《機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)及應(yīng)用》高職全套教學(xué)課件

《機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)及應(yīng)用》項目1設(shè)備故障診斷技術(shù)基礎(chǔ)項目2旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)項目3典型零部件故障診斷技術(shù)項目4設(shè)備故障診斷的其他方法全套可編輯PPT課件

本課件是可編輯的正常PPT課件設(shè)備故障診斷技術(shù)基礎(chǔ)1項目本課件是可編輯的正常PPT課件設(shè)備故障診斷技術(shù)概述機(jī)械振動信號測試故障診斷常用傳感器認(rèn)知設(shè)備振動診斷的分析方法1234目錄CONTENTS本課件是可編輯的正常PPT課件素質(zhì)目標(biāo)通過本項目的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握豐富的科學(xué)文化知識，樹立堅定的政治信念與信仰，養(yǎng)成良好的職業(yè)道德修養(yǎng)、紀(jì)律觀念與敬業(yè)精神，并逐步激發(fā)出社會責(zé)任感與職業(yè)認(rèn)同感，在學(xué)習(xí)、工作、生活等方面逐漸成熟，對政治觀、人生觀、價值觀等有更加正確的理解。本課件是可編輯的正常PPT課件課程思政（1）通過觀看視頻，學(xué)生應(yīng)了解故障診斷的基本方法和發(fā)展方向，在潛移默化中認(rèn)可本門課程的意義，從而更好地掌握本門課程。（2）通過觀看視頻，學(xué)生應(yīng)了解我國高新科技產(chǎn)品的研發(fā)是如何突破其他國家的技術(shù)封鎖并實現(xiàn)彎道超車的，從而激發(fā)愛國情懷及學(xué)習(xí)熱情。視頻：故障診斷行業(yè)發(fā)展前景視頻：量子芯片本課件是可編輯的正常PPT課件課程思政（3）通過觀看視頻，學(xué)生應(yīng)了解什么是工匠精神，知道我國向工業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)的過程中倡導(dǎo)工匠精神的原因。（4）通過觀看視頻，學(xué)生應(yīng)了解故障診斷的工作過程，對故障診斷產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，把掌握專業(yè)技術(shù)作為奮斗目標(biāo)，從而努力學(xué)習(xí)。視頻：工匠精神綜述視頻：港口機(jī)械設(shè)備故障診斷的應(yīng)用本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)1設(shè)備故障診斷技術(shù)概述1本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解設(shè)備故障診斷的意義，以及設(shè)備故障的定義及分類；掌握設(shè)備故障診斷的目的、任務(wù)及基本方法；掌握設(shè)備故障診斷技術(shù)的具體內(nèi)容；重點掌握設(shè)備診斷儀器的功能及作用。能力目標(biāo)：能簡單操作設(shè)備診斷儀器。本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)引入先進(jìn)的智能運維體系已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)活動之中，而高級的設(shè)備故障診斷分析技術(shù)在設(shè)備智能運維體系中已經(jīng)處于核心地位。本任務(wù)從多個角度分析了設(shè)備故障診斷的重要性，重點敘述了設(shè)備故障診斷技術(shù)的具體內(nèi)容和分類方法，使學(xué)生對學(xué)習(xí)設(shè)備故障診斷技術(shù)產(chǎn)生濃厚的興趣。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.1.1設(shè)備故障診斷的意義、目的和任務(wù)1.設(shè)備故障診斷的意義隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，功能越來越完善，自動化程度也越來越高。由于許許多多無法避免的因素的影響，有時設(shè)備會出現(xiàn)各種各樣的故障，以致降低或失去預(yù)定的功能，造成嚴(yán)重的甚至災(zāi)難性的事故。國內(nèi)外發(fā)生的各種空難、海難、爆炸、斷裂、倒塌、毀壞、泄漏等惡性事故，造成了人員傷亡，產(chǎn)生了嚴(yán)重的社會影響。即使是生產(chǎn)中的常見事故，也因生產(chǎn)過程不能正常運行或機(jī)器設(shè)備損壞而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。嚴(yán)重的災(zāi)難性事故觸目驚心，不但造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且造成很大的人員傷亡和環(huán)境污染，在社會上引起了強(qiáng)烈的反思。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接例如：美國三里島核電站事故蘇聯(lián)切爾諾貝利核反應(yīng)堆泄露事故日本福島核電站泄漏事故本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機(jī)失事使美國航天事業(yè)的發(fā)展一度陷于停頓。這些都是對整整一個產(chǎn)業(yè)的打擊。挑戰(zhàn)者航天飛機(jī)升空后爆炸本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接還有其他許多發(fā)電機(jī)事故也是嚴(yán)重的，都造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，保證設(shè)備的安全運行，消除事故，十分迫切。1972年日本關(guān)西電力公司南海電廠3號機(jī)組——600MW汽輪發(fā)電機(jī)組因振動引起嚴(yán)重的斷軸毀機(jī)事故我國1985年大同電廠的200MW汽輪發(fā)電機(jī)組的嚴(yán)重斷軸毀機(jī)事故我國1988年秦嶺電廠的200MW汽輪發(fā)電機(jī)組的嚴(yán)重斷軸毀機(jī)事故本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接現(xiàn)代設(shè)備運行的安全性與可靠性取決于兩個方面：

一一是設(shè)備設(shè)計與制造的各項技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)，為此設(shè)計中要采用可靠性設(shè)計方法，要有提高安全性的措施；二是設(shè)備安裝、運行、管理、維修和診斷措施。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.設(shè)備故障診斷的目的（3）（2）（1）能及時、準(zhǔn)確地對各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)做出診斷、預(yù)防或消除故障，對設(shè)備的運行進(jìn)行必要的指導(dǎo)，提高設(shè)備運行的可靠性、安全性和有效性，以期把故障損失降低到最低水平。通過檢測監(jiān)視、故障分析、性能評估等，為設(shè)備結(jié)構(gòu)修改、優(yōu)化設(shè)計、合理制造及生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)和信息。保證設(shè)備發(fā)揮最大的設(shè)計能力，制訂合理的檢測維修制度，以便在允許的條件下充分挖掘設(shè)備潛力，延長服役期限和使用壽命，降低設(shè)備全壽命周期費用。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接國際計量測試聯(lián)合會（IMEKO）第三屆國際會議上曾報道美國Perkrul發(fā)電廠實施故障診斷的經(jīng)濟(jì)效益情況分析（見表1-1），從表中可見，故障診斷系統(tǒng)的收益甚至可達(dá)到投入的36倍。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接日本報道，實施故障診斷后，事故率可減少75%，維修費用可降低25%~50%；英國報道，對2000個大型工廠的調(diào)查表明，采用診斷技術(shù)后每年節(jié)省維修費用3億英鎊，而用于故障診斷的成本為0.5億英鎊，收益為投入的6倍，凈獲益達(dá)2.5億英鎊／年。（2）對生產(chǎn)單位，配置故障診斷系統(tǒng)將能延長設(shè)備檢修周期，縮短維修時間，為制訂合理的檢測維修計劃提供基礎(chǔ)，極大地提高經(jīng)濟(jì)效益。（3）宏觀上從全社會生產(chǎn)的角度看，花費的設(shè)備維修費用是一筆巨大的數(shù)目，而實施故障診斷帶來的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。我國的情況是，1987年我國國有工業(yè)企業(yè)有40萬家以上，總固定資產(chǎn)約7000億元，每年用于設(shè)備大修、小修及處理故障的費用一般占固定資產(chǎn)原值的3%~5%，采用診斷技術(shù)改善維修方式和方法后，一年取得的經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)數(shù)百億元。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接3.設(shè)備故障診斷的任務(wù)設(shè)備故障診斷的任務(wù)是監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)，判斷其是否正常；預(yù)測和診斷設(shè)備的故障并加以消除；指導(dǎo)設(shè)備的管理與維修。1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測通常設(shè)備的狀態(tài)可分為故障異常正常指設(shè)備的整體或其局部沒有缺陷，或雖有缺陷但其性能仍在允許的限度以內(nèi)。指缺陷已有一定程度的擴(kuò)展，使設(shè)備狀態(tài)信號發(fā)生一定程度的變化，設(shè)備性能已劣化，但仍能維持工作。指設(shè)備性能指標(biāo)已有大的下降，設(shè)備已不能維持正常工作。設(shè)備的狀態(tài)本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接狀態(tài)監(jiān)測的任務(wù)是了解和掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，包括采用各種檢測、測量、監(jiān)視、分析和判別方法，結(jié)合系統(tǒng)的歷史和現(xiàn)狀，考慮環(huán)境因素，對設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行評估，判斷其處于正?