設(shè)備故障診斷與維修

1、設(shè)備故障診斷與維修學(xué)習(xí)提綱第一章 緒論掌握設(shè)備故障診斷的意義、目的、任務(wù)及其發(fā)展概況，熟悉設(shè)備故障診斷的概念、意義和目的，熟悉狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的任務(wù)，了解設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況。1 、 設(shè)備診斷技術(shù)、 修復(fù)技術(shù)和潤滑技術(shù)已列為我國設(shè)備管理和維修工作的三項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。2、設(shè)備故障診斷是指在設(shè)備運(yùn)行中或在基本不拆卸的情況下，通過各種手段，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)， 判定產(chǎn)生故障的部位和原因， 并預(yù)測、預(yù)報(bào)設(shè)備未來的狀態(tài)，從而找出對策的一門技術(shù)。3、設(shè)備故障診斷既要保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，又要獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。4、設(shè)備故障診斷的任務(wù)是監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)，判斷其是否正常；預(yù)測和診斷設(shè)備的故障并消除

2、故障；指導(dǎo)設(shè)備的管理和維修。5、設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程：感性階段-量化階段-診斷階段（故障診斷技術(shù)真正作為一門學(xué)科）-人工智能和網(wǎng)絡(luò)化階段（發(fā)展方向） 。第二章 設(shè)備故障診斷的基本概念了解設(shè)備故障診斷的一些基本概念和基本方法，明確設(shè)備故障診斷的重要目標(biāo) 狀態(tài)維修。要求掌握設(shè)備與設(shè)備故障的基本概念，全面、深入了解設(shè)備故障的概念、原因、機(jī)理、類型、模式、特性、分析及管理；了解設(shè)備故障診斷的基本方法和分類；熟知設(shè)備維修方式的發(fā)展與狀態(tài)維修，認(rèn)識設(shè)備故障診斷技術(shù)與狀態(tài)維修的 “因果 ”關(guān)系。1、從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，設(shè)備是由有限個(gè) “元素 ” ，通過元素之間的 “聯(lián)系” ，按照一定的規(guī)律聚合而構(gòu)成的。2

3、、 設(shè)備的故障，是指系統(tǒng)的構(gòu)造處于不正常狀態(tài)，并可導(dǎo)致設(shè)備相應(yīng)的功能失調(diào)，致使設(shè)備相應(yīng)行為（輸出）超過允許范圍，這種不正常狀態(tài)稱為故障狀態(tài)。3、 理解故障原因、 故障機(jī)理、 故障模式、 故障分析等概念。 設(shè)備故障具有層次性、 傳播性、放射性、相關(guān)性、延時(shí)性、不確定性等基本特性。4、 對故障進(jìn)行分類的目的是為了弄清不同的故障性質(zhì)，從而采取相應(yīng)的診斷方法5、 設(shè)備故障診斷的基本方法包括傳統(tǒng)的故障診斷方法、 故障的智能診斷方法和故障診斷的數(shù)學(xué)方法。6、 設(shè)備故障診斷的分類根據(jù)診斷對象、診斷參數(shù)、診斷的目的和要求、診斷方法的完善程度等不同可以有各種分類方法。7、 我國的維修體制也在發(fā)生著深刻而巨大的變

4、化， 已從早期的事后維修和實(shí)施多年的定期預(yù)防維修開始進(jìn)入現(xiàn)代的預(yù)知性的視情（狀態(tài)）維修。8、 實(shí)施設(shè)備狀態(tài)維修的指導(dǎo)思想。第三章 設(shè)備故障診斷的技術(shù)基礎(chǔ)掌握設(shè)備故障診斷特別是振動診斷的技術(shù)基礎(chǔ)，要求熟悉設(shè)備故障診斷技術(shù)的內(nèi)容，掌握設(shè)備故障信息獲取和檢測方法的框架知識， 了解設(shè)備故障常用的三種評定標(biāo)準(zhǔn)及相對判斷標(biāo)準(zhǔn)的制定方法，熟悉故障診斷中的信號處理。掌握傅里葉變換在故障診斷中的應(yīng)用。1、 設(shè)備故障診斷的內(nèi)容包括狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和故障預(yù)測三個(gè)方面。其具體實(shí)施過程為信息采集、信號處理、狀態(tài)識別、診斷決策。2、 設(shè)備故障信息的獲取方法包括直接觀測法、參數(shù)測定法、磨損殘?jiān)鼫y定法及設(shè)備性能指標(biāo)的測定。

