企業(yè)設(shè)備培訓(xùn)之六設(shè)備故障和診斷

1、1第第6章章 設(shè)備故障和診斷設(shè)備故障和診斷周劍峰周劍峰9999o 福特公司在檢查設(shè)備時，曾發(fā)現(xiàn)一臺大型電福特公司在檢查設(shè)備時，曾發(fā)現(xiàn)一臺大型電機運轉(zhuǎn)時有異響，但毛病在哪卻無法機運轉(zhuǎn)時有異響，但毛病在哪卻無法“確診確診”，于是請來了斯坦門茨，斯坦門茨仔細(xì)地，于是請來了斯坦門茨，斯坦門茨仔細(xì)地聽了聽，敲了敲，然后在電機外殼上畫了條聽了聽，敲了敲，然后在電機外殼上畫了條線，等到技工打開電機，才果然發(fā)現(xiàn)毛病在線，等到技工打開電機，才果然發(fā)現(xiàn)毛病在那里。事后，福特公司爽然支付了那里。事后，福特公司爽然支付了1萬美元。萬美元。什么？就這么聽聽敲敲就值什么？就這么聽聽敲敲就值1個萬？一時間人個萬？一時間人們

2、議論紛紛，斯坦門茨會意，便在領(lǐng)款單的們議論紛紛，斯坦門茨會意，便在領(lǐng)款單的背面寫道：背面寫道：“畫一條線值畫一條線值1美元，知道在哪里美元，知道在哪里畫值畫值9999美元。美元?！惫收系亩x故障的定義 定義：機械設(shè)備在運行過程中，喪失或降低定義：機械設(shè)備在運行過程中，喪失或降低其規(guī)定的功能及不能繼續(xù)運行的現(xiàn)象。其規(guī)定的功能及不能繼續(xù)運行的現(xiàn)象。 （規(guī)定功能是指在設(shè)備的技術(shù)文件中明確規(guī)（規(guī)定功能是指在設(shè)備的技術(shù)文件中明確規(guī)定的功能。失效也被稱為一種故障。）定的功能。失效也被稱為一種故障。） 故障的定義故障的定義o 兩層含義：兩層含義：o 1、機械系統(tǒng)偏離正常功能，它的形成原因、機械系統(tǒng)偏離正常功

3、能，它的形成原因主要是因為機械系統(tǒng)的工作條件（含零部件主要是因為機械系統(tǒng)的工作條件（含零部件）不正常而產(chǎn)生的，通過參數(shù)調(diào)節(jié)或零部件）不正常而產(chǎn)生的，通過參數(shù)調(diào)節(jié)或零部件修復(fù)又可以恢復(fù)到正常功能。修復(fù)又可以恢復(fù)到正常功能。o 2、功能失效，是指系統(tǒng)連續(xù)偏離正常功能、功能失效，是指系統(tǒng)連續(xù)偏離正常功能，且其程度不斷加劇，使機械設(shè)備基本功能，且其程度不斷加劇，使機械設(shè)備基本功能不能保證。一般零件失效可以更換，關(guān)鍵零不能保證。一般零件失效可以更換，關(guān)鍵零件失效，往往導(dǎo)致整機功能喪失件失效，往往導(dǎo)致整機功能喪失故障的分類故障的分類p 按工作狀態(tài)分按工作狀態(tài)分1、間歇性故障、間歇性故障 2、永久性故障、永

4、久性故障 按發(fā)生時間分按發(fā)生時間分1、早發(fā)性故障、早發(fā)性故障 2、突發(fā)性故障、突發(fā)性故障 3、漸進(jìn)性故障、漸進(jìn)性故障 4、復(fù)合型故、復(fù)合型故障障p 按表現(xiàn)形式分按表現(xiàn)形式分1、功能故障、功能故障 2、潛在故障、潛在故障p 按產(chǎn)生原因分按產(chǎn)生原因分1、人為故障、人為故障 2、自然故障、自然故障p 按造成的后果分按造成的后果分1、致命故障、致命故障 2、嚴(yán)重故障、嚴(yán)重故障 3、一般故障、一般故障 4、輕度故障、輕度故障 故障通常不能單純的用一種類別去界定，往往是復(fù)合型的。故障通常不能單純的用一種類別去界定，往往是復(fù)合型的。故障的典型模式故障的典型模式o 機械設(shè)備常見的故障模式機械設(shè)備常見的故障模式