；蚍钦顟B(tài)，并對狀態(tài)進(jìn)行顯示和記錄。對異常狀態(tài)做出報警，以便運行人員及時加以處理，并為設(shè)備的故障分析、性能評估、合理使用和安全工作提供信息和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2）預(yù)測和診斷設(shè)備故障并加以消除故障診斷的任務(wù)是根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測所獲得的信息，結(jié)合已知的結(jié)構(gòu)特性和參數(shù)以及環(huán)境條件，結(jié)合該設(shè)備的運行歷史（包括運行記錄和曾發(fā)生過的故障及維修記錄等），對設(shè)備可能要發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)報和分析、判斷，確定故障的性質(zhì)、類別、程度、原因、部位，指出故障發(fā)生和發(fā)展的趨勢及其后果，提出控制故障繼續(xù)發(fā)展和消除故障的調(diào)整、維修、治理的對策措施，并加以實施，最終使設(shè)備恢復(fù)到正常狀態(tài)。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接設(shè)備上不同部位、不同類型的故障，引起設(shè)備功能的不同變化，導(dǎo)致設(shè)備整件及各部位狀態(tài)和運行參數(shù)的不同變化。故障診斷的任務(wù)就是當(dāng)設(shè)備某一部位出現(xiàn)某種故障時，要從這些狀態(tài)及其參數(shù)的變化推斷出導(dǎo)致這些變化的故障及其所在部位。由于狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)繁多，必須找出其中的特征信息，提取特征量，才便于對故障進(jìn)行診斷。由某一故障引起的設(shè)備狀態(tài)的變化稱為故障的征兆。故障診斷的過程就是從已知征兆判定設(shè)備上存在故障的類型及其所在部位的過程，因此故障診斷的方法實質(zhì)上是一種狀態(tài)識別方法。故障診斷的困難在于：一種故障可能對應(yīng)多種征兆，而一種征兆也可能對應(yīng)多種故障。例如，旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子的不平衡故障引起振動增大，其中相應(yīng)于轉(zhuǎn)速的工頻分量占主要成分，其是主要征兆，同時還存在一系列其他征兆。反過來，工頻成分占主要成分這一征兆不只是不平衡的獨特征兆，還有許多其他故障也都對應(yīng)這一征兆。這就為故障診斷增加了難度。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接3）指導(dǎo)設(shè)備的管理與維修設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，一方面使設(shè)備在運行過程中的安全性得到了一定的保證，有可能在設(shè)備發(fā)生故障前即能得到預(yù)報，及時采取措施，防止事故進(jìn)一步發(fā)展，使故障可以及時得到處理；另一方面，設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展有可能完善設(shè)備的維修制度，這具有十分重大的經(jīng)濟(jì)意義。隨著我國故障診斷技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和實施，我國的設(shè)備管理、維修工作將提升到一個新的水平。我國工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備完好率將會進(jìn)一步提高，惡性事故將會進(jìn)一步得到控制，我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)將會得到更健康的發(fā)展。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.1.2設(shè)備故障診斷基本方法1.傳統(tǒng)的故障診斷方法利用故障所對應(yīng)的征兆來診斷故障，這是最常用、最成熟的方法。利用各種物理和化學(xué)原理手段，通過伴隨故障出現(xiàn)的各種物理和化學(xué)現(xiàn)象，直接檢測故障。首先A其次B本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.故障的智能診斷方法在上述傳統(tǒng)的診斷方法的基礎(chǔ)上，將人工智能的理論和方法用于故障診斷。發(fā)展智能化的診斷方法，是故障診斷的一條全新的途徑，目前已廣泛應(yīng)用，成為設(shè)備故障診斷的主要方向。人工智能的目的是使計算機(jī)去做原來只有人才能做的智能任務(wù)，包括推理、理解、規(guī)劃、決策、抽象、學(xué)習(xí)等功能。專家系統(tǒng)是實現(xiàn)人工智能的重要形式，目前已廣泛用于診斷、解釋、設(shè)計、規(guī)劃、決策等各個領(lǐng)域?，F(xiàn)在國內(nèi)外已發(fā)展了一系列用于設(shè)備故障診斷的專家系統(tǒng)，獲得了很好的效果。專家系統(tǒng)由知識庫、推理機(jī)以及工作存儲空間（包括數(shù)據(jù)庫）組成。實際的專家系統(tǒng)還應(yīng)有知識獲取模塊、知識庫管理維護(hù)模塊、解釋模塊、顯示模塊以及人機(jī)界面等。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接專家系統(tǒng)的核心問題是知識的獲取和知識的表示。知識獲取是專家系統(tǒng)的“瓶頸”，合理的知識表示方法能合理地組織知識，提高專家系統(tǒng)的能力。為了使診斷專家系統(tǒng)擁有豐富的知識，必須進(jìn)行大量的工作。要對設(shè)備的各種故障進(jìn)行機(jī)理分析，其中有的可建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行理論分析；需要進(jìn)行現(xiàn)場測試和模型試驗；特別需要總結(jié)領(lǐng)域?qū)＜业脑\斷經(jīng)驗，整理成計算機(jī)所能接受的形式化知識描述；還需要研究計算機(jī)的知識自動獲取的理論和方法。3.故障診斷的數(shù)學(xué)方法設(shè)備故障診斷技術(shù)作為一門學(xué)科，尚處在形成和發(fā)展之中，必須廣泛利用各學(xué)科的最新科技成就，特別是要借助各種有效的數(shù)學(xué)工具，包括基于模式識別的診斷方法，基于概率統(tǒng)計的診斷方法，基于模糊數(shù)學(xué)的診斷方法，基于可靠性分析和故障樹分析的診斷方法，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、分形幾何等新發(fā)展的數(shù)學(xué)分支在故障診斷中的應(yīng)用等。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.1.3設(shè)備故障的定義和分類1.設(shè)備故障的定義機(jī)器設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)手段，是生產(chǎn)力的重要組成部分。機(jī)器設(shè)備能否安全、正常運行直接關(guān)系到一個企業(yè)乃至部門、國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。對于機(jī)器設(shè)備故障的定義目前尚未有統(tǒng)一的說法，各種文獻(xiàn)上的定義也都不盡相同。在一般情況下，故障是指：01設(shè)備（系統(tǒng)）在規(guī)定條件下，不能完成規(guī)定的功能；（1）02設(shè)備（系統(tǒng)）在規(guī)定條件下，一個或幾個性能參數(shù)不能保持在規(guī)定的上下限值之間；（2）03設(shè)備（系統(tǒng)）在規(guī)定的應(yīng)力范圍內(nèi)工作時，導(dǎo)致設(shè)備（系統(tǒng)）不能完成其功能的機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)件或元器件的破裂、斷裂、卡死等損壞狀態(tài)。（3）本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接除上述對故障一詞的定義外，國內(nèi)外一些學(xué)者也提出了各自的看法。一種是從設(shè)備維修的角度出發(fā)，定義設(shè)備的故障為設(shè)備運行的功能失常，其功能偏離可以通過參數(shù)調(diào)節(jié)得到恢復(fù)，或者認(rèn)為故障還包括系統(tǒng)的或局部的功能失效，此時，除了更換產(chǎn)生故障原因的零部件外，無法使系統(tǒng)的功能恢復(fù)正常。另一種是從診斷對象出發(fā)，定義一個系統(tǒng)的故障為它的輸入與所預(yù)期的輸出不相容，或系統(tǒng)的觀察值與由系統(tǒng)的行為模型所得的預(yù)測值之間存在矛盾。再一種是從狀態(tài)識別的角度出發(fā)，定義設(shè)備的故障為它的不正常狀態(tài)。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接美國政府發(fā)布的《工程項目管理人員測試性與診斷性指南》（AD-A208917）把故障定義為“造成裝置、組件或元件不能按規(guī)定方式工作的一種物理狀態(tài)”。以上幾種對設(shè)備故障的定義是從不同角度出發(fā)的，但也有其共同觀點，即當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，其性能達(dá)不到規(guī)定要求，因而不能進(jìn)行正常工作。要對設(shè)備故障下一個能包含全部含義和內(nèi)容的定義并非易事，我們僅根據(jù)本書編寫的旨意進(jìn)行定義。由于本書內(nèi)容是緊密結(jié)合工程實際，診斷對象以旋轉(zhuǎn)機(jī)械為主兼顧其他設(shè)備，因而定義設(shè)備的故障為：設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)異常，不能達(dá)到預(yù)定的性能要求，或者表征其工作性能的參數(shù)超過某一規(guī)定界限，有可能使設(shè)備部分或全部喪失功能的現(xiàn)象。有時也應(yīng)用特定詞“失效”，如設(shè)備因腐蝕而失效，也屬故障范疇。在一般情況下兩者是同義詞。但嚴(yán)格地說，失效與故障是有區(qū)別的，一般地，所有失效都屬故障，但不是所有的故障都是失效。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.設(shè)備故障的分類由于機(jī)器設(shè)備多種多樣，因而故障的形式也有所不同，必須對其進(jìn)行分類研究，以確定采用何種診斷方法。故障分類的形式主要有以下幾種。01（1）暫時性故障。這類故障帶有間斷性，是在一定條件下，系統(tǒng)所產(chǎn)生的功能上的故障.

