機(jī)械故障診斷技術(shù)緒論

1、第一章 緒論在連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中，如果某臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備因故障而不能繼續(xù)運(yùn)行，往往會(huì)涉及全廠生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行，而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)，例如電力系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)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(duì)于某些關(guān)鍵機(jī)床設(shè)備，因故障存在而導(dǎo)致加工質(zhì)量降低，使整個(gè)機(jī)器產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，這時(shí)故障診斷技術(shù)也不容忽視。 故障診斷的基礎(chǔ)是建立在能量耗散能量耗散原理上的。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(jī)械設(shè)備，其傳遞的能量是以力、速度兩個(gè)主要物理參數(shù)來表征，附加能量損耗能量損耗主要通過溫度及振動(dòng)參數(shù)表現(xiàn)。隨著設(shè)備劣化

2、程度加大，附加能量損耗也增大。因此，監(jiān)測(cè)附加能量損耗的變化，可以了解設(shè)備劣化程度。(能量參數(shù)：電壓及電流、壓力及流量等）1.1 設(shè)備的壽命及劣化曲線 1. 浴盆曲線浴盆曲線：設(shè)備維修工程中，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得出的一般機(jī)械設(shè)備劣化進(jìn)程規(guī)律曲線。由于曲線的形狀類似浴盆的剖面線，因此稱為浴盆曲線。設(shè)備的壽命曲線（浴盆曲線）磨合期正常使用期耗損期故障率%圖11浴盆曲線浴盆曲線中的三個(gè)階段 磨合期，表示新機(jī)器的磨合階段，這時(shí)故障率較高。 正常使用期，表示機(jī)器經(jīng)磨合后處于穩(wěn)定階段，這時(shí)故障率最低。 耗損期，表示機(jī)器由于磨損、疲勞、腐蝕已處于老年階段，因此故障率又逐步升高。2. 設(shè)備的劣化曲線綠區(qū)(G)包括浴盆曲線

3、的正常使用階段，即故障率最低的階段。機(jī)器處良好狀態(tài)。黃區(qū)(Y)包括浴盆曲線區(qū)的初始階段，故障率已有抬高的趨勢(shì)。機(jī)器處警戒狀態(tài)。紅區(qū)(R)包括浴盆曲線區(qū)故障率已大幅度上升的階段。機(jī)器處嚴(yán)重或危險(xiǎn)狀態(tài)。GYR圖1-2劣化曲線取浴盆曲線中后兩階段，第階段（正常使用期）和第階段（耗損期）作為劣化曲線。如下圖：1.2 故障診斷的內(nèi)容 1）運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)根據(jù)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的信息判斷設(shè)備是否運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)的趨勢(shì)預(yù)報(bào)在狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，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(jì)劃提前作好準(zhǔn)備。 3）

4、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(cè)的基礎(chǔ)上，當(dāng)確認(rèn)機(jī)器已處于異常狀態(tài)時(shí)所需要進(jìn)一步解決的問題，其目的是為最后的診斷決策提供依據(jù)。1.3 故障診斷的基本方法 按機(jī)械故障診斷方法的難易程度分類：可分為1)簡(jiǎn)易診斷法和2)精密診斷法。 按機(jī)械故障診斷的測(cè)試手段來分類，主要分為3)直接觀察法、4)振動(dòng)噪聲測(cè)定法、5)無損檢測(cè)法、6)磨損物測(cè)定法、7)機(jī)器性能參數(shù)測(cè)定法。1.簡(jiǎn)易診斷法簡(jiǎn)易診斷法指主要采用便攜式的簡(jiǎn)易診斷儀器，如測(cè)振儀、聲級(jí)計(jì)、工業(yè)內(nèi)窺鏡、紅外點(diǎn)溫儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行人工巡回監(jiān)測(cè)，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)或人的經(jīng)驗(yàn)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(duì)監(jiān)測(cè)

5、數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步了解其發(fā)展的趨勢(shì)。因此，簡(jiǎn)易診斷法主要解決的是狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)和一般的趨勢(shì)預(yù)報(bào)趨勢(shì)預(yù)報(bào)問題。2.精密診斷法精密診斷法指對(duì)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(jì)算機(jī)輔助分析方法、診斷專家系統(tǒng)等)進(jìn)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(shì)等問題。精密診斷法主要解決的問題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(shì)。3. 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(yàn)，故有較大的局限性。隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，目前出現(xiàn)的便攜式

6、測(cè)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(zhǎng)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。4.振動(dòng)噪聲測(cè)定法機(jī)械設(shè)備在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下(包括正常和異常狀態(tài))都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。進(jìn)一步的研究還表明，振動(dòng)和噪聲的強(qiáng)弱及其包含的主要頻率成分和故振動(dòng)和噪聲的強(qiáng)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。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(jī)械設(shè)備是定速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，各零部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定了它的振動(dòng)頻率。由于是定速運(yùn)轉(zhuǎn)，其振動(dòng)頻率即為該零件的特征頻率，觀測(cè)特征頻率的振動(dòng)幅值變化，可以了解該零部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和劣化程度

7、。（振動(dòng)法，由于不受背景噪聲干擾的影響，使信號(hào)處理比較容易，因此應(yīng)用更加普遍。）5. 無損檢測(cè)法無損檢測(cè)是一種從材料和產(chǎn)品的無損檢測(cè)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)的情況下檢測(cè)機(jī)械零部件缺陷的方法。它使用的手段包括超聲、紅外、x射線、射線、聲發(fā)射、磁粉探傷、滲透染色等。6. 磨損殘余物測(cè)定法機(jī)器的潤(rùn)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(jī)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)。7. 機(jī)器性能參數(shù)測(cè)定法機(jī)器的性能參數(shù)主要包括顯示機(jī)器主要功能的一些數(shù)據(jù)，如泵的揚(yáng)程，機(jī)床的精度，壓縮機(jī)的壓力，

8、流量，內(nèi)燃機(jī)的功率、耗油量，破碎機(jī)的粒度等。一般這些數(shù)據(jù)可以直接從機(jī)器的儀表上讀出，由此可以判定機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)是處于正常范圍之外。 當(dāng)診斷一臺(tái)設(shè)備的故障部位和原因時(shí)，往往需要綜合的運(yùn)用多種檢測(cè)方法。在判定前，要列舉各種可能及該可能的特征參數(shù)值，再與檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，將對(duì)比不相符合的可能排除，剩下相符的可能，即為設(shè)備的故障部位和原因。這就是故障診斷中所普遍使用的排除排除法法。小結(jié)第1章 思考題1-11-1故障診斷的基礎(chǔ)是建立在故障診斷的基礎(chǔ)是建立在_原理上的。原理上的。1-21-2機(jī)械故障診斷的基本方法可按不同觀點(diǎn)來分類的，機(jī)械故障診斷的基本方法可按不同觀點(diǎn)來分類的，目前流行的分類方法有兩種：一種按機(jī)械故障診斷方法的目前流行的分類方法有兩種：一種按機(jī)械故障診斷方法的難易程度分類，可分為難易程度分類，可分為_和和_法法師師 二是按機(jī)械故障診斷的測(cè)試手段來分類，主要分為二是按機(jī)械故障診斷的測(cè)試手段來分類，主要分為_、_、_、_、_。1-31-3設(shè)