5、o 異常振動、磨損、疲勞、裂紋、破裂、過度異常振動、磨損、疲勞、裂紋、破裂、過度變形、腐蝕、剝離、滲漏、堵塞、松弛、熔變形、腐蝕、剝離、滲漏、堵塞、松弛、熔融、蒸發(fā)、絕緣劣化、異常聲響、油質(zhì)劣化融、蒸發(fā)、絕緣劣化、異常聲響、油質(zhì)劣化、材質(zhì)劣化、其它、材質(zhì)劣化、其它67故障理論概述故障理論概述o 故障特征量故障特征量 故障概率故障概率 dttftFt08故障理論概述故障理論概述o 無故障概率：無故障概率：R(t)=1-F(t)o 故障率：故障率： tRtft 9故障理論概述故障理論概述o 故障率類型故障率類型 常數(shù)型常數(shù)型 負(fù)指數(shù)型負(fù)指數(shù)型 正指數(shù)型正指數(shù)型 浴盆型浴盆型機械設(shè)備故障率變化機械設(shè)

6、備故障率變化o 1)早期故障期早期故障期o 特點特點:故障率較高且故障率隨時間的增加而故障率較高且故障率隨時間的增加而迅速下降迅速下降o 原因：設(shè)計、制造、裝配等缺陷以及操作不原因：設(shè)計、制造、裝配等缺陷以及操作不熟練等熟練等o 早期故障相當(dāng)于設(shè)備的安裝試車階段。早期故障相當(dāng)于設(shè)備的安裝試車階段。o 設(shè)備進(jìn)行大修理或技術(shù)改造后，早期故障期設(shè)備進(jìn)行大修理或技術(shù)改造后，早期故障期將再次出現(xiàn)。將再次出現(xiàn)。10機械設(shè)備故障率變化機械設(shè)備故障率變化o 早期故障期應(yīng)用舉例：早期故障期應(yīng)用舉例：o 汽車發(fā)動機裝配工序的后段：汽車發(fā)動機裝配工序的后段：o 裝配裝配注油注油運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)20分鐘分鐘/同時測試同時測試

7、下線下線包裝包裝o 汽車下裝配線后：路試汽車下裝配線后：路試2至至3公里公里入庫入庫o 新車上路：前新車上路：前5000公里限速行駛公里限速行駛-磨合磨合o 飛機在制造廠的試飛：裝配飛機在制造廠的試飛：裝配測試測試試飛試飛涂面漆涂面漆總軍檢總軍檢交付交付11o 電子產(chǎn)品制造商一般通過測試、老煉、篩選電子產(chǎn)品制造商一般通過測試、老煉、篩選等手段將早期故障盡量剔除，然后提供給客等手段將早期故障盡量剔除，然后提供給客戶使用戶使用12o 2）偶發(fā)故障期）偶發(fā)故障期o 特點：特點：o 故障率低而穩(wěn)定，近似常數(shù)，與時間故障率低而穩(wěn)定，近似常數(shù)，與時間t關(guān)系不大。關(guān)系不大。o 偶然因素引起故障，由于設(shè)計制造

8、中潛在缺陷、操作偶然因素引起故障，由于設(shè)計制造中潛在缺陷、操作差錯、不良維護、環(huán)境等因素所致。通過調(diào)試不能消除差錯、不良維護、環(huán)境等因素所致。通過調(diào)試不能消除，更換零件不能預(yù)防。，更換零件不能預(yù)防。o 時間長，約等于機器的使用期限。時間長，約等于機器的使用期限。o 此時期成為設(shè)備的最佳工作期，這對應(yīng)著設(shè)備的正常磨此時期成為設(shè)備的最佳工作期，這對應(yīng)著設(shè)備的正常磨損階段。損階段。o 原因：使用不當(dāng)、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材原因：使用不當(dāng)、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失效機理主導(dǎo)作用，因而故障是

9、隨機的。效機理主導(dǎo)作用，因而故障是隨機的。13o 3）耗損）耗損(磨損磨損)故障期故障期o 為兩次大修間的正常工作時間。為兩次大修間的正常工作時間。o 這段時期的特點是設(shè)備故障率急劇升高。這段時期的特點是設(shè)備故障率急劇升高。o 由于大多數(shù)零部件經(jīng)過長期的運轉(zhuǎn)，磨損嚴(yán)由于大多數(shù)零部件經(jīng)過長期的運轉(zhuǎn)，磨損嚴(yán)重，增加了產(chǎn)生故障的機會。因此，應(yīng)在這重，增加了產(chǎn)生故障的機會。因此，應(yīng)在這一時期出現(xiàn)前不久，進(jìn)行預(yù)防維修，或在這一時期出現(xiàn)前不久，進(jìn)行預(yù)防維修，或在這一時期剛出現(xiàn)時，進(jìn)行設(shè)備小修，可以防止一時期剛出現(xiàn)時，進(jìn)行設(shè)備小修，可以防止故障大量涌現(xiàn)，降低故障率和維修工作量故障大量涌現(xiàn)，降低故障率和維修工

