故障基本概念演示文稿

故障基本概念演示文稿目前一頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)故障基本概念目前二頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)2.1故障基本概念失效(Failure)：產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能故障(Fault)：可修復(fù)的失效?？尚迯?fù)包含可能和值得兩層意思。故障和失效在工程上常等同。故障分析(失效分析)：分析故障原因，提出對策、預(yù)防方法。故障診斷：監(jiān)測、識別設(shè)備的狀態(tài)，做出決策。故障學(xué)：研究失效理論、故障診斷技術(shù)、預(yù)防工程一、術(shù)語目前三頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)二、故障類型(故障模式)1．?dāng)嗔眩喉g性、脆性斷裂、疲勞斷裂2．裂紋：鑄造裂紋、鍛造裂紋、焊接裂紋、熱處理裂紋、機(jī)加工裂紋3．磨損：磨粒磨損、粘著磨損、點(diǎn)蝕、氣蝕4．畸變：過量變形5．腐蝕：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、沖刷腐蝕6．其它：打滑、松脫(松動)、泄露、燒損等目前四頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)三、故障產(chǎn)生的原因1．產(chǎn)生原因 作用于產(chǎn)品的能量足夠大，使輸出參數(shù)超出允許的極限范圍。能量形式：機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、電能。能量來源：周圍環(huán)境作用的能量、機(jī)器工作過程的能量、制造過程在機(jī)器中潛伏的能量、修理維護(hù)時作用時機(jī)器的能量。 以σ表示廣義的應(yīng)力(如各種力、應(yīng)力、變形、磨損量)，以[σ]表示廣義的許用應(yīng)力。則故障發(fā)生的判據(jù)為：σ>[σ]目前五頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)2．極限技術(shù)狀態(tài)的確定總結(jié)經(jīng)驗法：工作日記、故障報告、維修記錄等生產(chǎn)試驗法(現(xiàn)場試驗)

實驗室研究：通過強(qiáng)化試驗規(guī)范、減小試件尺寸，節(jié)約時間和費(fèi)用理論計算：如計算裂紋擴(kuò)展速率，預(yù)測使用壽命。目前六頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)4、故障的分類1．按故障發(fā)生、發(fā)展的快慢分類

1）突發(fā)性故障這種故障的發(fā)生具有偶然性，與使用時間的長短無關(guān)，不可預(yù)測，發(fā)生前沒有任何可察覺的征兆。例如電氣系統(tǒng)的斷路，操作人員的失誤等都會引起這類故障。

2）漸近性故障 大部分機(jī)械故障都是漸近性故障，這種故障是由于設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)逐漸劣化（磨損、腐蝕、疲勞、老化等因素的影響），最終超出允許限度而引起的。目前七頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)2．按故障的表現(xiàn)分類

1）功能故障（實際故障）設(shè)備喪失了或明顯降低了工作能力，叫功能故障。這類故障容易發(fā)現(xiàn)，操作者能直接感受出來。

2）潛在故障 與漸近性故障相聯(lián)系。雖然故障在功能方面尚未表現(xiàn)出來，但已發(fā)展到能鑒別出來的程度時，就認(rèn)為是一種故障現(xiàn)象，并稱為潛在故障，例如疲勞裂紋、密封件老化、零件磨損等。及時處理潛在故障，防止發(fā)展成為功能故障，在機(jī)械使用過程中有著非常重要的意義。目前八頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)3．按故障發(fā)生的原因分類

1）人為故障設(shè)備在制造或大修時，使用了不合格的零件，運(yùn)行時不遵守操作規(guī)程，以及運(yùn)輸、保管不當(dāng)?shù)仍颍紩乖O(shè)備出現(xiàn)故障，這種故障稱為人為故障。