（2）永久性故障。這類故障是由某些零部件損壞而引起的，必須經(jīng)過更換或修復(fù)后才能消除故障。1）按故障存在的程度分類02（1）突發(fā)性故障。出現(xiàn)故障前無明顯征兆，難以靠早期試驗或測試來預(yù)測。

（2）漸發(fā)性故障。設(shè)備在使用過程中某些零部件因疲勞、腐蝕、磨損等使性能逐漸下降，最終超出允許值而發(fā)生的故障。2）按故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程分類本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接03（1）破壞性故障。它既是突發(fā)性的又是永久性的，故障發(fā)生后往往危及設(shè)備和人身安全。（2）非破壞性故障。一般它是漸發(fā)性的又是局部性的，故障發(fā)生后暫時不會危及設(shè)備和人身的安全。3）按故障的嚴(yán)重程度分類04（1）外因故障。因操作人員操作不當(dāng)或環(huán)境條件惡化而造成的故障。

（2）內(nèi)因故障。設(shè)備在運行過程中，因設(shè)計或生產(chǎn)方面存在的隱患而造成的故障。4）按故障發(fā)生的原因分類05（1）相關(guān)故障。也可稱間接故障。（2）非相關(guān)故障。也可稱直接故障。5）按故障的相關(guān)性分類本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接6）按故障發(fā)生的時期分類（1）早期故障（磨合期）。這種故障的產(chǎn)生可能是由于設(shè)計加工或材料上的缺陷，在設(shè)備投入運行初期暴露出來，或者是有些零部件如齒輪箱中的齒輪對及其他摩擦副需經(jīng)過一段時期的“跑合”，使工作情況逐漸改善。這種早期故障經(jīng)過暴露、處理、完善后，故障率開始下降。（2）使用期故障。這是產(chǎn)品有效壽命期內(nèi)發(fā)生的故障，這種故障是由于載荷（外因，運行條件等）和系統(tǒng)特性（內(nèi)因，零部件故障、結(jié)構(gòu)損傷等）無法預(yù)知的偶然因素引起的。（3）后期故障（損壞期故障）。它往往發(fā)生在設(shè)備使用的最后階段，由于設(shè)備長期使用，甚至超過設(shè)備的使用壽命后，設(shè)備的零部件逐漸磨損、疲勞、老化等原因使系統(tǒng)功能退化，最后可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)性的、危險性的、全局性的故障。這期間設(shè)備故障率是上升趨勢，通過監(jiān)測、診斷，發(fā)現(xiàn)失效零部件后應(yīng)及時更換，以避免發(fā)生事故。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接上述按使用時期對故障進(jìn)行分類，其故障率變化關(guān)系可以用圖1-1來表示，圖中所示的曲線又稱“浴盆”曲線。這種分類方法對設(shè)備的維修工作具有一定意義。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.1.4設(shè)備故障診斷技術(shù)的內(nèi)容和分類及設(shè)備維修方式1.設(shè)備故障診斷技術(shù)的內(nèi)容設(shè)備故障診斷技術(shù)的內(nèi)容包括狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和故障預(yù)測三個方面。其具體實施過程可以歸納為以下四個方面。1）信號采集4）診斷決策01022）信號處理033）狀態(tài)識別04本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接上述診斷內(nèi)容可用圖1-2來表示。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.設(shè)備故障診斷技術(shù)的分類本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接3.診斷技術(shù)與維修方式設(shè)備的管理與維修方式的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即早期的事后維修方式，發(fā)展到定期預(yù)防維修方式，現(xiàn)在正向狀態(tài)預(yù)知維修方式發(fā)展。定期預(yù)防維修方式可以預(yù)防事故的發(fā)生，但可能出現(xiàn)過剩維修或不足維修的弊病。狀態(tài)預(yù)知維修是一種更科學(xué)、更合理的維修方式，但要做到狀態(tài)預(yù)知維修，有賴于完善的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)的發(fā)展和實施。這也是國內(nèi)外近年來對故障診斷技術(shù)如此重視的一個原因。1）事后維修方式2）定期預(yù)防維修方式3）狀態(tài)預(yù)知維修（或視情維修）方式本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作（1）故障診斷儀器的認(rèn)知。故障診斷儀器包含精密點檢儀、頻譜分析儀、設(shè)備故障診斷分析系統(tǒng)、加速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等，見表1-2。視頻：設(shè)備故障診斷儀器的認(rèn)知本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作（2）完成儀器認(rèn)知的學(xué)習(xí)后，請完成表1-3。本課件是可編輯的正常PPT課件考核標(biāo)準(zhǔn)儀器使用認(rèn)知評分標(biāo)準(zhǔn)見表1-4。本課件是可編輯的正常PPT課件思考題設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的任務(wù)是什么？設(shè)備故障診斷的任務(wù)是什么？設(shè)備故障主要有哪幾種分類形式？簡述設(shè)備故障診斷技術(shù)的分類形式。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展將人工智能的理論和方法應(yīng)用于故障診斷，發(fā)展智能化的故障診斷技術(shù)，是設(shè)備故障診斷的一條新的途徑。智能化的故障診斷專家系統(tǒng)現(xiàn)已得到廣泛的應(yīng)用，成為設(shè)備故障診斷技術(shù)的一個主要方向。故障診斷領(lǐng)域的問題非常復(fù)雜，往往需要人類專家的經(jīng)驗知識才能解決，而表達(dá)和處理這種啟發(fā)性的經(jīng)驗知識正是專家系統(tǒng)的特長。所以，專家系統(tǒng)在故障診斷領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了許多設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)。例如，EGGZdaha公司研制的用于診斷和處理核反應(yīng)堆事故的診斷專家系統(tǒng)，通用電氣公司研制的用于內(nèi)燃電力機(jī)車的診斷專家系統(tǒng)DEI-AT，以及美國Westinghouse公司研制的汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷專家系統(tǒng)（包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和水化學(xué)處理三個人工智能在線診斷系統(tǒng)，即TurbinAID、GenAID和ChemAID）等。這些系統(tǒng)的應(yīng)用取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展專家系統(tǒng)的分類方法有多種。Haves-Roth等人把專家系統(tǒng)按其所解決的問題性質(zhì)分為以下十類。（1）解釋型：通過對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，解釋這些數(shù)據(jù)的真實含義。例如，由質(zhì)譜函數(shù)解釋化合物分子結(jié)構(gòu)的DENDRAL系統(tǒng)等。（2）預(yù)測型：在給定的情況下，推測未來可能發(fā)生或出現(xiàn)的情況。例如，各種天氣預(yù)報專家系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)災(zāi)情預(yù)測系統(tǒng)及軍事預(yù)測系統(tǒng)等。（3）監(jiān)測型：將監(jiān)測對象的行為同期望的行為進(jìn)行比較，實時監(jiān)測系統(tǒng)的工作。監(jiān)測系統(tǒng)可用于核反應(yīng)堆、航空、發(fā)電廠、化工流程及醫(yī)療等方面。（4）診斷型：根據(jù)得到的事實推斷出診斷對象，如一臺機(jī)械設(shè)備中可能存在的故障。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展這類系統(tǒng)主要用于醫(yī)療機(jī)械、電子等領(lǐng)域的診斷。例如，用于診斷和治療感染性疾病的專家系統(tǒng)MYCiN，計算機(jī)硬件故障診斷系統(tǒng)DART，核反應(yīng)堆故障診斷系統(tǒng)REACTOR，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)DIVA等。（5）設(shè)計型：根據(jù)給定的要求，設(shè)計出所需要的方案或模型。這類系統(tǒng)主要用于集成電路的設(shè)計、建筑設(shè)計和預(yù)算編制等。例如，DEC公司的計算機(jī)配置系統(tǒng)XCON（即RI)就是一個典型的例子。（6）規(guī)劃型：根據(jù)給定的目標(biāo)來制訂行動步驟。這類系統(tǒng)可用于機(jī)器人行動、實驗步驟、軍事行動等規(guī)劃問題。（7）調(diào)試型：給出已確認(rèn)故障的排除方法。（8）維修型：根據(jù)糾錯方法的特點，制訂合理的行動規(guī)劃并實施糾錯計劃。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展（9）控制型：能自動控制系統(tǒng)的全部行為，通常用于生產(chǎn)過程的實時控制。（10）教學(xué)型：能診斷和糾正學(xué)生的行為，主要用于教學(xué)和培訓(xùn)。除了按問題性質(zhì)分類外，還可按專家系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域來分類：如化學(xué)專家系統(tǒng)、地質(zhì)專家系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)、航天專家系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)等。