10、作量1415故障理論概述故障理論概述o 平均故障間隔時間平均故障間隔時間MTBFntMTBFnii1o 例：某設(shè)備第一次工作例：某設(shè)備第一次工作1000H后發(fā)生故障，后發(fā)生故障，第二次工作第二次工作2000H后發(fā)生故障，第三次工后發(fā)生故障，第三次工作作2400H發(fā)生故障，則該設(shè)備平均故障間發(fā)生故障，則該設(shè)備平均故障間隔時間為隔時間為 (1000+2000+2400)/3=1800H16故障理論故障理論o 揭示設(shè)備在使用過程中的運動規(guī)律揭示設(shè)備在使用過程中的運動規(guī)律 故障統(tǒng)計分析：故障宏觀理論故障統(tǒng)計分析：故障宏觀理論 故障物理分析：故障微觀理論，包括故障物理分析：故障微觀理論，包括故障機故障機

11、理和故障形態(tài)理和故障形態(tài)兩方面兩方面17故障規(guī)律故障規(guī)律o 故障產(chǎn)生的主要原因故障產(chǎn)生的主要原因 設(shè)計設(shè)計 制造制造 安裝安裝 使用保養(yǎng)使用保養(yǎng) 自然磨損自然磨損 環(huán)境因素環(huán)境因素 人的素質(zhì)人的素質(zhì) 管理管理 其它其它o 700臺工業(yè)汽輪機故障分布率臺工業(yè)汽輪機故障分布率1819故障規(guī)律故障規(guī)律o 影響因素影響因素:影響零部件參數(shù)變化速率的因素影響零部件參數(shù)變化速率的因素 設(shè)計規(guī)劃：對未來工作條件、可能變化考慮設(shè)計規(guī)劃：對未來工作條件、可能變化考慮 材料選擇：材料、材質(zhì)、代用品不當(dāng)材料選擇：材料、材質(zhì)、代用品不當(dāng) 制造質(zhì)量：制造誤差制造質(zhì)量：制造誤差 裝配質(zhì)量：間隙裝配質(zhì)量：間隙 合理維修：修

12、復(fù)工藝、規(guī)程合理維修：修復(fù)工藝、規(guī)程 正確使用：載荷、環(huán)境、保養(yǎng)、操作正確使用：載荷、環(huán)境、保養(yǎng)、操作引起故障的外因引起故障的外因因素來源分類因素來源分類20引起故障的外因引起故障的外因因素來源分類因素來源分類o 2）人為因素：）人為因素：o 設(shè)計不良；設(shè)計不良；o 質(zhì)量偏差；質(zhì)量偏差；o 使用不當(dāng)。使用不當(dāng)。o 3）時間因素：）時間因素：o 常見的磨損、腐蝕、疲勞、變形等故障都與常見的磨損、腐蝕、疲勞、變形等故障都與時間有密切的關(guān)系。時間有密切的關(guān)系。21故障產(chǎn)生的原因故障產(chǎn)生的原因（產(chǎn)生過程）（產(chǎn)生過程）o 產(chǎn)生故障的主要原因大體有四個方面：產(chǎn)生故障的主要原因大體有四個方面：o 1）設(shè)計不

13、完善）設(shè)計不完善o 2）原材料的缺陷）原材料的缺陷o 3）制造過程中的缺陷）制造過程中的缺陷o 4）運轉(zhuǎn)過程中的問題）運轉(zhuǎn)過程中的問題2223狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述24狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述o 不輕易解體檢查，采用先進(jìn)測試設(shè)備和科學(xué)不輕易解體檢查，采用先進(jìn)測試設(shè)備和科學(xué)方法，對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和診斷方法，對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和診斷o 三個層次：三個層次： 設(shè)備運行的狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備運行的狀態(tài)監(jiān)測 設(shè)備狀態(tài)異常時的故障診斷設(shè)備狀態(tài)異常時的故障診斷 設(shè)備故障的早期診斷與早期預(yù)報設(shè)備故障的早期診斷與早期預(yù)報25狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述o 內(nèi)涵：結(jié)合了

14、機械電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器內(nèi)涵：結(jié)合了機械電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制理論、信號處理、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)技術(shù)、控制理論、信號處理、人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等o 作用：作用： 說明設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)說明設(shè)備當(dāng)前狀態(tài) 說明故障部位和原因說明故障部位和原因 預(yù)測故障可能發(fā)展預(yù)測故障可能發(fā)展 提出控制故障的措施提出控制故障的措施 提出設(shè)備維修的合理方法和措施提出設(shè)備維修的合理方法和措施 對設(shè)備的設(shè)計制造提出改進(jìn)意見，為全壽命管理提對設(shè)備的設(shè)計制造提出改進(jìn)意見，為全壽命管理提供依據(jù)和建議供依據(jù)和建議26狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述o 目標(biāo)：保證可靠有效地發(fā)揮設(shè)備功能目標(biāo)：保證可靠有