5、3、 設(shè)備故障的檢測方法包括振動和噪聲的故障檢測、 材料裂紋及缺陷損傷的故障檢測、設(shè)備零部件材料的磨損及腐蝕故障檢測及工藝參數(shù)變化引起的故障檢測。4、 設(shè)備故障的評定標(biāo)準(zhǔn)常用的有三種判斷標(biāo)準(zhǔn)，即絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)、相對判斷標(biāo)準(zhǔn)以及類比判斷標(biāo)準(zhǔn)。可用平均法制定相對判斷標(biāo)準(zhǔn)。5、 從某種意義上講，設(shè)備振動診斷的過程，就是從信號中提取周期成分的過程。組成周期成分的簡諧振動可用位移、速度和加速度三個(gè)參量來表征，每個(gè)參量有三個(gè)基本要素：即頻率、振幅和初相位。6、 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的目的就是去偽存真、去粗取精、由表及里、由此及彼的加工過程，提高信噪比，找出客觀事物本身的內(nèi)在規(guī)律和客觀事物之間的相互關(guān)系。7、 振動信

6、號頻率分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是傅里葉變換；在工程實(shí)踐中，運(yùn)用快速傅里葉變換的原理制成頻譜儀，這是故障診斷的有力工具第四章 振動診斷方法振動診斷是目前所有故障診斷技術(shù)中應(yīng)用最廣泛也是最成功的診斷方法， 要求掌握振動診斷的時(shí)域分析方法 （包括直接觀察法、 概率分析法、示性指標(biāo)法、時(shí)域同步平均法及相關(guān)函數(shù)診斷法） ；熟知振動診斷的頻域分析方法，明確頻域分析的主要內(nèi)容，熟練掌握各種頻率項(xiàng)的計(jì)算或查詢方法；了解振動診斷的其他方法如倒頻譜診斷法、軸心軌跡等。1、 利用振動信號對故障進(jìn)行診斷，是設(shè)備故障診斷方法中最有效、最常用的方法。2、 振動診斷的時(shí)域分析方法包括直接觀察法、概率分析法、示性指標(biāo)法、時(shí)域同步平均法

7、及相關(guān)函數(shù)診斷法。3、 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動監(jiān)測和故障診斷中， 對波形復(fù)雜的振動信號， 常常采用其峰 峰值；而利用均方根幅值作為故障診斷的判斷依據(jù)是最簡單、最常用的一種方法；峭度廣泛應(yīng)用于滾動軸承故障診斷。4、 振動頻譜中包含機(jī)器零部件的機(jī)械狀態(tài)信息，振動診斷的任務(wù)從某種意義上講，就是讀譜圖，把頻譜上的每個(gè)頻譜分量與監(jiān)測的機(jī)器的零部件對照聯(lián)系，給每條頻譜以物理解釋。5、 一臺機(jī)器設(shè)備在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生各種頻率項(xiàng)，包括旋轉(zhuǎn)頻率項(xiàng)、常數(shù)頻率項(xiàng)、齒輪頻率項(xiàng)、滾動軸承頻率項(xiàng)、倍乘頻率項(xiàng)、電機(jī)頻率項(xiàng)、皮帶頻率項(xiàng)、鏈頻率項(xiàng)和諧頻頻率項(xiàng)等。6、 振動診斷的其他方法包括倒頻譜診斷法、軸心軌跡等。第五章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故