也可按它們采用的人工智能技術(shù)分類，如按知識表示方法分類：有基于規(guī)則的專家系統(tǒng)、基于框架的專家系統(tǒng)、基于模型的專家系統(tǒng)、面向?qū)ο蟮膶＜蚁到y(tǒng)等。本課件是可編輯的正常PPT課件案例分析某公司是世界上較早采用設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)并取得良好業(yè)績的公司之一，該公司根據(jù)多年實際應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)出的“建立預(yù)知維修程序的十二個基本步驟”被許多國家的企業(yè)采納，用于指導(dǎo)開展設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作。其各個步驟的具體工作如下。1.設(shè)備勘查這一步主要是確定預(yù)知維修程序（即開展設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測工作）的可行性。應(yīng)從各個方面對設(shè)備的利用率、停機(jī)時間進(jìn)行分析得出結(jié)論，實際應(yīng)用中也可以根據(jù)設(shè)備的數(shù)量和類型，再加上專家的經(jīng)驗做出判斷。2.監(jiān)測對象選擇這一步的目的是選擇一定數(shù)量的設(shè)備作為監(jiān)測對象，選擇監(jiān)測對象時要同時考慮到人力的需要、生產(chǎn)計劃和停機(jī)時間費用等。本課件是可編輯的正常PPT課件案例分析3.選擇最佳的狀態(tài)監(jiān)測方法這一步需要解決的問題主要有以下幾個。（1）監(jiān)測什么？確定狀態(tài)和故障發(fā)展的參數(shù)。（2）如何監(jiān)測？確定所需的儀器及手段，并能夠監(jiān)測上述參數(shù)。（3）何時監(jiān)測？確定監(jiān)測周期，該周期應(yīng)小于從發(fā)現(xiàn)故障至設(shè)備損壞這一段的時間。（4）何處監(jiān)測？確定獲取設(shè)備早期缺陷的監(jiān)測部位。4.建立預(yù)知維修系統(tǒng)在建立了每臺設(shè)備的最佳狀態(tài)監(jiān)測方法之后，需要將它們歸并在一起，以得到一個合理的監(jiān)測程序，該程序應(yīng)包括以下內(nèi)容。本課件是可編輯的正常PPT課件案例分析（1）建立監(jiān)測計劃。（2）確定一套簡單的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析及提出報告等四部分內(nèi)容。（3）人員培訓(xùn)及教育計劃。5.確定允許的狀態(tài)數(shù)據(jù)和極限值這一步主要是建立設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測參數(shù)的“正常”值和允許值，通常應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和歷史數(shù)據(jù)予以確定。在沒有上述條件的情況下，也可利用制造廠所提供的數(shù)據(jù)作為參考。6.設(shè)備狀態(tài)的初次測量由于初始的設(shè)備狀態(tài)并不確知，所以需要利用已確定的狀態(tài)監(jiān)測方法進(jìn)行一次實地測試，并把所獲得的測量結(jié)果與預(yù)先建立的允許值進(jìn)行對比。本課件是可編輯的正常PPT課件案例分析一般情況下，經(jīng)初次測試證實設(shè)備處于允許狀態(tài)時，即可進(jìn)入正常的監(jiān)測程序；而如果設(shè)備已達(dá)到不允許的狀態(tài)，就需要做進(jìn)一步的分析，以便找出和排除這個可能存在的故障，或者檢查已確定的允許值是否合適。實際應(yīng)用中，如果初次測量值比允許值小很多，也應(yīng)考慮確定的允許值是否科學(xué)。7.定期檢測這一步包括數(shù)據(jù)的采集、記錄和趨勢分析等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)要涉及常規(guī)監(jiān)測程序。這一步的目的是通過對測量數(shù)據(jù)的趨勢分析，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的劣化。8.狀態(tài)分析這一步是對機(jī)器的狀態(tài)作深入的分析，通常包括一些分析方法的綜合應(yīng)用。其目的在于確認(rèn)是否存在故障，如果存在故障，應(yīng)進(jìn)一步開展故障診斷，預(yù)測故障類型、所在部位、嚴(yán)重程度和所需的對策、檢修措施。本課件是可編輯的正常PPT課件案例分析9.故障治理在診斷出故障之后，維修部門的任務(wù)就是制訂檢修工作計劃，在此階段必不可少的是證實故障狀態(tài)的原因，并予以治理。本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)2機(jī)械振動信號測試2本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解振動的概念及分類；了解自由振動、強(qiáng)迫振動及自激振動的定義及振動形成過程；掌握固有頻率、共振的基本概念及形成過程；掌握自由振動、強(qiáng)迫振動及自激振動的振動特點；重點掌握振動三要素的基本概念及描述方法。能力目標(biāo)：掌握精密點檢儀的操作方法，能夠運用精密點檢儀進(jìn)行參數(shù)的選擇；能夠針對不同類型的設(shè)備布置振動測點的位置。本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)引入利用設(shè)備的振動信號來對設(shè)備進(jìn)行故障分析的方法，是企業(yè)經(jīng)常采用的故障診斷方法。本任務(wù)重點敘述了機(jī)械振動的基礎(chǔ)知識及振動信號的描述方法，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)故障診斷技術(shù)提供了有力的機(jī)械振動基礎(chǔ)知識支撐。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.2.1振動的概念及分類各種機(jī)器設(shè)備在運行過程中，都不同程度地存在振動，這是運行機(jī)械的共性。然而，不同的機(jī)器或同一臺機(jī)器的不同部位，以及機(jī)器在不同的時刻或不同的狀態(tài)下，其產(chǎn)生的振動形式又往往是有差別的，這就體現(xiàn)了設(shè)備振動的特殊性，所以應(yīng)當(dāng)從不同的角度來考察振動問題。機(jī)械振動一般有以下幾種分類方法。這種分類主要是根據(jù)振動在時間歷程內(nèi)的變化特征來劃分的。大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的振動是周期振動、準(zhǔn)周期振動、窄頻帶隨機(jī)振動和寬頻帶隨機(jī)振動中的一種，或是某幾種振動的組合。一般在啟動或停機(jī)過程中的振動信號是非平穩(wěn)的。設(shè)備在實際運行中，其表現(xiàn)的周期信號往往淹沒在隨機(jī)振動信號之中。若設(shè)備故障程度加劇，則隨機(jī)振動中的周期成分加強(qiáng)，從而整臺設(shè)備振動增大。因此，從某種意義上講，設(shè)備振動診斷的過程，就是從隨機(jī)信號中提取周期成分的過程。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.按振動規(guī)律分類按振動的規(guī)律，一般將機(jī)械振動分為圖1-3所示的幾種類型。圖1-3機(jī)械振動按振動規(guī)律分類圖本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.按振動的動力學(xué)特征分類機(jī)器產(chǎn)生振動的根本原因，在于存在一個或幾個力的激勵。不同性質(zhì)的力激起不同類型的振動。了解機(jī)械振動的動力學(xué)特征不僅有助于對振動的力學(xué)性質(zhì)做出分析，還有助于說明設(shè)備故障的機(jī)理。因此，掌握振動動力學(xué)知識對設(shè)備故障診斷具有重要的意義。據(jù)此，可將機(jī)械振動分為三種類型。1）自由振動與固有頻率自由振動是物體受到初始激勵（通常是一個脈沖力）所引發(fā)的一種振動。這種振動靠初始激勵一次性獲得振動能量，歷程有限，一般不會對設(shè)備造成破壞，不是現(xiàn)場設(shè)備診斷所必須考慮的因素。自由振動給系統(tǒng)產(chǎn)生能量后，系統(tǒng)會產(chǎn)生振動。若系統(tǒng)無阻尼，則系統(tǒng)維持等幅振動；若系統(tǒng)有阻尼，則系統(tǒng)為衰減振動。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接該強(qiáng)迫振動的時間波形如圖1-5所示。如圖1-5所示，衰減振動隨時間的推移迅速消失，而強(qiáng)迫振動則不受阻尼影響，是一種與激振力同頻率的振動。由此可見，強(qiáng)迫振動過程不僅與激振力的性質(zhì)（激勵頻率和振幅）有關(guān)，而且與物體自身固有的特性（質(zhì)量、彈性剛度、阻尼）有關(guān)，這就是強(qiáng)迫振動的特點，具體如下。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。（2）振動系統(tǒng)非線性特征較強(qiáng)，即系統(tǒng)存在非線性阻尼元件（如油膜的黏溫特性、材料內(nèi)摩擦）、非線性剛度元件（柔性轉(zhuǎn)子、結(jié)構(gòu)松動等）時才足以引發(fā)自激振動，使振動系統(tǒng)所具有的非周期能量轉(zhuǎn)為系統(tǒng)振動能量。（3）自激振動頻率與轉(zhuǎn)速不成比例，一般低于轉(zhuǎn)子工作頻率，與轉(zhuǎn)子第一臨界轉(zhuǎn)速相符合。只是需要注意，由于系統(tǒng)的非線性，系統(tǒng)固有頻率會有一些變化。本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接（4）轉(zhuǎn)軸存在異步渦動。（5）振動波形在暫態(tài)階段有較大的隨機(jī)振動成分，而穩(wěn)態(tài)時，波形是規(guī)則的周期振動，這是由于共振頻率的振值遠(yuǎn)大于非線性影響因素；與一般強(qiáng)迫振動近似的正弦波（與強(qiáng)迫振動激勵源的頻率相同）有區(qū)別。自由振動、強(qiáng)迫振動、自激振動這三種振動在設(shè)備故障診斷中有各自的主要使用領(lǐng)域。對于結(jié)構(gòu)件，因局部裂紋、緊固件松動等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)件的特性參數(shù)發(fā)生改變的故障，多利用脈沖力所激勵的自由振動來檢測，以測定構(gòu)件的固有頻率、阻尼系數(shù)等參數(shù)的變化。對于減速箱、電動機(jī)、低速旋轉(zhuǎn)設(shè)備等的機(jī)械故障，主要以強(qiáng)迫振動為特征，通過對強(qiáng)迫振動的頻率成分、振幅變化等特征參數(shù)的分析來鑒別故障。本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接在高頻范圍，主要測量的振幅是加速度。加速度表征振動部件所受沖擊力的強(qiáng)度。沖擊力的大小與沖擊的頻率、加速度值相關(guān)。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.2.2振動信號的描述