15、效地發(fā)揮設(shè)備功能 保證設(shè)備無故障運行保證設(shè)備無故障運行 保證設(shè)備發(fā)揮最大設(shè)計能力保證設(shè)備發(fā)揮最大設(shè)計能力 及時對異常或故障作出診斷及時對異?；蚬收献鞒鲈\斷 為優(yōu)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)和信息為優(yōu)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)和信息27狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述o 基本結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：主要組成部分主要組成部分 信號拾取信號拾取 信號處理信號處理 狀態(tài)辨識、診斷狀態(tài)辨識、診斷 診斷決策診斷決策28狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷概述o 支撐技術(shù)支撐技術(shù) 故障機理：設(shè)備動力學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、化學(xué)故障機理：設(shè)備動力學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、化學(xué) 信號感知：新型傳感器、信號拾取技術(shù)信號感知：新型傳感器、

16、信號拾取技術(shù) 信號轉(zhuǎn)換：信號處理技術(shù)信號轉(zhuǎn)換：信號處理技術(shù) 狀態(tài)判別：辨識與決策技術(shù)狀態(tài)判別：辨識與決策技術(shù) 信息傳遞：通信技術(shù)信息傳遞：通信技術(shù) 信息存儲查詢：數(shù)據(jù)庫管理、人機交互信息存儲查詢：數(shù)據(jù)庫管理、人機交互 監(jiān)測與診斷的實時性：硬件實現(xiàn)、快速診斷與決策監(jiān)測與診斷的實時性：硬件實現(xiàn)、快速診斷與決策29設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測30設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測o 種類種類 主觀監(jiān)測：以經(jīng)驗為主主觀監(jiān)測：以經(jīng)驗為主 客觀監(jiān)測：利用工具、儀器客觀監(jiān)測：利用工具、儀器31設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測o 方法：針對不同檢測項目方法：針對不同檢測項目 直接監(jiān)測直接監(jiān)測 溫度監(jiān)測溫度監(jiān)測 振動、噪聲檢測振動、

17、噪聲檢測 油液分析油液分析 泄漏檢測泄漏檢測 裂紋檢測裂紋檢測 腐蝕檢測腐蝕檢測32設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測o 狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容 安全性：制動、傳動、防護安全性：制動、傳動、防護 動力性：轉(zhuǎn)速、加速、功率動力性：轉(zhuǎn)速、加速、功率 可靠性：異響、振動、磨損、變形可靠性：異響、振動、磨損、變形 經(jīng)濟性：消耗、泄漏經(jīng)濟性：消耗、泄漏33設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測o 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測維修設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測維修 基本原則：基本原則：僅當(dāng)監(jiān)測結(jié)果表明檢修是必要的僅當(dāng)監(jiān)測結(jié)果表明檢修是必要的時候才進(jìn)行檢修時候才進(jìn)行檢修o 也稱預(yù)知維修也稱預(yù)知維修34設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障判斷與處理設(shè)備故障

18、判斷與處理 故障診斷故障診斷 故障診斷是根據(jù)狀態(tài)檢測所得到的信息，結(jié)合設(shè)故障診斷是根據(jù)狀態(tài)檢測所得到的信息，結(jié)合設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、運行參數(shù)及其歷史運備的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、運行參數(shù)及其歷史運行狀況，對設(shè)備有可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析、預(yù)行狀況，對設(shè)備有可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析、預(yù)報，對設(shè)備已經(jīng)或正在發(fā)生的故障進(jìn)行分析、判報，對設(shè)備已經(jīng)或正在發(fā)生的故障進(jìn)行分析、判斷，以確定故障的性質(zhì)、類別、程度、部位及趨斷，以確定故障的性質(zhì)、類別、程度、部位及趨勢，從而找出必要的對策的技術(shù)。它是一門綜合勢，從而找出必要的對策的技術(shù)。它是一門綜合性技術(shù)，涉及多門基礎(chǔ)學(xué)科，是對基礎(chǔ)理論的綜性技術(shù)，涉及多門基礎(chǔ)學(xué)科

