1、機械故障診斷技術第1頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四 故障診斷的基礎是建立在能量耗散原理上的。所有設備的作用都是能量轉換與傳遞，設備狀態愈好，轉換與傳遞過程中的附加能量損耗愈小。例如機械設備，其傳遞的能量是以力、速度兩個主要物理參數來表征，附加能量損耗主要通過溫度及振動參數表現。隨著設備劣化程度加大，附加能量損耗也增大。因此，監測附加能量損耗的變化，可以了解設備劣化程度。(能量參數：電壓及電流、壓力及流量等）第2頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四1.1 設備的壽命及劣化曲線1. 浴盆曲線浴盆曲線：設備維修工程中，根據統計得出的一般機械設備劣化進程規律曲

2、線。由于曲線的形狀類似浴盆的剖面線，因此稱為浴盆曲線。第3頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四設備的壽命曲線（浴盆曲線）磨合期正常使用期耗損期故障率%圖11浴盆曲線第4頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四浴盆曲線中的三個階段磨合期，表示新機器的磨合階段，這時故障率較高。正常使用期，表示機器經磨合后處于穩定階段，這時故障率最低。耗損期，表示機器由于磨損、疲勞、腐蝕已處于老年階段，因此故障率又逐步升高。第5頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四2. 設備的劣化曲線綠區(G)包括浴盆曲線的正常使用階段，即故障率最低的階段。機器處良好狀態。黃區(Y)

3、包括浴盆曲線區的初始階段，故障率已有抬高的趨勢。機器處警戒狀態。紅區(R)包括浴盆曲線區故障率已大幅度上升的階段。機器處嚴重或危險狀態。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：第6頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四1.2 故障診斷的內容1）運行狀態的監測根據機械設備在運行時產生的信息判斷設備是否運行正常，其目的是為了早期（盡早）發現設備故障的苗頭。2）設備運行狀態的趨勢預報在狀態監測的基礎上進一步對設備運行狀態的發展趨勢進行預測，其目的是為了預知設備劣化的速度以便為生產安排和維修計劃提前作好準備。3）故障類型、

4、程度、部位、原因的確定最重要的是故障類型的確定，它是在狀態監測的基礎上，當確認機器已處于異常狀態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。第7頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四1.3 故障診斷的基本方法按機械故障診斷方法的難易程度分類：可分為1)簡易診斷法和2)精密診斷法。按機械故障診斷的測試手段來分類，主要分為3)直接觀察法、4)振動噪聲測定法、5)無損檢測法、6)磨損物測定法、7)機器性能參數測定法。第8頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四1.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、工業內窺鏡、紅外點溫儀

5、對設備進行人工巡回監測，根據設定的標準或人的經驗分析，了解設備是否處于正常狀態。若發現異常，通過對監測數據分析進一步了解其發展的趨勢。因此，簡易診斷法主要解決的是狀態監測和一般的趨勢預報問題。第9頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四2.精密診斷法精密診斷法指對已產生異常狀態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、診斷專家系統等)進行綜合分析，以期了解故障的類型、程度、部位和產生的原因及故障發展的趨勢等問題。精密診斷法主要解決的問題是分析故障部位、程度、原因和較準確地確定發展趨勢。第10頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四3. 直接觀察法

6、傳統的直接觀察法，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驗，故有較大的局限性。隨著技術的發展和進步，目前出現的便攜式測振儀、泄漏聽診儀、光纖內窺鏡、紅外熱像儀、激光全息攝影等現代手段，大大延長了人的感觀器官，使這種傳統方法又恢復了青春活力，成為一種有效的診斷方法。第11頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四4.振動噪聲測定法機械設備在運動狀態下(包括正常和異常狀態)都會產生振動和噪聲。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系。大多數機械設備是

7、定速運轉設備，各零部件的運動規律決定了它的振動頻率。由于是定速運轉，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和劣化程度。（振動法，由于不受背景噪聲干擾的影響，使信號處理比較容易，因此應用更加普遍。）第12頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四5. 無損檢測法無損檢測是一種從材料和產品的無損檢測技術中發展起來的方法，它是在不破壞材料表面及內部結構的情況下檢測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、射線、聲發射、磁粉探傷、滲透染色等。第13頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四6. 磨損殘余物測定法機器

8、的潤滑系統或液壓系統的循環油路中攜帶著大量的磨損殘余物(磨粒)。它們的數量、大小、幾何形狀及成分反映了機器的磨損部位、程度和性質，根據這些信息可以有效地診斷設備的磨損狀態。第14頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四7. 機器性能參數測定法機器的性能參數主要包括顯示機器主要功能的一些數據，如泵的揚程，機床的精度，壓縮機的壓力，流量，內燃機的功率、耗油量，破碎機的粒度等。一般這些數據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是處于正常范圍之外。第15頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四 當診斷一臺設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值，再與檢測得到的數據進行對比驗證，將對比不相符合的可能排除，剩下相符的可能，即為設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法。小結第16頁，共17頁，2022年，5月20日，3點6分，星期四第1章 思考題1-1故障診斷的基礎是建立在_原理上的。1-2機械故障診斷的基本方法可按不同觀點來分類的，目前流行的分類方法有兩種：一種按機械故障診斷方法的難易程度分類，可分為_