本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件物體產(chǎn)生自激振動時，很小的能量即可產(chǎn)生強(qiáng)烈振動。只是由于系統(tǒng)的非線性，振幅才被限制在一定量值之內(nèi)。自激振動有如下特點。（1）隨機(jī)性。因為能引發(fā)自激振動的激勵力（大于阻尼力的失穩(wěn)力）一般都是偶然因素引起的，沒有一定規(guī)律可循。知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作1.故障診斷儀器的實際操作方法（1）儀器使用安全注意事項。①現(xiàn)場使用儀器時可把背帶掛在脖子上，握住儀器進(jìn)行操作。②儀器的接口和測溫鏡頭等在不用時，請蓋上密封墊；盡量保證測溫鏡頭表面干凈，以免影響測溫精度，鏡頭表面的灰塵可用軟布擦拭。視頻：精密點檢儀的使用本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作③使用時請盡量避免如下情況：敲打，跌落，長時間靠近高溫源或雨淋，與粗糙表面進(jìn)行摩擦等，以免導(dǎo)致儀器內(nèi)部電子零件損傷。（2）故障診斷儀器的實際操作方法。請掃描右側(cè)二維碼查看。（3）精密點檢儀的參數(shù)選擇。請掃描右側(cè)二維碼查看。學(xué)習(xí)完成后，請?zhí)顚懕?-5。視頻：精密點檢儀的參數(shù)選擇本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作2.振動信號測點的布置請掃描右側(cè)二維碼查看。視頻：振動信號測點的布置本課件是可編輯的正常PPT課件考核標(biāo)準(zhǔn)故障診斷儀器實際操作評分標(biāo)準(zhǔn)見表1-6。本課件是可編輯的正常PPT課件思考題按照振動的規(guī)律，機(jī)械振動可分為哪幾種類型？按振動的動力學(xué)特征，機(jī)械振動可分為哪幾種類型？什么是固有頻率？什么是共振？簡述強(qiáng)迫振動的特點。簡述自激振動的特點。請分別對振幅、頻率、相位角進(jìn)行解釋。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展機(jī)械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用分為事故前預(yù)防和事故后分析。事故前預(yù)防不能預(yù)防突發(fā)故障，只能預(yù)防漸變性故障。漸變性故障是隨著劣化的進(jìn)展而逐步惡化的，必有某些特征信號在這個過程中相應(yīng)地變化。事前預(yù)防就是要抓住這些特征信號所發(fā)出的預(yù)兆，及時采取措施，制止故障發(fā)展。這些特征信號就是設(shè)備的狀態(tài)信息，它們的物理表現(xiàn)就是檢測、分析的對象。從根本上講，所有設(shè)備的作用都是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換與傳遞，設(shè)備狀態(tài)越好，轉(zhuǎn)換與傳遞過程中的附加能量損耗越小。隨著設(shè)備的劣化，附加能量損耗快速地增大。附加能量損耗中包括的各種物理量構(gòu)成設(shè)備的狀態(tài)信息中的重要部分。由于各種設(shè)備傳遞、轉(zhuǎn)換能量的種類不同，其附加能量損耗中包括的物理量也就有所不同，但必定包括與所傳遞、轉(zhuǎn)換的能量相同的物理量。

本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展用來傳遞力和運動的設(shè)備，如齒輪箱、軋鋼機(jī)、切削擠壓設(shè)備等，附加能量損耗的初始形式是力和運動，這就是振動和摩擦。附加能量損耗的二次形式是發(fā)熱，由此將損耗的能量散發(fā)出去。熱量的散發(fā)使設(shè)備空間構(gòu)成一個非均勻的溫度場，所以作為設(shè)備狀態(tài)信息之一的溫度測量應(yīng)盡可能靠近熱源點。設(shè)備狀態(tài)信息中主要的物理量是力和運動參數(shù)，它傳遞、轉(zhuǎn)換的能量也有多種形式，包含做功的力、做功的運動參數(shù)（位移、速度等）、損耗的力和運動參數(shù)，以振動及摩擦熱的形式表現(xiàn)。振動信號沿著機(jī)殼等傳遞通道傳輸，在傳輸過程中受到金屬晶粒晶界的阻礙及金屬分子發(fā)熱的影響而衰減，因而測振的探頭也應(yīng)盡可能靠近振源，以期獲得盡量強(qiáng)的振動信號。用來傳送和分配電能為主的設(shè)備，如電控柜，設(shè)備的狀態(tài)信息由被傳輸?shù)碾妷?、電流、漏電流及發(fā)熱溫度等組成。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展液壓設(shè)備是傳輸液壓能的設(shè)備，因此設(shè)備狀態(tài)信息由壓力、流量及附加能量損耗（以機(jī)械摩擦、黏性摩擦、絕熱過程等引起的溫度升高為主要表現(xiàn)）組成。液壓泵例外，液壓泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成壓力能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備。以能量轉(zhuǎn)換為主要工作任務(wù)的設(shè)備，其設(shè)備的狀態(tài)信息包括轉(zhuǎn)換前的能量、轉(zhuǎn)換后的能量以及因這些能量的損耗所衍生的物理量。如水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等都是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成介質(zhì)能量的設(shè)備，設(shè)備的狀態(tài)信息包括機(jī)械能的參數(shù)——力、速度、振動、溫度；也包含介質(zhì)的能量——壓力、流量。電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備，設(shè)備的狀態(tài)信息包括：電壓、電流、漏電流；也包括機(jī)械能的參數(shù)——壓力、速度、振動（頻率、振幅）、溫度。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展內(nèi)燃機(jī)類的設(shè)備是將燃料中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，設(shè)備的狀態(tài)信息以機(jī)械能的參數(shù)——力、速度、振動、溫度等為主。熱工設(shè)備（工業(yè)爐、窯、化工反應(yīng)塔等）的狀態(tài)信息主要為設(shè)備的溫度場分布。綜上所述，設(shè)備故障診斷技術(shù)必須獲取表征設(shè)備狀態(tài)信息的那些物理量，作為診斷的依據(jù)。有時還需要采用輔助的檢測技術(shù)，如用于判定磨損程度的鐵譜分析技術(shù)，用于檢測某構(gòu)件內(nèi)部缺陷、外部裂紋的無損檢測技術(shù)等。本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)3故障診斷常用傳感器認(rèn)知3本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解傳感器的基礎(chǔ)知識及靜態(tài)性能指標(biāo)；掌握加速度傳感器、速度傳感器和電渦流傳感器的基礎(chǔ)知識和安裝方法；掌握傳感器的校準(zhǔn)與選用方法。能力目標(biāo)：能利用儀器進(jìn)行采樣參數(shù)的選擇和設(shè)置；能完成加速度傳感器、速度傳感器和電渦流傳感器的安裝與測試；能正確選擇設(shè)備的測點位置。本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)引入振動信號的采集與特征信息的獲取，不僅與所選擇的信號內(nèi)容有關(guān)，而且與傳感器的類型、精度和測點位置都有關(guān)系。因此，本任務(wù)除了敘述傳感器的指標(biāo)性能、類型用途外，還闡述了傳感器的使用等基礎(chǔ)知識，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)故障診斷技術(shù)提供了有力的傳感器基礎(chǔ)知識支撐。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.3.1傳感器的基礎(chǔ)知識傳感器是指將非電量轉(zhuǎn)變成電量的器件或裝置。一個完整的振動傳感器，不論其結(jié)構(gòu)簡單或復(fù)雜，從作用原理上看，總可以分為兩個部分，如圖1-8所示。1.敏感元件（預(yù)變換器）當(dāng)具體完成非電量到電量的變換時，并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有的技術(shù)手段變換為電量，有時必須進(jìn)行預(yù)變換。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展也就是說，將被測非電量預(yù)先變換為另一種易于變換為電量的非電量，然后再變換為電量。能完成預(yù)變換的器件稱為敏感元件，又稱預(yù)變換器。例如，壓力傳感器中的膜片就是敏感元件，它首先將壓力預(yù)變換為位移，然后再將位移變換為電容。2.變換元件（變換器）能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換元件，也稱為變換器。例如，能將溫度變換為電勢的熱電偶變換器，能將位移變換為電阻、電容、電感的電阻變換器、電容變換器、電感變換器等。變換器是傳感器中最重要的、不可缺少的組成部分。因為有些傳感器并不包括敏感元件，所以有時不加區(qū)分地把傳感器稱為變換器。不論何種原理的傳感器，為了完成對電量的測量，一般都得配上相應(yīng)的專用測量電路。測量電路的作用在于將變換所得的電量轉(zhuǎn)變?yōu)楹罄m(xù)檢測或分析儀器所能接受的一般電壓信號。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展非電物理量名目繁多，但它們不外乎是由一些基本物理量以及由此而派生出的其他物理量所概括出來的。了解基本物理量與派生物理量的關(guān)系，對根據(jù)測量對象選擇傳感器的類型是有幫助的。現(xiàn)將一些常見的基本物理量與其對應(yīng)的派生物理量列于表1-7。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.3.2傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)