2）自然故障設(shè)備在使用和保存期間，由于受到外部和內(nèi)部各種自然因素的影響而引起的故障，都叫自然故障，如正常情況下的磨損、老化、腐蝕等引起的故障都屬這個范疇。目前九頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)故障規(guī)律指設(shè)備投入使用后，設(shè)備故障率與使用時間的關(guān)系。呈浴盆曲線。設(shè)備故障率：機(jī)械設(shè)備工作到t時刻不發(fā)生故障，而在下一個單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率。五、故障規(guī)律目前十頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)六、故障的影響因素1．設(shè)計2．材質(zhì)3．制造工藝4．裝配調(diào)試：裝配完成后進(jìn)行跑合可明顯提高壽命。5．運(yùn)轉(zhuǎn)維修：運(yùn)轉(zhuǎn)工況參數(shù)(載荷、速度、潤滑條件等)，維修制度是否合理目前十一頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)一、故障診斷的作用1)保障設(shè)備安全，防止突發(fā)性故障。2)保證設(shè)備精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。3)實施狀態(tài)維修，節(jié)約維修費(fèi)用。 維修方式分為：事后維修和預(yù)防維修(包括計劃維修和狀態(tài)維修)4）防止故障重復(fù)發(fā)生。5）提供技術(shù)改造、指定技術(shù)文件的依據(jù)。2.2故障診斷概述目前十二頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)二、故障診斷基本過程1．狀態(tài)監(jiān)測：通過傳感器采集機(jī)器運(yùn)行中的各種信息，在信號處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，得到能反映機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)，實現(xiàn)對機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測。2．狀態(tài)識別：根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測提供的特征參數(shù)，識別機(jī)器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。3．決策預(yù)防：對故障原因、部位和危害程度進(jìn)行評價，決定修正和預(yù)防的方法。目前十三頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)目前十四頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)三、故障診斷類型功能診斷與運(yùn)行診斷：功能診斷指對新安裝或維修的設(shè)備進(jìn)行檢測診斷。運(yùn)行診斷是對正在服役的設(shè)備進(jìn)行檢測診斷。直接診斷與間接診斷：間接診斷是利用二次診斷信息，如利用軸承的支承油壓來判斷軸的對中狀況。簡易診斷與精密診斷：簡易診斷判斷是否失效，精密診斷還需要確定故障的模式、嚴(yán)重程度、產(chǎn)生部位、原因等。定期診斷與連續(xù)監(jiān)測在線診斷與離線診斷常規(guī)工況診斷與特殊工況診斷：常規(guī)工況診斷在常規(guī)運(yùn)行狀況下監(jiān)測，特殊工況指機(jī)器啟動、停機(jī)等工況。目前十五頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)按監(jiān)測手段分：振動監(jiān)測診斷法、噪聲監(jiān)測診斷法、溫度監(jiān)測診斷法、聲發(fā)射監(jiān)測診斷法、壓力監(jiān)測診斷法、油液監(jiān)測診斷法等。按診斷原理分：頻域診斷法、時域診斷法、統(tǒng)計分析法、信息理論分析法、模式識別法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等。四、故障診斷方法目前十六頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)1．以監(jiān)測儀表為主體的監(jiān)測裝置由傳感器和指示儀表構(gòu)成，主要用于測振動。缺點(diǎn)：幅值監(jiān)測不能動態(tài)過程特征；強(qiáng)烈振動前，故障征兆不明顯；儀表無分析功能，靠人工經(jīng)驗判斷。2．監(jiān)測儀表配備軟硬件裝置由傳感器+頻譜分析儀構(gòu)成，具有頻譜分析、軸心軌跡圖等功能。缺點(diǎn)：不能自動判斷，診斷依賴于領(lǐng)域?qū)＜?；不能預(yù)防突發(fā)性故障。3．計算機(jī)輔助監(jiān)測與診斷系統(tǒng)：由傳感器+接口裝置+計算機(jī)(含人工智能技術(shù))組成。可實時監(jiān)測和自動診斷，是機(jī)械工況監(jiān)測與故障診斷的主要發(fā)展領(lǐng)域。五、故障診斷設(shè)備目前十七頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)2.3故障特征參量在機(jī)械故障診斷學(xué)領(lǐng)域，將對故障靈敏、穩(wěn)定可靠的物理參量稱為故障特征參量。機(jī)械系統(tǒng)的故障類型是千差萬別的，與每一種故障類型相對應(yīng)，機(jī)械系統(tǒng)必定會通過一個或多個物理參量將其表征出來，每一種故障類型也必須由一種或多種原因所引起。也就是說，故障表現(xiàn)與其特征參量和故障原因之間存在如下的對應(yīng)關(guān)系：一、故障特征參量的定義目前十八頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)式中F——某種故障類型；