8、障診斷技術(shù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指齒輪箱、離心風(fēng)機(jī)、離心泵、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、離心壓縮機(jī)、 水輪機(jī)、 航空發(fā)動機(jī)等機(jī)械設(shè)備， 它們廣泛應(yīng)用于電力、 石化、 冶金、 機(jī)械、 造紙、船舶、 航空以及一些軍事工業(yè)部門。 隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展， 旋轉(zhuǎn)機(jī)械正朝著大型、高速和自動化方向發(fā)展， 這對提高安全性和可靠性， 對發(fā)展先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，提出了迫切的要求。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)是近些年來國內(nèi)外開展廣泛研究，發(fā)展比較成熟的故障診斷技術(shù)， 具有一定的代表性， 因此本章是此書的重點(diǎn)部分。 掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障如轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、共振、機(jī)械松動、轉(zhuǎn)子摩擦、滑動軸承故障、轉(zhuǎn)軸裂紋、流

9、體動力激振、拍頻振動等的機(jī)理和特征， 熟練掌握滾動軸承故障診斷技術(shù)、 齒輪故障診斷技術(shù)， 了解電動機(jī)故障診斷技術(shù)、皮帶驅(qū)動故障診斷技術(shù)，并熟悉利用征兆的故障診斷方法。1、 旋轉(zhuǎn)機(jī)械是指齒輪箱、離心風(fēng)機(jī)、離心泵、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、離心壓縮機(jī)、水輪機(jī)、航空發(fā)動機(jī)等機(jī)械設(shè)備。2、 不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械最常見的故障。轉(zhuǎn)子不平衡故障的突出表現(xiàn)為一倍頻振動幅值大。同時(shí)會出現(xiàn)較小的高次諧波，使整個(gè)頻譜呈所謂的 “縱樹形 ”。3、 有資料表明現(xiàn)有企業(yè)在役設(shè)備30%50%存在不同程度的不對中。轉(zhuǎn)子不對中故障的突出表現(xiàn)為以二倍頻和一倍頻分量為主，不對中越嚴(yán)重，二倍頻所占比例越大。4、 強(qiáng)迫振動頻率與系

10、統(tǒng)的自然頻率一致時(shí)出現(xiàn)共振，使振動幅值急劇放大，導(dǎo)致過早損壞或?yàn)?zāi)難性破壞。拍頻振動簡稱拍振，是兩個(gè)頻率非常接近、振幅近似相同的簡諧波疊加時(shí)，彼此同步進(jìn)入和退出的結(jié)果。可以利用波形分析直接識別共振現(xiàn)象和拍頻現(xiàn)象。5、 機(jī)械松動包括 A 型機(jī)械松動、 B 型機(jī)械松動、 C 型機(jī)械松動。轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生類似于C 型機(jī)械松動產(chǎn)生的頻譜，轉(zhuǎn)子失穩(wěn)后時(shí)域波形嚴(yán)重畸變或削波。6、 滑動軸承油膜渦動是轉(zhuǎn)子中心繞軸承中心轉(zhuǎn)動的亞同步現(xiàn)象， 其回轉(zhuǎn)頻率即振動頻率約為轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的一半，所以常稱為半速渦動或半頻渦動，一般渦動頻率約為轉(zhuǎn)速的 0.400.48 倍。 當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率約為其一階臨界轉(zhuǎn)速的兩倍時(shí)， 由于此時(shí)油膜

11、渦動的渦動速度與轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速相重合即產(chǎn)生共振，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的振動現(xiàn)象，油膜可能不再具有支承能力，稱為油膜振蕩。7、 流體動力激振包括紊流、 喘振、 氣穴、迷宮密封氣流激振、不均勻氣流渦動。8、 滾動軸承的振動診斷方法包括有效值和峰值判別法、 峰值因數(shù)法、 概率密度分析法（用峭度衡量） 、低頻信號接收法、中頻帶通濾波法、諧振動信號接收法、包絡(luò)法、高通絕對值頻率分析法，目前國際流行的滾動軸承故障診斷技術(shù)是美國ENTEK 公司的 g/SE 技術(shù)和瑞典SPM 公司的沖擊脈沖法。9、 齒輪故障診斷技術(shù)主要是嚙合頻率諧頻分析和邊頻帶分析。 齒輪正常， 齒磨損，齒面點(diǎn)蝕，齒面剝落，齒輪偏心和齒隙游移，轉(zhuǎn)