2.線性度線性度又稱非線性，是指傳感器的實際特性曲線（校準(zhǔn)數(shù)據(jù)繪制的曲線）與擬合直線的不一致性，如圖1-9所示。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接傳感器的線性通常是在標(biāo)定以后確定的。在標(biāo)定過程中，我們由小到大再由大到小給予傳感器各種輸入值，同時記錄傳感器的輸出值，這樣就得到一系列的以輸入值為自變量，以輸出值為因變量的數(shù)據(jù)點。它們反映了輸入與輸出的函數(shù)關(guān)系，稱為實際工作曲線。然后用某種方法作一條擬合直線去逼近這些數(shù)據(jù)點。這條擬合直線就是工作直線，測量時就是根據(jù)傳感器的輸出值按這條工作直線來確定其輸入值（被測的量）的。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展

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6.閾值閾值是能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值，即零位附近的分辨力。有的傳感器在零位附近有嚴(yán)重的非線性，形成所謂“死區(qū)”，則將死區(qū)的大小作為閾值；更多的情況下，閾值主要取決于傳感器的噪聲大小，因而有的傳感器只給出噪聲電平。5.分辨力分辨力是傳感器在規(guī)定的測量范圍內(nèi)所能檢測出的被測輸入量的最小變化量。有時用該值相對滿量程輸入值之百分?jǐn)?shù)表示，稱為分辨率。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接7.穩(wěn)定性穩(wěn)定性表示傳感器在一個較長的時間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力。一般用室溫條件下經(jīng)過規(guī)定的時間間隔后，傳感器的輸出與起始標(biāo)定時的輸出之間的差異來表示，有時也用標(biāo)定的有效期來表示。8.零漂零漂表示傳感器在零輸入的狀態(tài)下輸出的漂移。一般有時間漂移和溫度漂移兩種。時間零漂是指在規(guī)定的時間內(nèi)，在室溫不變的條件下零輸出的變化。對于有源的傳感器，則是指在標(biāo)準(zhǔn)的電源條件下，零輸出的變化情況。而溫度漂移是指絕大部分傳感器在溫度變化時特性會有所變化。一般用零點溫漂或靈敏度溫漂來表示這種變化的程度，即溫度每變化1℃，零點輸出（或靈敏度）的變化值。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接9.過載過載表示傳感器允許承受的最大輸入量（被測量）。在這個輸入量作用下傳感器的各項性能指標(biāo)應(yīng)保證不超過其規(guī)定的公差范圍。通常用一個容許的最大值或用與滿量程的百分比來表示。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.3.3常用傳感器的類型傳感器的分類方法很多，目前常用的有兩種，一種是按傳感器輸入量性質(zhì)來劃分，另一種是按傳感器變換原理來劃分。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接重點討論在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中使用最多的振動測量傳感器。1.加速度傳感器某些物質(zhì)如石英晶體，在受到?jīng)_擊性外力作用后，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且其內(nèi)部發(fā)生極化，相對的表面出現(xiàn)電荷，形成電場，外力消失后，又恢復(fù)原狀，這種現(xiàn)象叫作壓電效應(yīng)。將這種物質(zhì)置于電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，叫作電致伸縮效應(yīng)。多數(shù)人工壓電陶瓷的壓電常數(shù)比石英晶體大數(shù)百倍，也就是說靈敏度要高得多。利用壓電效應(yīng)，制成壓電式加速度傳感器，可用于檢測機(jī)械運轉(zhuǎn)中的加速度振動信號。1）壓電式加速度傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用的壓電式加速度傳感器有多種結(jié)構(gòu)，圖1-11（a）所示是中心壓縮型，這是一種早期結(jié)構(gòu)，其安裝緊固力和溫度變化都會影響質(zhì)量塊預(yù)緊力，從而干擾測量精度。圖1-11（b）所示是環(huán)形剪切型，能做成極小型、高自振頻率的加速度傳感器。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接圖1-11（c）所示是三角剪切型，這種結(jié)構(gòu)對底座變形及溫度變化有極好的隔離作用。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接3）壓電式加速度傳感器的安裝要求使用壓電式加速度傳感器一定要注意所測量的信號頻率范圍。這項指標(biāo)通常以幅頻特性曲線來表述。圖1-13（a）所示，信號的頻率在1Hz~3kHz這一段，壓電式加速度傳感器能比較好地復(fù)現(xiàn)信號的波形。舉例來說，若某個信號中包含了振幅為1的1Hz和1kHz兩個簡諧振動波形，壓電式加速度傳感器對1Hz波形的振幅增益為1.01，對1kHz波形的振幅增益為1.03，則壓電式加速度傳感器輸出的電信號波形將是振幅為1.01的1Hz波形與振幅為1.03的1kHz波形的疊加，與原始真實波形（振幅為1的1Hz波形與振幅為1.03的1kHz波形的疊加）在振幅上相差不大。假定在40kHz頻段上的增益為2，輸入的是振幅為1的1Hz和40kHz兩個簡諧振動波形，則輸出的是振幅為1.01的1Hz波形與振幅為2的40kHz波形的疊加。顯然輸出的電壓波形相對原始波形發(fā)生了很大失真。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接由圖1-13（b）可知，測量裝置對信號中不同的頻率波形有不同的放大倍數(shù)。為了使測得的電信號波形能真實地復(fù)現(xiàn)振動波形，就必須使所測信號中最高的頻率位于幅頻特性曲線上的水平段。為此，要使安裝后的壓電式加速度傳感器具有足夠高的共振頻率。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接共振頻率與壓電式加速度傳感器的固定狀況有關(guān)，壓電式加速度傳感器出廠時給出的幅頻特性曲線是在剛性連接的情況下得到的。實際使用的固定方法往往難以達(dá)到剛性連接，因而共振頻率和使用的上限頻率都會有所下降。壓電式加速度傳感器與試件的各種安裝方式如圖1-14所示。其中圖1-14（a）采用鋼螺栓固定，是使共振頻率達(dá)到出廠共振頻率的最好方法。螺栓不得全部擰入基座螺孔，以免引起基座變形，影響壓電式加速度傳感器的輸出。在安裝面上涂一層硅脂可增加不平整安裝表面的連接可靠性。需要絕緣時可用絕緣螺栓和云母墊片來固定壓電式加速度傳感器［圖1-14（b）］，但墊圈應(yīng)盡量薄。用一層薄蠟把壓電式加速度傳感器粘在試件平整的表面上［圖1-14（c）］，可用于低溫（40℃以下）的場合。手持探針測振的方法［圖1-14（d）］在多點測試時使用特別方便，但測量誤差較大，重復(fù)性差，使用上限頻率一般不高于1kHz。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接專用永久磁鐵固定壓電式加速度傳感器［圖1-14（e）］的方法使用方便，多在低頻測量中使用。此法也可使壓電式加速度傳感器與被測件絕緣。硬性黏結(jié)螺栓［圖1-14（f）］或黏結(jié)劑［圖1-14（g）］的固定方法也常使用。某種典型的壓電式加速度傳感器采用上述前5種固定方法的共振頻率分別約為：鋼螺栓，31kHz；云母墊片，28kHz；涂薄蠟層，29kHz；手持探針，2kHz；永久磁鐵，7kHz。此外，低噪聲專用電纜的敷設(shè)也應(yīng)注意。對于內(nèi)置IC的集成加速度傳感器，由于恒電流供電的阻抗變換方式，對電纜的敷設(shè)要求不高。但非集成電路壓電式加速度傳感器，因電纜與機(jī)殼構(gòu)成耦合電容，是電壓干擾的進(jìn)入通道，所以要求該電容不隨機(jī)殼的振動而變化。因此電纜必須緊貼機(jī)殼固定，使耦合電容值最小且不變。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展銅制阻尼環(huán)一方面可提高慣性系統(tǒng)的質(zhì)量，降低固有頻率；另一方面又利用閉合的銅制阻尼環(huán)在磁場中運動時所產(chǎn)生的磁阻尼力，使振動系統(tǒng)具有合理的阻尼，從而減小共振對測量精度的影響。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2）磁電式相對速度傳感器磁電式相對速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1-16所示，它的心軸2左端伸出殼體1外，線圈5裝在心軸2上，使用時傳感器的殼體1固定在一個部件上，心軸2頂住另一個部件。當(dāng)這兩個部件之間出現(xiàn)相對振動時，相對振動速度通過頂桿使線圈在磁場氣隙中運動，線圈因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。此電動勢正比于線圈與永久磁鐵之間的相對速度，即正比于兩個做相對振動的部件之間的相對運動速度。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接3.位移傳感器在振動參數(shù)測量中最常用的位移傳感器是電渦流傳感器。電渦流傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化測量傳感器，用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)式運動機(jī)械的狀態(tài)分析、振動研究、分析測量中，對非接觸的高精度振動、位移信號，能連續(xù)準(zhǔn)確地采集到轉(zhuǎn)子振動狀態(tài)的多種參數(shù)，如軸的徑向振動頻率、振幅以及軸向位置。從轉(zhuǎn)子動力學(xué)、軸承學(xué)的理論上分析，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運動狀態(tài)主要取決于其核心——轉(zhuǎn)軸，而電渦流傳感器能直接非接觸測量轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)，可對諸如轉(zhuǎn)子的不平衡、不對中、軸承磨損、軸裂紋及發(fā)生摩擦等機(jī)械問題進(jìn)行早期的判定，可提供關(guān)鍵的信息。