安全工程師《安全生產技術》考點：械設備故障診斷技術

1、安全工程師安全生產技術考點：械設備故障診斷技術安全工程師安全生產技術考點：械設備故障診斷技術(一) 機械設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型故障診斷是研究機械設備運行狀態(tài)變化的信息，進而識別、預測 和監(jiān)視機械運行狀態(tài)的技術方法。故障診斷的基本模型如圖4-5所示。圖中St (f)是載荷或應力 向量,M(f)是故障機理傳遞函數(shù),E(f)是異常模式(模型)向量,x(f) 是設備狀態(tài)向量，H(f)是E(f)和X(f)之間的傳遞函數(shù)。機器或設備 在正常工作時M/(f)=l其狀態(tài)向量X(f)是由外因St(f)和內因H(f) 共同決定的，當出現(xiàn)異?；蚬收霞碝(f)不為1或St(f)超過正常值。 前者稱為結構異常，后者

2、稱為偏離操作規(guī)范之后，X(f)除與外因 St (f)和內因H(f)有關外，還與載荷超差及故障機理傳遞函數(shù)M(f) 有關。圖4-3故障診斷的基木模型在設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，設備的狀態(tài)向量是設備異常或故 障信息的重要載體，是設備故障診斷的客觀依據，所以及時而正確 地掌握狀態(tài)向量是進行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他 檢測手段進行狀態(tài)信號的監(jiān)測。(二) 故障診斷的基本流程及實施步故障診斷的基木工藝流程如圖4-4所示，它包括診斷文檔建立 和診斷實施兩大部分。診斷實施過程是故障診斷的中心工作，它可以細分為4個基本步 驟：(1) 信號檢測。按不同診斷目的選擇最能表征設備狀態(tài)的信號， 對該類信號進

3、行全面地檢測，并將其匯集在一起，形成一個設備工 作狀態(tài)信號子集，該子集稱為初始模式向量。(2) 特征提取(或稱信號處理)。將初始模式向量進行維數(shù)變換、 形式變換，去掉兀余信息，提取故障特征，形成待檢模式。圖4-4故障診斷的基本方法(3) 狀態(tài)識別。將待檢模式與樣板模式(故障檔案)對比，進行狀 態(tài)分類。(4) 診斷決策。根據判別結果采取相應的對策。對策主要是指對 設備及其工作進行必要的預測和干預。(三) 故障診斷技術1. 振動信號的檢測與分析振動信號一般用位移、速度或加速度傳感器來測量。傳感器應盡量安裝在診斷對象的振動敏感點或離核心部位最近的 關鍵點。對于低頻振動，一般要從3個互相垂直的方向上進

4、行檢測。 對于高頻振動，通常只從一個方向上進行檢測即可。2. 油液分析技術油液分析中，目前應用較多的有光譜油液分析和鐵譜油液分析兩 種。光譜油液分析方法是利用原子吸收光譜來分析潤滑油中金屬的成 分和含量，進而判斷零件磨損程度的方法。物質的原子有其特定的 吸收光譜譜線，利用元素的特征吸收光譜譜線及其強度可以分析潤 滑油中特定金屬元素的含量。鐵譜分析是通過檢查潤滑油或液壓系統(tǒng)的油液中所含磁性金屬磨 屑的成分、形態(tài)、大小及濃度來判斷和預測機器系統(tǒng)中零件的'磨損 情況。3. 溫度檢測及紅外線監(jiān)測技術溫度是工業(yè)生產中很普遍、很重要的熱工參數(shù)之一。一方面許多 生產過程中在工藝上要求對溫度進行監(jiān)測和

5、控制，另一方面，機電 設備運行是否正常往往在溫度上會有所反映，根據溫度變化特征可 以了解設備的運行狀態(tài)。因此，生產中經常會遇到溫度測量的問題。物體表而發(fā)射的紅外線與其溫度有關。紅外線測溫的原理是利用 紅外線探測器將紅外線輻射產生的熱效應和光電效應轉換成人們能 識別的信號。常用的探測儀器有紅外測溫儀、紅外成像儀和紅外攝 影機等。4. 超聲探傷技術超聲波是比聲波振動頻率更高的波，檢測中常用的是15MHz的 超聲波。與聲波相比，超聲波具有方向性好、波長短、在高密度固 體中損失小及在不同密度介質的界面上反射大等特點。因此，利用 超聲波可以對所有固體材料進行探傷和檢測。它常用來檢查內部結 構的裂紋、搭接

6、、夾雜物、焊接不良的焊縫、鍛造裂紋、腐蝕坑以 及加工不適當?shù)乃芰蠅簩拥?。還可以檢查管道中流體的流量、流速 以及泄露等。5. 表而缺陷探傷技術常見材料缺陷檢測方法包括磁粉探傷、滲透探傷和渦流探傷等幾 種。磁粉探傷的原理是利用鐵磁性試件的導磁性實現(xiàn)的。鐵磁性物質 的導磁性要比空氣的導磁性強得多，因此表而缺陷處磁阻大，易產 生漏磁場，吸引磁粉，形成磁粉堆積。通過觀察磁粉聚集情況就可 以確定被探測工件的表面缺陷或近表面缺陷。滲透探傷的依據是物理化學中的液體對固體的潤濕能力和毛細現(xiàn) 象（滲透和上升）。首先將被探傷工件的表面涂上具有高度滲透能力 的滲透液，滲透液由于潤濕作用及毛細現(xiàn)象而進人工件的表面缺陷 中，然后將工件表面多余的滲透液清洗干凈，再涂一層親和力強的 顯像劑，將滲入裂紋中的滲透液吸出來，在顯像劑上便顯現(xiàn)出缺陷 的形狀和位置的鮮明圖案。渦流探傷是當通電線圈接近被測表面時，導電的試件表面層將產 生渦電流(簡稱渦流)，渦流又會產生交變磁場，該交變磁場又會在 激勵線圈中感應出電流。由于渦流與表面狀態(tài)有關，感應電