19、，是對基礎(chǔ)理論的綜合應(yīng)用。合應(yīng)用。 36設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 含義：定量地掌握設(shè)備狀態(tài)；預(yù)測設(shè)備的可含義：定量地掌握設(shè)備狀態(tài)；預(yù)測設(shè)備的可靠性和性能；若存在異常，對其原因、部位、靠性和性能；若存在異常，對其原因、部位、危險程度等進(jìn)行識別和評價，決定其修正方危險程度等進(jìn)行識別和評價，決定其修正方法法故障診斷的核心故障診斷的核心o 發(fā)生了什么類型的故障發(fā)生了什么類型的故障o 何種原因所造成的故障何種原因所造成的故障設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 主要方法：主要方法： 振動和噪聲故障檢測振動和噪聲故障檢測 材料裂紋及缺陷損傷材料裂紋及缺陷損傷 磨損和腐蝕磨損和腐蝕3839設(shè)備故障診

20、斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動和噪聲故障檢測：振動和噪聲故障檢測： 振動法：對振動值進(jìn)行測定，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比振動法：對振動值進(jìn)行測定，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比 特征分析法：對振動值在時域、頻域、時特征分析法：對振動值在時域、頻域、時-頻域進(jìn)頻域進(jìn)行分析，確定故障的內(nèi)容和性質(zhì)行分析，確定故障的內(nèi)容和性質(zhì) 模態(tài)分析與參數(shù)識別法：利用振動量對設(shè)備零部件模態(tài)分析與參數(shù)識別法：利用振動量對設(shè)備零部件的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識別，確定故障的原因和部位的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行識別，確定故障的原因和部位 沖擊能量與沖擊脈沖測定法：用共振解調(diào)技術(shù)測定沖擊能量與沖擊脈沖測定法：用共振解調(diào)技術(shù)測定滾動軸承的故障滾動軸承的故障 聲學(xué)法：測量噪

21、聲，了解機器運行情況聲學(xué)法：測量噪聲，了解機器運行情況40設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 材料裂紋及缺陷損傷材料裂紋及缺陷損傷 超聲波探傷法：檢測平面型缺陷超聲波探傷法：檢測平面型缺陷 射線探傷法：主要用射線探傷法：主要用X射線，檢測體積型缺陷射線，檢測體積型缺陷 滲透探傷法：熒光滲透和著色滲透，檢測表面缺陷滲透探傷法：熒光滲透和著色滲透，檢測表面缺陷 磁粉探傷法：用于鐵磁性材料，探測近表面缺陷磁粉探傷法：用于鐵磁性材料，探測近表面缺陷 渦流探傷法：檢測封閉在材料表面下的缺陷渦流探傷法：檢測封閉在材料表面下的缺陷 激光全息檢測法：檢測蜂窩結(jié)構(gòu)、疊層結(jié)構(gòu)、高壓激光全息檢測法：檢測蜂窩結(jié)構(gòu)、疊

22、層結(jié)構(gòu)、高壓容器等容器等 微波檢測技術(shù)：非接觸式的無損檢測微波檢測技術(shù)：非接觸式的無損檢測 聲發(fā)射技術(shù)：對大型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行監(jiān)測聲發(fā)射技術(shù)：對大型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行監(jiān)測41設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 磨損和腐蝕的檢測磨損和腐蝕的檢測 光纖內(nèi)窺技術(shù)：用特制的光纖內(nèi)窺探測器觀光纖內(nèi)窺技術(shù)：用特制的光纖內(nèi)窺探測器觀測材料表面磨損及腐蝕情況測材料表面磨損及腐蝕情況 油液分析技術(shù)：一是油液本身的物理、化學(xué)油液分析技術(shù)：一是油液本身的物理、化學(xué)性能分析，二是油液污染程度的分析性能分析，二是油液污染程度的分析42設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ) 檢測技術(shù)：傳感器檢測技術(shù)：

23、傳感器 信號處理技術(shù)：濾波，變換，壓縮等信號處理技術(shù)：濾波，變換，壓縮等 模式識別：特征分析，判別模式識別：特征分析，判別 預(yù)測技術(shù)：預(yù)測故障的發(fā)展預(yù)測技術(shù)：預(yù)測故障的發(fā)展 故障機理：故障的形成發(fā)展，故障的形態(tài)故障機理：故障的形成發(fā)展，故障的形態(tài) 計算機技術(shù)：記憶、儲存、運算、專家系統(tǒng)計算機技術(shù)：記憶、儲存、運算、專家系統(tǒng) 控制與校正技術(shù)控制與校正技術(shù)43設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 診斷方法分類診斷方法分類o 按診斷目的和要求分：按診斷目的和要求分： 功能診斷與運行診斷功能診斷與運行診斷 定期診斷和連續(xù)診斷定期診斷和連續(xù)診斷 直接診斷和間接診斷直接診斷和間接診斷 常規(guī)工況與特殊工況診斷