電渦流傳感器以其長期工作可靠性好、測量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)的影響、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的在線監(jiān)測與故障診斷中得到廣泛應(yīng)用。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接圖1-17是目前工業(yè)上常見的電渦流傳感器與前置放大器。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接圖1-18是某電渦流傳感器的輸入-輸出特性曲線。因為供電電壓為-24V，所以輸出電壓也是負(fù)電壓，這樣做的目的是抗干擾。從圖上看，0.4~4.8mm是特征曲線的直線段，也是使用的測量區(qū)間。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接電渦流傳感器的特性曲線通常是生產(chǎn)廠提供，也可在現(xiàn)場用特制的標(biāo)定器測出。電渦流傳感器在長期使用后其靈敏度-特性曲線的斜率、線性度及測量范圍需要重新標(biāo)定。電渦流傳感器探頭的正確安裝是保證傳感器系統(tǒng)可靠工作的先決條件，安裝時應(yīng)該注意以下幾個環(huán)節(jié)。（1）探頭的安裝間隙（探頭端面到被測端面的距離）。（2）各探頭間的最小間距。（3）探頭頭部與安裝面的安全間距。（4）探頭安裝支架的選擇（牢固性）。（5）電纜轉(zhuǎn)接頭的密封與絕緣。（6）探頭所帶電纜、延伸電纜的安裝。（7）探頭的耐蝕性。（8）探頭的高溫、高壓環(huán)境。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.3.4傳感器的校準(zhǔn)與選用1.傳感器的校準(zhǔn)傳感器靈敏度的校準(zhǔn)方法很多，常用的有以下幾種。比較法（背靠背法）0102互易法03讀數(shù)顯微鏡校準(zhǔn)法及激光校準(zhǔn)法本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.傳感器的選用（1）將傳感器安裝到被測件上時，不能影響其振動狀態(tài)，以此來選定傳感器的尺寸和質(zhì)量及考慮固定在被測件上的方法。若必須采用非接觸式測量法時，應(yīng)考慮傳感器的安裝場所及其周圍的環(huán)境條件。（2）根據(jù)振動測定的目的，明確被測量是位移、速度還是加速度，這些量的振幅有多大，以此來確定傳感器的測量范圍。對于小振幅（如0.1g左右）的振動，宜采用磁電式、伺服式等傳感器；對于一般振幅（如10g以下）的振動，各種傳感器均適用；對于10g~1000g的振動，可采用壓電式及應(yīng)變式等加速度傳感器；對于更大的振動或沖擊宜采用壓電式傳感器。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作1.加速度傳感器的安裝與測試通過對加速度傳感器的安裝方式進(jìn)行分析，我們可采用四種方法安裝加速度傳感器，分別是手持式、磁座固定、膠黏/螺紋螺栓固定式、傳感器膠黏/螺栓固定式。將傳感器安裝的操作過程填在表1-9內(nèi)。視頻：加速度傳感器安裝與測試本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作2.采樣參數(shù)選擇用故障診斷分析儀器進(jìn)行采樣參數(shù)的設(shè)置，并進(jìn)行振動信號的測試。注意：分析診斷不同的零部件，采樣參數(shù)的選擇是不一樣的，如果采樣參數(shù)選擇不當(dāng)，信號可能失真。數(shù)據(jù)采集完成后，請?zhí)顚懕?-10。視頻：采樣參數(shù)選擇腳本本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作本課件是可編輯的正常PPT課件考核標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器的安裝與測試的評分標(biāo)準(zhǔn)見表1-11。本課件是可編輯的正常PPT課件思考題傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)有哪些？簡述速度傳感器的類型及工作原理。簡述傳感器的選用方法。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)4設(shè)備振動診斷的分析方法4本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握振動信號的時域分析法及各種時域指標(biāo)的概念；掌握自相關(guān)分析、互相關(guān)分析、包絡(luò)解調(diào)分析的概念及應(yīng)用場合；掌握幅值譜、功率譜、倒頻譜等頻域分析方法。能力目標(biāo)：能夠運用設(shè)備管理系統(tǒng)輸入被檢測設(shè)備的基礎(chǔ)信息，建立設(shè)備樹；能夠運用設(shè)備管理系統(tǒng)對振動信號進(jìn)行時域分析、頻域分析、包絡(luò)解調(diào)分析等；能夠運用設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備故障診斷。本課件是可編輯的正常PPT課件任務(wù)引入利用振動信號對故障進(jìn)行診斷，是設(shè)備故障診斷中最有效、最常用的方法。機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在運行過程中的振動及其特征信息是反映系統(tǒng)狀態(tài)及其變化規(guī)律的主要信號。通過各種動態(tài)測試儀器拾取、記錄和分析動態(tài)信號，是進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的主要途徑。本任務(wù)旨在通過對動態(tài)信號的各種分析方法進(jìn)行講述，使學(xué)生能夠清晰認(rèn)識到各種方法的特點及應(yīng)用場合。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.4.1時域分析法振動信號以位移、速度、加速度三個參量表示，其最簡單、最直觀的表現(xiàn)形式就是時域波形。對于某些故障信號，其波形具有明顯的特征，直接觀察可以看出周期信號、諧波信號、短脈沖信號，這時利用波形分析可以直接識別共振現(xiàn)象及調(diào)制現(xiàn)象。例如，對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其不平衡故障較嚴(yán)重時，信號中有明顯的以旋轉(zhuǎn)頻率為特征的周期成分［圖1-27（a）］；而轉(zhuǎn)軸不對中時，信號在一個周期內(nèi)，比旋轉(zhuǎn)頻率大一倍的高頻成分明顯加大，即1周波動2次［圖1-27（b）］，等等。由于是最原始的信號，所以包含的信息量大。其缺點是不太容易看出所包含信息與故障的聯(lián)系。一般情況下，以計算機(jī)為核心的診斷系統(tǒng)中，若采用整周期采樣，在時間波形上將采樣相位點以不同顏色醒目標(biāo)出，更增加了時間波形的可識別性。因為，相點的漂移等信息對于診斷故障是極為有用的。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接在流程生產(chǎn)工業(yè)中，往往有這樣的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的情況不好，某項或多項特征指標(biāo)上升，但設(shè)備不能停產(chǎn)檢修，只能讓設(shè)備帶病運行。當(dāng)這些指標(biāo)從峰值跌落時，往往預(yù)示某個零件已經(jīng)損壞，若這些指標(biāo)（含其他指標(biāo)）再次上升，則預(yù)示大的設(shè)備故障將要發(fā)生。表1-12給出了幅頻參數(shù)對故障的敏感性和穩(wěn)定性比較。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接2.軸心軌跡分析法軸心軌跡是滑動軸承的軸心相對于軸承座的運動軌跡，它反映了轉(zhuǎn)子瞬時的渦動情況，對軸心軌跡形狀的觀察有利于了解和掌握轉(zhuǎn)子的運動狀態(tài)，判斷轉(zhuǎn)子故障類型。工程上利用位移傳感器檢測軸心在X和Y兩個垂直方向上的振動合成軌跡圖，從而對轉(zhuǎn)軸的故障做出判斷。表1-13列出了幾種利用時域波形和軸心軌跡分析故障的方法。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.4.2相關(guān)分析法

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接表1-14所列是常用的自相關(guān)函數(shù)的圖和數(shù)學(xué)表達(dá)式。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接圖1-29（a）是一從軸承上測得的振動時域信號。圖1-29（b）是相應(yīng)的頻譜。圖中由于軸承故障激勵的結(jié)構(gòu)響應(yīng)引起的高頻區(qū)幅值增加。圖1-29（d）是圖1-29（b）中高頻幅值增加區(qū)域的細(xì)化譜，它體現(xiàn)了由軸承故障沖擊而引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。圖1-29（c）是相應(yīng)于圖1-29（d）的時域信號，圖中只剩下被軸承沖擊頻率調(diào)制的結(jié)構(gòu)響應(yīng)頻率信號。圖1-29（e）是通過相應(yīng)數(shù)據(jù)處理，包括整流和檢波產(chǎn)生的時域信號的包絡(luò)線。顯然，包絡(luò)線只包含了相應(yīng)于軸承沖擊速度的低頻調(diào)制成分。這個變換過程通常是通過希爾伯特變換來完成的。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接圖1-29（f）是圖1-29（e）的頻譜，從圖中可明顯看出軸承故障的頻率指示。圖1-30為一個有滾動體故障的軸承的一般頻譜和包絡(luò)頻譜。對比兩圖可知，圖1-30（a）幾乎看不見軸承的故障特征頻譜，而圖1-30（b）在經(jīng)過包絡(luò)解調(diào)后，可明顯看到軸承的故障特征頻率。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接1.4.3頻域分析法頻域分析是機(jī)械故障診斷中信號處理最重要和最常用的分析方法。工程上所測得的信號一般為時域信號，然而由于故障的發(fā)生、發(fā)展往往引起信號頻率結(jié)構(gòu)的變化，如齒輪箱的齒輪嚙合誤差或齒面疲勞剝落都會引起周期性的沖擊，相應(yīng)在振動信號中就會有不同的頻率成分出現(xiàn)，因此為了通過所測信號了解、觀測對象的動態(tài)行為，往往需要分析頻域信息。