α1、α2…——各特征參量或故障原因。故障診斷就是要確定F與α1、α2，…之間的某種對應(yīng)關(guān)系，以便通過α1、α2，…來判斷故障類型F是否發(fā)生．或在已知F發(fā)生的情況下去查明造成F的原因α1、α2，……等。目前十九頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)二、直接特征參量與間接特征參量可以用直接特征參量或間接特征參量來描述故障。直接特征參量包括設(shè)備或部件的輸出參數(shù)、設(shè)備零部件的損傷量。以設(shè)備或部件輸出參數(shù)作為故障特征參量一般難以發(fā)現(xiàn)早期故障；另外，這類故障特征參量只能用以判斷設(shè)備工作能力的強(qiáng)弱，只表明有無故障，而無法判斷故障部位、故障形式及故障原因。引起設(shè)備故障的各種損傷量，如變形量、磨損量、裂紋大小、銹蝕程度等都是判斷設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的特征參量。這類特征參量都是引起故障的直接原因，它們不僅可以表示故障的存在、原因、部位，而且其數(shù)量值可以表示故障的嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢。目前二十頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)間接特征參量即二次效應(yīng)參數(shù)，主要有設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動、聲音、溫度、電量等等。作為故障信號的二次效應(yīng)參數(shù)比較多，而且對于不同的故障和頻率范圍，二次效應(yīng)參數(shù)與故障判斷之間的靈敏度和有效性也不完全相同。因而在故障診斷中，就存在一個合理選擇特征參量的問題。用間接特征參量進(jìn)行故障診斷的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在設(shè)備運(yùn)行中以及不做任何拆卸的條件下進(jìn)行診斷。其缺點(diǎn)是間接特征參量與故障間常存在某種隨機(jī)性。目前二十一頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)三、故障特征參量的選取機(jī)械系統(tǒng)的故障類型是千差萬別的，與每一種故障類型相對應(yīng)，機(jī)械系統(tǒng)必定會通過一個或多個物理參量將其表征出來，每一種故障類型也必須由一種或多種原因所引起。對于同一種故障類型，當(dāng)它們發(fā)生在不同的機(jī)械系統(tǒng)上時，其故障特征參量也不同，因此，在確定某種故障的特征參量時，應(yīng)結(jié)合具體的系統(tǒng)進(jìn)行。例如，一般機(jī)器的軸承發(fā)生故障時，其溫度會升高，此時溫度可選為故障特征參量。然而，對于礦山井下的通風(fēng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子軸承處于風(fēng)道內(nèi)，受到強(qiáng)風(fēng)冷卻，即使出現(xiàn)故障溫度也未必明顯升高，此時就不宜選用溫度作為軸承故障的特征參量。目前二十二頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn) 故障特征參量一般通過經(jīng)驗、理論分析和實驗的方法來確定。故障特征參量的選取原則有：1）高度敏感性：機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)的微弱變化應(yīng)引起故障特征參量的較大變化；2）高度可靠性：故障特征參量是依賴于機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)變化而變化的，如果把故障特征參量取作應(yīng)變量，系統(tǒng)狀態(tài)取作自變量，則故障特征參量應(yīng)是系統(tǒng)狀態(tài)這個自變量的單值函數(shù)；3）實用性(或可實現(xiàn)性)：故障特征參量應(yīng)是便于檢測的，如果某個物理參量雖對某種故障足夠靈敏，但這個參量不易獲得(經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)方面的考慮)，那么這個物理參量也不便用作故障特征參量。目前二十三頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)2.4故障診斷的思維方法

當(dāng)系統(tǒng)的故障影響因素復(fù)雜，各影響因素之間存在各種復(fù)雜邏輯關(guān)系時，需要采用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行分析。它把復(fù)雜設(shè)備和人的因素作為一個整體系統(tǒng)，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和現(xiàn)代化工具來研究故障的因果之間的各種邏輯關(guān)系，并計算出系統(tǒng)故障與其組成部分之間的定量關(guān)系。目前二十四頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn) 故障診斷過程是一個觀察、假設(shè)、驗證、修正假設(shè)、再驗證……，直至找到故障的真正原因的過程。即可把故障診斷過程劃分為以下五個步驟：調(diào)研考察，得出故障現(xiàn)象；假設(shè)原因由假設(shè)原因推斷出應(yīng)有的結(jié)果：將推斷結(jié)果與考察所得的現(xiàn)象進(jìn)行比較；得出假設(shè)成立與否的結(jié)論，如果原假設(shè)不成立，則需另立假設(shè)。一、形式邏輯推理目前二十五頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)邏輯推理方法有：求同法求異法求同求異法共變法剩余法目前二十六頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)二、主次圖法（Pareto圖）主次圖是為尋找故障主要原因所使用的圖。Pareto圖來自于Pareto定律，該定律認(rèn)為絕大多數(shù)的問題或缺陷產(chǎn)生于相對有限的起因。就是常說的80/20定律，即20%的原因造成80%的問題。Pareto圖又稱排列圖，是一種柱狀圖，按事件發(fā)生的頻率排序而成，它顯示由于各種原因引起的缺陷數(shù)量或不一致的排列順序，是找出影響項目產(chǎn)品或服務(wù)質(zhì)量的主要因素的方法。只有找到影響項目質(zhì)量的主要因素，才能有的放矢，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。pareto圖中根據(jù)柱圖頂端生成的曲線為Pareto曲線，說明了項目實施失敗的各種原因。其中，各影響因素的排列順序用于指導(dǎo)糾正措施，即項目組應(yīng)該首先解決引起更多缺陷的問題。影響質(zhì)量的主要因素通常分為3類：A類為累計百分?jǐn)?shù)在70%-80%范圍內(nèi)的因素，它是主要的影響因素。B類是除A類之外累計百分?jǐn)?shù)在80%-90%范圍內(nèi)的因素，是次要因素。C類為除A、B兩類之外百分比在90%-100%范圍的因素。因此Pareto圖又叫ABC分析圖法。目前二十七頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)B23型機(jī)械保溫車主電機(jī)的故障主次圖目前二十八頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)應(yīng)用介紹在一定期間收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)時區(qū)分不同的原因按照出現(xiàn)次數(shù)大小依次排列計算累計和將這些數(shù)據(jù)用直方圖的形式表達(dá)出來，并畫出累計和曲線。目前二十九頁\總數(shù)三十二頁\編于點(diǎn)三、因果圖法（魚骨圖）因果圖是一種發(fā)現(xiàn)故障“根本原因”的方法,又稱為魚骨圖。故障標(biāo)在“魚頭”外，在魚骨上長出魚刺，上面按出現(xiàn)機(jī)會多寡列出產(chǎn)生故障的可