24、常規(guī)工況與特殊工況診斷 在線診斷和離線診斷：在線診斷和離線診斷：優(yōu)缺點優(yōu)缺點44設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 按診斷方法的完善程度分：按診斷方法的完善程度分： 簡易診斷技術(shù)：利用便攜儀器或儀表，僅對簡易診斷技術(shù)：利用便攜儀器或儀表，僅對有無故障及其嚴(yán)重程度作判斷有無故障及其嚴(yán)重程度作判斷 精密診斷技術(shù)：使用復(fù)雜診斷設(shè)備及分析儀精密診斷技術(shù)：使用復(fù)雜診斷設(shè)備及分析儀器，對故障性質(zhì)、類別、部位、原因進(jìn)行判器，對故障性質(zhì)、類別、部位、原因進(jìn)行判斷和預(yù)報斷和預(yù)報45設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 按診斷對象分：按診斷對象分： 旋轉(zhuǎn)機械診斷技術(shù)：燃?xì)廨啓C、風(fēng)機旋轉(zhuǎn)機械診斷技術(shù)：燃?xì)廨啓C、風(fēng)機

25、往復(fù)機械診斷技術(shù)：泵、內(nèi)燃機往復(fù)機械診斷技術(shù)：泵、內(nèi)燃機 工程結(jié)構(gòu)診斷技術(shù)：橋梁、容器工程結(jié)構(gòu)診斷技術(shù)：橋梁、容器 運載器和裝置診斷技術(shù)：汽車、火車運載器和裝置診斷技術(shù)：汽車、火車 通訊系統(tǒng)診斷技術(shù)：雷達(dá)、電子工程通訊系統(tǒng)診斷技術(shù)：雷達(dá)、電子工程 工藝流程診斷技術(shù)：生產(chǎn)流程、傳送裝置工藝流程診斷技術(shù)：生產(chǎn)流程、傳送裝置46設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 按信息提取方式分按信息提取方式分 函數(shù)分析法：特征信號與征兆間存在定量的函數(shù)分析法：特征信號與征兆間存在定量的函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系 統(tǒng)計分析法：用數(shù)理統(tǒng)計方法由特征信號求統(tǒng)計分析法：用數(shù)理統(tǒng)計方法由特征信號求出征兆出征兆47設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備

26、故障診斷技術(shù)o 按狀態(tài)診斷方式分按狀態(tài)診斷方式分 對比診斷法：征兆與基準(zhǔn)模式對比對比診斷法：征兆與基準(zhǔn)模式對比 函數(shù)診斷法：征兆與狀態(tài)間存在函數(shù)關(guān)系函數(shù)診斷法：征兆與狀態(tài)間存在函數(shù)關(guān)系 邏輯診斷法：征兆與狀態(tài)間存在邏輯關(guān)系邏輯診斷法：征兆與狀態(tài)間存在邏輯關(guān)系 統(tǒng)計診斷法：征兆與狀態(tài)間存在統(tǒng)計關(guān)系統(tǒng)計診斷法：征兆與狀態(tài)間存在統(tǒng)計關(guān)系 模糊診斷法：利用模糊數(shù)學(xué)模糊診斷法：利用模糊數(shù)學(xué) 智能診斷法：專家系統(tǒng)智能診斷法：專家系統(tǒng)48設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 工作原理工作原理 信號檢測：利用傳感器采集數(shù)據(jù)信號檢測：利用傳感器采集數(shù)據(jù) 特征提?。簩Σ杉男盘栠M(jìn)行處理，提取故特征提取：對采集的信號

27、進(jìn)行處理，提取故障特征障特征 狀態(tài)識別：把待檢模式與基準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，狀態(tài)識別：把待檢模式與基準(zhǔn)模式進(jìn)行比較，區(qū)別設(shè)備的正常與異常區(qū)別設(shè)備的正常與異常 預(yù)報決策：對異常狀態(tài)做出趨勢分析，估計預(yù)報決策：對異常狀態(tài)做出趨勢分析，估計發(fā)展發(fā)展49設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 技術(shù)原理技術(shù)原理 弄清故障的主要原因弄清故障的主要原因應(yīng)力狀況應(yīng)力狀況 掌握設(shè)備劣化、故障部位、程度及原因掌握設(shè)備劣化、故障部位、程度及原因 了解設(shè)備性能、強度、效率了解設(shè)備性能、強度、效率 預(yù)測設(shè)備可靠性、使用壽命預(yù)測設(shè)備可靠性、使用壽命50設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 診斷過程診斷過程 狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測(信號采集