將時域信號變換至頻域加以分析的方法，稱為頻域分析。頻域分析是基于頻譜分析展開的。頻譜分析的目的是把復(fù)雜的時間歷程波形，經(jīng)傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量來研究，以獲得信號的頻率結(jié)構(gòu)以及諧波幅值、相位、功率及能量與頻率的關(guān)系。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接通過對頻譜的分析可以解決以下問題。（1）求得振動參量中的各個頻率成分和頻率分布的范圍。（2）求出振動參量各個頻率成分的幅值大小或能量大小，從而得到影響設(shè)備狀態(tài)的主要頻率值及其對應(yīng)的幅值大小。1.幅值譜旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動一般表現(xiàn)為周期振動，它可分為許多頻率分量的合成，表現(xiàn)在頻譜圖上則是一條條離散的譜線。由前面周期振動信號函數(shù)傅里葉變換可知，幅值譜是表征每個頻率分量上振動幅值大小的頻譜圖。它是故障診斷中最常用、最直觀的分析手段。由幅值譜的變化規(guī)律及故障特征頻率即可診斷一般性故障類型。但是幅值譜的最大缺點是信噪比相對較低，抗噪聲能力較差。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接例如，一臺射流泵在正常運轉(zhuǎn)時在基頻（1800r/min）處幅值最大，達(dá)1.5μm（圖1-31）。3個月后測量，同一處的最大峰值是2.83μm（圖1-32），達(dá)到射流泵安全運行的報警值。因基頻峰值增大具有不平衡故障的特點，因此懷疑射流泵產(chǎn)生不平衡。拆機(jī)修理發(fā)現(xiàn)一個異物纏繞在葉輪上，改變了質(zhì)心。除去異物后，工頻處幅值僅為0.97μm（圖1-33），振幅明顯減小，射流泵運行正常。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接自功率譜能將實測的復(fù)雜工程信號分解成簡單的諧波分量來研究，描述了信號的頻率結(jié)構(gòu)。因此對機(jī)器設(shè)備的動態(tài)信號作自功率譜分析相當(dāng)于給機(jī)器“透視”，從而了解機(jī)器設(shè)備各部分的工作狀況。自功率譜在解決工程實際問題中獲得了廣泛的應(yīng)用。圖1-34所示為某一大型航空發(fā)動機(jī)的振動自功率譜，各個頻率分量譜線都對應(yīng)一定的零部件，利用這種對應(yīng)關(guān)系，可以進(jìn)行設(shè)備運行狀態(tài)及故障的識別?；スβ首V可以由互相關(guān)函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換求得，它不僅能提供按頻率分布的信號能量大小，而且能提供輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系。本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接

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本課件是可編輯的正常PPT課件知識鏈接本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作1.振動診斷分析方法（1）時域指標(biāo)分析。請掃描右側(cè)二維碼查看。（2）頻譜分析。請掃描右側(cè)二維碼查看。（3）倒頻譜分析。請掃描右側(cè)二維碼查看。視頻：倒頻譜分析視頻：時域指標(biāo)分析視頻：頻譜分析本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作完成設(shè)備振動診斷分析方法內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，請?zhí)顚懕?-15。本課件是可編輯的正常PPT課件實踐操作2.設(shè)備管理系統(tǒng)的使用（1）設(shè)備管理系統(tǒng)主要功能使用。請掃描右側(cè)二維碼查看。（2）利用設(shè)備管理系統(tǒng)建立設(shè)備樹。請掃描右側(cè)二維碼查看。（3）運用設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的過程。請掃描右側(cè)二維碼查看。學(xué)習(xí)完成后，在故障診斷計算機(jī)內(nèi)自動生成故障報告，保存在桌面上。診斷報告內(nèi)包含正確的測點路徑、時域波形圖、頻譜圖和倒頻譜圖。視頻：利用設(shè)備管理系統(tǒng)建立設(shè)備樹視頻：運用設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的過程視頻：設(shè)備管理系統(tǒng)主要功能使用本課件是可編輯的正常PPT課件考核標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備振動診斷方法評分標(biāo)準(zhǔn)見表1-16。本課件是可編輯的正常PPT課件思考題振動信號由哪三個參量表示？什么是峰值？怎樣利用軸心軌跡分析故障？什么是均方根值？時域分析的方法有哪些？思考題自相關(guān)函數(shù)在故障診斷中應(yīng)如何應(yīng)用？簡述包絡(luò)解調(diào)的原理。采集設(shè)備振動信號，并將數(shù)據(jù)回傳到設(shè)備管理系統(tǒng)中。怎樣利用互相關(guān)函數(shù)分析故障？頻域分析的方法有哪些？思考題（1）運用精密點檢儀在指定測試位置，采集水平、垂直、軸向三處的加速度、速度、位移振動信號。最大分析頻率分別為5000Hz，波長為16K（K指采樣率，下同）。（2）在設(shè)備管理系統(tǒng)中，建立設(shè)備樹，名為

班級→本人名字（學(xué)號）→齒輪軸承試驗臺→動態(tài)測試量（加速度16K，速度8K，位移4K），并把設(shè)備圖片與測點標(biāo)在設(shè)備管理系統(tǒng)中。（3）將所測數(shù)據(jù)回收在設(shè)備管理系統(tǒng)中，并轉(zhuǎn)到相應(yīng)的設(shè)備節(jié)點上。知識拓展1.細(xì)化分析技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動頻譜分析過程中，常常會遇到像齒輪、軸承、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它們往往在一個很寬的頻帶內(nèi)含有很密集的高次諧波成分，而分析儀器的顯示范圍是有限的，從而產(chǎn)生了分辨率的問題。細(xì)化分析技術(shù)是近年來由快速傅里葉變換（fastFouriertransform，F(xiàn)FT）方法發(fā)展起來的一項新技術(shù)，是一種用以增加頻譜中某些有限部分上的分辨能力的方法，即“局部放大”的方法，可使某些感興趣的重點頻段得到較高的分辨率。細(xì)化分析技術(shù)目前有許多種，比較常用的有兩種。一種是通過增加采樣點數(shù)來提高分辨率，這也是我們儀器采用的方式。常用的采樣點數(shù)從512點到8192點。另一種方法是采用頻移原理的復(fù)調(diào)制頻譜細(xì)化方法，也就是將任選頻段的中心頻率f0移至原點處，然后再按基帶的分析方法，即可獲得細(xì)化頻譜。本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展頻譜細(xì)化技術(shù)不僅能夠提高分辨率，而且還能提高分析中的信噪比。一般認(rèn)為，細(xì)化分析技術(shù)主要適用于以下場合。相位譜的斜度有時很陡，而檢測任務(wù)書中規(guī)定要確定其細(xì)節(jié)時。包含大量諧波的信號，如齒輪箱故障診斷用的振動信號。改進(jìn)弱阻尼、密模度頻響函數(shù)的分析結(jié)果，以便獲得準(zhǔn)確的譜峰及其對應(yīng)的頻率值。（3）（1）（2）對于比較低的頻率調(diào)制信號，所產(chǎn)生的邊頻帶間距等于調(diào)制頻率，又要分清細(xì)節(jié)時。（4）本課件是可編輯的正常PPT課件2.三維譜分析技術(shù)三維譜有轉(zhuǎn)速三維譜和時間三維譜。在機(jī)器的振動測量分析中，被測機(jī)器的工作是變轉(zhuǎn)速的，那么采用譜平均技術(shù)是不適當(dāng)?shù)幕蛘呤遣豢赡艿?。在這種情況下，如果選用轉(zhuǎn)速三維譜就能夠很清晰地把頻譜的變化特征顯示出來。轉(zhuǎn)速三維譜即把不同轉(zhuǎn)速下響應(yīng)的若干幅值譜或功率譜集中在轉(zhuǎn)速軸上，形成一個三維譜，如圖1-36所示。圖中每一條曲線都是對應(yīng)一定機(jī)器轉(zhuǎn)速時某點的振動響應(yīng)的頻譜圖，顯然由轉(zhuǎn)速三維譜可以得到機(jī)器在運轉(zhuǎn)范圍的所有轉(zhuǎn)速條件下和感興趣的所有頻譜處的全部振動幅值特征。一般旋轉(zhuǎn)機(jī)械中有兩種類型的振源，一種是與轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)的振源，如旋轉(zhuǎn)部件不平衡引起的振動；另一種是與轉(zhuǎn)速無關(guān)的振源，如周圍環(huán)境振動引起的或機(jī)器中流體介質(zhì)引起的振動等。知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件利用轉(zhuǎn)速三維譜可以很快識別這兩種振源，如圖1-36所示，B簇顯然屬于前者，而A簇屬于后者。通過實測轉(zhuǎn)速三維譜與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速三維譜比較，不僅能初步判斷有無故障，而且可以識別故障的振動頻率范圍和機(jī)器轉(zhuǎn)速的大小。另外，除了轉(zhuǎn)速三維譜外，還有時間三維譜。如圖1-37所示，時間三維譜是由安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)械上的測振傳感器在依次的等時間間隔處測得的信號的功率譜圖的記錄。因為有時設(shè)備負(fù)荷和運轉(zhuǎn)狀態(tài)的大幅度改變不一定引起轉(zhuǎn)速的變化，或只有很小的變化，這時時間三維譜則可提供系統(tǒng)的振動-時間關(guān)系的大量信息。例如，對同步或調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，故障診斷時檢測一段時間三維譜比轉(zhuǎn)速三維譜更加理想。知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件知識拓展本課件是可編輯的正常PPT課件以上介紹了設(shè)備振動故障診斷的一般方法，這些方法之間是互相關(guān)聯(lián)的，為了能夠更好地分析故障，我們必須對各種方法靈活應(yīng)用。因為在某一圖譜上我們可能看不出有什么故障特征信號，