12、軸上聯(lián)軸節(jié)不平衡或不對中，齒輪不對中，齒斷或齒裂，齒輪組合狀態(tài)問題，齒擺動故障，軸承配合松動對齒輪影響等情況的特征。10、 電動機(jī)故障診斷包括機(jī)械故障診斷和電氣故障診斷兩個(gè)方面。交流感應(yīng)電動機(jī)故障包括定子偏心、轉(zhuǎn)子偏心、轉(zhuǎn)子故障、接頭松動等情況。11、 皮帶驅(qū)動故障診斷技術(shù)。12、 利用征兆進(jìn)行故障診斷，要注意兩個(gè)問題：選擇特征突出的、有代表性的故障征兆參數(shù)；找出與上述征兆參數(shù)關(guān)聯(lián)的直接主導(dǎo)原因。第六章 設(shè)備振動故障診斷實(shí)施方法熟知實(shí)施現(xiàn)場振動診斷的6個(gè)基本步驟；緊緊圍繞三 W"一 H'這幾個(gè)中心問題，深入、細(xì)致掌握振動診斷狀態(tài)識別的基本方法， 掌握設(shè)備劣化趨勢分析的方法與應(yīng)

13、用； 了解工廠設(shè) 備振動診斷方案實(shí)踐。1、 通觀振動診斷的全過程， 診斷步驟可歸納為 6 個(gè)步驟：確定、 了解診斷對象； 確定診斷方案；進(jìn)行振動測量與信號分析；實(shí)施狀態(tài)判別；作出診斷決策；檢查驗(yàn)證。其中，確定診斷方案包括選擇測點(diǎn)、預(yù)估頻率和振幅、 確定測量參數(shù)、 選擇診斷儀器、選擇與安裝傳感器及做好其他相關(guān)事項(xiàng)的準(zhǔn)備等內(nèi)容。2、 振動診斷狀態(tài)識別的中心問題是三W"（這里指 Where”故障部位；What”一一什么故障；When”什么時(shí)候發(fā)生、發(fā)展）一“H'（即How”故障程度）。3、 設(shè)備有無異常的識別有標(biāo)準(zhǔn)識別法、圖像識別法；故障類型識別（“What ” ）有振動形態(tài)識別法

14、、 振動方向特征識別法、振動參數(shù)動態(tài)特征識別法、 幅值比較識別法、相位比較識別法、主頻率識別法、共變法、時(shí)域波形識別法；故障部位識別（“Where” ）有特征頻率識別法、分區(qū)搜索法、變速法和空檔法、類比法、排除法；故障程度識別（“How ”）有標(biāo)準(zhǔn)識別法、頻率識別法、沖擊脈沖法、峰值因數(shù)C 法；設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢識別（“When”）有趨勢管理圖法。4、 趨勢分析屬于預(yù)測技術(shù)， 其目標(biāo)是從過去和現(xiàn)在已知情況出發(fā)， 利用一定技術(shù)方法，去分析設(shè)備的正常、 異常和故障三種狀態(tài)， 推測故障的發(fā)展過程， 有利維修決策和過程控制。趨勢管理一般分為量值趨勢管理和數(shù)次趨勢管理兩種。 預(yù)測設(shè)備狀態(tài)到達(dá)危險(xiǎn)極值時(shí)間的