28、信號采集)：直接觀察，性能測定：直接觀察，性能測定 分析診斷分析診斷 (1)特征提?。侯l域分析、時域分析特征提?。侯l域分析、時域分析 (2)狀態(tài)識別：統(tǒng)計模式識別，結(jié)構(gòu)模式識狀態(tài)識別：統(tǒng)計模式識別，結(jié)構(gòu)模式識別、專家系統(tǒng)別、專家系統(tǒng) 治理預(yù)防治理預(yù)防51設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 設(shè)備故障監(jiān)測方法設(shè)備故障監(jiān)測方法o 振動監(jiān)測振動監(jiān)測 基本要素：振幅、頻率、相位基本要素：振幅、頻率、相位 振動監(jiān)測的傳感器：位移式傳感器，輸出電量與振振動監(jiān)測的傳感器：位移式傳感器，輸出電量與振動位移成正比動位移成正比(接觸式：電阻式，應(yīng)變式；非接觸接觸式：電阻式，應(yīng)變式；非接觸式：電容式，電渦流式式：電容

29、式，電渦流式)；速度式傳感器，輸出電；速度式傳感器，輸出電量與振動速度成正比量與振動速度成正比(接觸式：動圈式，動磁式；接觸式：動圈式，動磁式；非接觸式：變間隙式非接觸式：變間隙式)；加速度傳感器，輸出電量；加速度傳感器，輸出電量與輸入加速度成正比與輸入加速度成正比(壓電式，應(yīng)變式壓電式，應(yīng)變式)52設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動監(jiān)測振動監(jiān)測o 用振動形態(tài)分析法判斷異常振動用振動形態(tài)分析法判斷異常振動o 旋轉(zhuǎn)體的異常振動分旋轉(zhuǎn)體的異常振動分4種：種：u 強制振動及共振：不平衡的離心力作為外力作用于強制振動及共振：不平衡的離心力作為外力作用于旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)體u 自激和不穩(wěn)定現(xiàn)象：旋轉(zhuǎn)體在接

30、近軸的某一頻帶范自激和不穩(wěn)定現(xiàn)象：旋轉(zhuǎn)體在接近軸的某一頻帶范圍出現(xiàn)滑動現(xiàn)象圍出現(xiàn)滑動現(xiàn)象u 液體振動現(xiàn)象：泵類的旋轉(zhuǎn)機械，傳輸管道與流體液體振動現(xiàn)象：泵類的旋轉(zhuǎn)機械，傳輸管道與流體形成的振動形成的振動u 電磁振動現(xiàn)象：電動機或變壓器上，電磁力造成的電磁振動現(xiàn)象：電動機或變壓器上，電磁力造成的振動振動p 可采用振動形態(tài)分析區(qū)別以上可采用振動形態(tài)分析區(qū)別以上4種振動種振動53設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動監(jiān)測振動監(jiān)測o 以振動總值法判斷異常振動：參考以振動總值法判斷異常振動：參考ISO或或JIS標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)o 用振動測試儀器，定期測量設(shè)備的振動值用振動測試儀器，定期測量設(shè)備的振動值(通常選振

31、動速度通常選振動速度)，對照，對照 “異常振動基異常振動基準(zhǔn)準(zhǔn)”，判別測量值是否超過界限或極限規(guī)定，判別測量值是否超過界限或極限規(guī)定值值54設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動監(jiān)測振動監(jiān)測o 以頻率分析法診斷異常振動以頻率分析法診斷異常振動 振動信號取出后再作頻率分析，可進(jìn)一步查振動信號取出后再作頻率分析，可進(jìn)一步查出異常原因和位置出異常原因和位置 可用振動測量儀和記錄分析儀組合實現(xiàn)可用振動測量儀和記錄分析儀組合實現(xiàn)55設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動監(jiān)測振動監(jiān)測o 以振動脈沖測量法測量異常振動：滾動軸承以振動脈沖測量法測量異常振動：滾動軸承 脈沖振動儀：利用滾動軸承失效時，滾道疲

32、脈沖振動儀：利用滾動軸承失效時，滾道疲勞腐蝕等原因而產(chǎn)生點蝕、剝落的缺陷，并勞腐蝕等原因而產(chǎn)生點蝕、剝落的缺陷，并不斷發(fā)展，使軸承在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生脈沖振動和不斷發(fā)展，使軸承在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生脈沖振動和噪聲變化噪聲變化56設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動信號采集和處理振動信號采集和處理 振動信號采集：振動傳感器振動信號采集：振動傳感器 信號的確認(rèn)信號的確認(rèn) 信號的預(yù)處理信號的預(yù)處理57設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動信號的分析振動信號的分析 波形分析波形分析 軌跡分析軌跡分析 軸心位置分析軸心位置分析 頻譜分析頻譜分析 全息分析全息分析 起動和停車過程分析起動和停車過程分析58設(shè)備故障診斷

