泵柱塞因其回位彈簧折斷而不回位或柱塞偶件磨損過甚；9）

供油拉桿上調(diào)整撥叉或柱塞套筒上可調(diào)扇齒松動；試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第32頁10）

出油閥偶件關(guān)閉不嚴或其彈簧折斷；11）

高壓油管破裂或接頭松動；12）

供油時間過早、過晚或聯(lián)軸器可調(diào)部分松動；13）

噴油器因為針閥偶件磨損過甚，針閥下端錐體與其座不密封、噴油器彈簧折斷或調(diào)整不妥等原因造成噴油壓力太低；14）

噴油器針閥卡住，造成不能關(guān)閉或開啟，噴油器噴孔堵塞或噴霧不良；15）

氣缸壓縮力不足或空氣濾清器嚴重堵塞；16）

起動轉(zhuǎn)速太低或預(yù)熱程度不夠；17）

噴油泵供油拉桿在停車位置上卡住或起動供油量調(diào)整不足。試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第33頁汽油發(fā)動機診療汽油發(fā)動機屬于點燃式內(nèi)燃機，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)。下面按油路故障，電路故障，油、電路綜合故障，電子控制汽車燃油噴射系統(tǒng)故障等方面分別敘述。試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第34頁1油路故障

油路指汽油機燃料供給系統(tǒng)，它含有連續(xù)輸送清潔空氣和燃油，依據(jù)發(fā)動機不一樣工況配制一定數(shù)量和適當濃度可燃混合氣，送入氣缸燃燒并將廢氣排入大氣功效，以確保發(fā)動機有良好動力性和燃料經(jīng)濟性，燃料供給系和點火系一樣，是發(fā)動機各機構(gòu)系統(tǒng)中故障最高部位之一。汽油發(fā)動機油路故障，主要表現(xiàn)在漏油、堵塞和機械損壞三個方面，其中又以堵塞最為常見。

普通汽油機油路故障主要有不來油或來油不暢、加速不良、中高速不良、混合氣過濃、過稀等故障

試談典型零件系統(tǒng)的故障診斷第35頁2電路故障在汽油發(fā)動機中，汽缸內(nèi)壓縮后可燃混合氣是靠電火花點燃，確保按時產(chǎn)生電火花全部設(shè)備是發(fā)動機點火系統(tǒng)。點火系統(tǒng)按其產(chǎn)生高壓電方法分為傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)三種。

電路故障慣用診療方法，就是利用簡單儀表和直觀感覺，依據(jù)故障主要現(xiàn)象進行判斷，找出原因，從而快速準確地排除故障。試談典型零件系統(tǒng)