15、方法有兩點(diǎn)法和最小二乘法。5、 工廠設(shè)備振動診斷標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程和 “主要轉(zhuǎn)動設(shè)備運(yùn)行晴雨表” 。第八章 其它物理診斷方法聲學(xué)監(jiān)測方法、 溫度監(jiān)測方法和其它一些無損檢測技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)中也占有重要的地位。掌握超聲和聲發(fā)射診斷技術(shù)、紅外測溫技術(shù)、無損探傷法等內(nèi)容，要求了解聲學(xué)監(jiān)測方法，掌握溫度監(jiān)測方法，了解無損檢測技術(shù)。1、 利用聲響判斷物品的質(zhì)量是人們常用的簡易方法。現(xiàn)代的聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)已有了很大的發(fā)展，目前主要有聲學(xué)和噪聲監(jiān)測技術(shù)，超聲波檢測技術(shù)和聲發(fā)射技術(shù)。2、 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的熱工參數(shù)之一。 簡易溫度監(jiān)測常用接觸式測溫儀表； 目前，非接觸測溫法 紅外測溫監(jiān)測技術(shù)越來越受

16、到人們的重視。3、 無損檢測是指對材料和零、部件進(jìn)行的非破壞檢測，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項(xiàng)專門技術(shù)。第九章 液壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷液壓設(shè)備是一種流體驅(qū)動的裝置，是機(jī)械設(shè)備中的重要組成部分。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，液壓設(shè)備故障約占整個(gè)設(shè)備總故障的 30%左右。除了一般機(jī)械設(shè)備的共同點(diǎn)外，液壓設(shè)備還有其自身的特點(diǎn)， 例如油液分析就是液壓設(shè)備中一個(gè)重要而特殊的診斷參數(shù)。 要求了解液壓設(shè)備的失效分析， 掌握液壓設(shè)備故障診斷方法， 熟悉油液污染分析方法， 其中要重點(diǎn)掌握鐵譜分析法。1、 液壓設(shè)備是一種流體驅(qū)動的裝置， 是機(jī)械設(shè)備中的重要組成部分。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，液壓設(shè)備故障約占整個(gè)設(shè)備總故障的 30%左右

17、。2、 液壓元件最主要的失效機(jī)理是磨損和疲勞。3、 目前，確定液壓設(shè)備狀態(tài)的常用方法有功能診斷法、振動診斷法、聲學(xué)診斷法和參量診斷法等。4、 油液分析包括兩大內(nèi)容： 一是油液本身的物理化學(xué)性能分析； 二是油液的污染分析。5、 油液診斷方法的基本步驟為采樣、檢測、診斷、預(yù)測和處理。目前已經(jīng)使用或正在研究的油樣分析監(jiān)測方法包括油液光譜分析法、油液鐵譜分析法和磁塞檢查法等，近幾年又出現(xiàn)了油液能譜分析法。6、 鐵譜分析技術(shù)就是根據(jù)油液中的顆粒的濃度、形態(tài)、成分、類型、大小、分布和材料等數(shù)據(jù)信息，分析判斷設(shè)備的磨損狀態(tài)、磨損部位、磨損機(jī)理，進(jìn)行故障診斷。附：復(fù)習(xí)題1、簡述設(shè)備故障診斷的目的、任務(wù)和要解決的問題。2、簡述狀態(tài)維修的概念和意義。試述東風(fēng)汽車公司在狀態(tài)監(jiān)測工作中推行的“三”、 “五” 、“七”管理體制的具體內(nèi)容。3、如何判斷設(shè)備是否存在故障及故障的程度？簡述相對判斷標(biāo)準(zhǔn)的制定方法。4、何謂簡諧振動的三要素？同一簡諧振動的位移、速度、加速度三者之間的關(guān)系如何？5、對振動信號在頻率域中進(jìn)行描述，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是什么？請描述之。6、試述時(shí)域分析的示性指標(biāo)和頻域分析的主要內(nèi)容。7、引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因有哪些？轉(zhuǎn)子不對中有哪三種基本形式？并簡述它們各自的故障特征。8、簡述滾動軸承異常的基本形式和其故障發(fā)展的四個(gè)階段的頻譜特征。9、說明實(shí)施現(xiàn)場振動診斷的六個(gè)步驟。10、實(shí)施