33、技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動判定標(biāo)準(zhǔn)振動判定標(biāo)準(zhǔn) 絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)：利用國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)：利用國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等 相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：實測值與正常初始值比較相對判斷標(biāo)準(zhǔn)：實測值與正常初始值比較 類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)臺機型相同、規(guī)格相同、類比判斷標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)臺機型相同、規(guī)格相同、工況相同的設(shè)備，對它們的振動情況相互比工況相同的設(shè)備，對它們的振動情況相互比較作出判斷較作出判斷59設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 振動頻率分類與測量方位選擇振動頻率分類與測量方位選擇o 頻率分類：低頻振動，中頻振動，高頻振動頻率分類：低頻振動，中頻振動，高頻振動o 測量的方位：測量的方位： 測量

34、位置：振動的敏感點測量位置：振動的敏感點 測量方向：測量互相垂直的三個方向測量方向：測量互相垂直的三個方向60設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 溫度監(jiān)測溫度監(jiān)測u 接觸式溫度監(jiān)測接觸式溫度監(jiān)測 液體膨脹式溫度監(jiān)測：水銀或酒精液體膨脹式溫度監(jiān)測：水銀或酒精 固體膨脹式溫度監(jiān)測：固體受熱膨脹固體膨脹式溫度監(jiān)測：固體受熱膨脹 壓力表式溫度計：氣體受熱膨脹壓力表式溫度計：氣體受熱膨脹 電阻溫度計：利用電阻與溫度的關(guān)系電阻溫度計：利用電阻與溫度的關(guān)系 熱電偶測溫計：利用兩種金屬材料的溫度差熱電偶測溫計：利用兩種金屬材料的溫度差 溫度指示漆、指示筆、指示片：測溫要求不高，利溫度指示漆、指示筆、指示片：測

35、溫要求不高，利用顏色變化粗略判斷用顏色變化粗略判斷61設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 溫度監(jiān)測溫度監(jiān)測u 非接觸式溫度監(jiān)測非接觸式溫度監(jiān)測 光學(xué)高溫計：物體表面或氣體的顏色與儀器加熱燈光學(xué)高溫計：物體表面或氣體的顏色與儀器加熱燈比較測定溫度值比較測定溫度值 輻射高溫計：用熱電元件來測量發(fā)熱面的輻射能輻射高溫計：用熱電元件來測量發(fā)熱面的輻射能 紅外測溫儀：檢測物體紅外線波段的輻射能來測溫紅外測溫儀：檢測物體紅外線波段的輻射能來測溫 紅外熱像儀：利用物體熱輻射特性，對被測物體平紅外熱像儀：利用物體熱輻射特性，對被測物體平面、空間以溫度分布形式的圖像在屏幕上顯示面、空間以溫度分布形式的圖像在屏幕

36、上顯示62設(shè)備故障診斷技術(shù)設(shè)備故障診斷技術(shù)o 設(shè)備故障的診斷方法設(shè)備故障的診斷方法 譜分析對比診斷法：頻譜分析比較譜分析對比診斷法：頻譜分析比較 狀態(tài)模型辨識診斷法狀態(tài)模型辨識診斷法 隨機模型參數(shù)估計診斷法：平均狀態(tài)，瞬時隨機模型參數(shù)估計診斷法：平均狀態(tài)，瞬時狀態(tài)狀態(tài) 灰色模型關(guān)聯(lián)分析診斷法灰色模型關(guān)聯(lián)分析診斷法 統(tǒng)計診斷法：貝葉斯公式統(tǒng)計診斷法：貝葉斯公式 模糊診斷法模糊診斷法案例分析：往復(fù)泵異響原因分析及案例分析：往復(fù)泵異響原因分析及處理措施處理措施o 故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：o 2010年年5月，在設(shè)備外操巡檢時發(fā)現(xiàn)三柱塞泵月，在設(shè)備外操巡檢時發(fā)現(xiàn)三柱塞泵有異響較大，通知中控室準(zhǔn)備切換。在備用泵啟有異響較大，通知中控室準(zhǔn)備切換。在備用泵啟起后，聲音正常，通知設(shè)備技術(shù)員情況。第二天起后，聲音正常，通知設(shè)備技術(shù)員情況。第二天早上對問題泵液力端檢查時發(fā)現(xiàn)西側(cè)液缸進(jìn)液閥早上對問題泵液力端檢查時發(fā)現(xiàn)西側(cè)液缸進(jìn)液閥彈簧斷裂。彈簧斷裂。o 原因分析：原因分析：o 往復(fù)泵異響來源有兩種，一種是來自動力端；一往復(fù)泵異響來源有兩種，一種是來自動力端；一種是來自液力端。動力端由曲軸、連桿、十字頭種是來自液力端。動力端由曲軸、連桿、十字頭、小連桿、軸承、聯(lián)軸器和機架等組成。液力端、小連桿、軸承、聯(lián)軸器和機架