機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)

1、一、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的故障都有哪些類型?轉(zhuǎn)子系統(tǒng)常見故障分以下幾種：不平衡不平衡振動(dòng)的頻率一般很明顯，主要表現(xiàn)不平衡轉(zhuǎn)子的故障頻率等于轉(zhuǎn)子的 旋轉(zhuǎn)頻率：f0=fr=n/60，f0轉(zhuǎn)子的基頻（HZ），fr轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率（HZ），n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（r/min）除此之外，不平衡振動(dòng)還會(huì)激起其他頻率成份例如分頻、倍頻等。在診斷不 平衡故障時(shí)，首先必須分析信號(hào)和頻率成份，是否有突出的轉(zhuǎn)頻，其次看振動(dòng)的 方向特征，必要時(shí)再分析振幅隨轉(zhuǎn)速的變化情況，或測量相位。轉(zhuǎn)子不對中轉(zhuǎn)子不對中也是旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障之一，有以下幾種：a.轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間的聯(lián) 接不對中，主要反映在聯(lián)軸器的對中性上。b.轉(zhuǎn)子軸頸與兩端軸承不對中，對滑 動(dòng)軸承來

2、說，這種情況的產(chǎn)生的主要原因與軸承是否形成良好的油膜有直接關(guān) 系。對滾動(dòng)軸承來講，主要是因?yàn)閮啥溯S承座孔不同軸、軸承元件損壞、外圈配 合松動(dòng)，兩端支座變形等（對電動(dòng)機(jī)而言是前后端蓋），都會(huì)引起不對中。松動(dòng)：機(jī)械松動(dòng)也是旋轉(zhuǎn)機(jī)械比較覺常見的故障，松動(dòng)有兩種情況，一種是地腳螺 絲連接松動(dòng)，它帶來的后果是引起整個(gè)機(jī)器松動(dòng)，另一種情況是零件之間正常的 配合關(guān)系被破壞造成配合間隙超差而引起的松動(dòng)，比如滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸的 配合或外圈與軸承座孔之間的配合，因喪失了配合精度而造成松動(dòng)。摩擦摩擦故障形式有多種多樣。如轉(zhuǎn)子與密封件的摩擦，轉(zhuǎn)子與隔板之間的摩擦， 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的摩擦，葉輪、齒輪、風(fēng)扇與機(jī)殼或

3、護(hù)罩的摩擦、滾動(dòng)軸承外 圈與軸承孔、以及轉(zhuǎn)軸與軸承內(nèi)圈或轉(zhuǎn)軸因其它零件因配合松動(dòng)而引發(fā)的摩擦。摩擦一般引起非線性振動(dòng)，頻帶范圍較寬，除了1倍基頻外還有2倍基頻、 3倍基頻等高次諧波，以及1/2、1/3等低次諧波。在某些情況下還會(huì)激起系統(tǒng)的 固有頻率。摩擦振動(dòng)的時(shí)域波形上常常表現(xiàn)為削波狀態(tài)，“截頭余弦”形狀的波 形常被視為摩擦故障的重要標(biāo)志。滾動(dòng)軸承引起的故障振動(dòng)滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支承部件，其基本結(jié)構(gòu)包括外圈、內(nèi)圈、滾 動(dòng)體、保持架等元件。滾動(dòng)軸承是機(jī)器上易損件，許多機(jī)械故障是因軸承損壞引 起的，嚴(yán)重的軸承故障會(huì)導(dǎo)致機(jī)器劇烈的振動(dòng)和噪聲，引起設(shè)備損壞。二、轉(zhuǎn)子不平衡表現(xiàn)出的的特征？轉(zhuǎn)子

4、不平衡故障的主要振動(dòng)特征如下。(1)振動(dòng)的時(shí)域波形近似為正弦波；頻譜圖中，諧波能量集中于基頻。并且會(huì)出現(xiàn)較小的高次諧波，使整個(gè)頻 譜呈所謂的“樅樹形” ;(3)當(dāng)3 V3n時(shí)，即在臨界轉(zhuǎn)速以下，振幅隨著轉(zhuǎn)速的 增加而增大；當(dāng)3 3n后，即在臨界轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)速增加時(shí)振幅趨于一個(gè)較小 的穩(wěn)定值；當(dāng)3接近于3 n時(shí)，即轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)生共振，振幅具有最 大峰值。振動(dòng)幅值對轉(zhuǎn)速的變化很敏感；(4)當(dāng)工作轉(zhuǎn)速一定時(shí)，相位穩(wěn)定。(5) 轉(zhuǎn)子的軸心軌跡為橢圓。(6)從軸心軌跡觀察其進(jìn)動(dòng)特征為同步正進(jìn)動(dòng)。三、滾動(dòng)軸承的故障類型有哪些及產(chǎn)生原因？故障形式(1)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)困難、發(fā)熱；(2)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)有異聲；(3

5、)軸承產(chǎn)生振動(dòng)；(4) 內(nèi)座圈剝落、開裂；(5)外座圈剝落、開裂；(6)軸承滾道和滾動(dòng)體產(chǎn)生壓痕。原因裝配前檢查不仔細(xì)，軸承在裝配前要先清洗并認(rèn)真檢查軸承的內(nèi)外座圈、 滾動(dòng)體和保持架，是否有生銹、毛刺、碰傷和裂紋；檢查軸承間隙是否合適，轉(zhuǎn) 動(dòng)是否輕快自如，有無突然卡止的現(xiàn)象；同時(shí)檢查軸徑和軸承座孔的尺寸、圓度 和圓柱度及其表面是否有毛刺或凹凸不平等。對于對開式軸承座，要求軸承蓋和 軸承底座接合面處與外座圈的外圓面之間，應(yīng)留出0.1mm0.25mm間隙，以防 止外座兩側(cè)“瓦口”處出現(xiàn)“夾幫”現(xiàn)象導(dǎo)致的間隙減小，磨損加快，使軸承過 早損壞。裝配不當(dāng)。裝配不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)上述的各種故障形式，以及以

6、下的 幾種情況：配合不當(dāng)裝配方法不當(dāng)裝配時(shí)溫度控制不當(dāng)裝配時(shí)間隙調(diào)整不當(dāng)（3）潤滑不良 滾動(dòng)軸承使用的潤滑油（或潤滑脂）都有一定的工作溫度， 當(dāng)溫度過高時(shí)就會(huì)變質(zhì)，從而失去潤滑作用，使軸承因高溫而燒損。另外，潤滑 油（或潤滑脂）本身質(zhì)地不良或運(yùn)行中加油（脂）不及時(shí)，也會(huì)造成軸承溫度升 高或產(chǎn)生異聲。（4）轉(zhuǎn)子不平衡 一般來說，運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)子在裝配前都要進(jìn)行動(dòng)、靜平衡， 所以，軸承是不會(huì)出現(xiàn)問題的。但有些轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中由于受到介質(zhì)的腐蝕或 固體雜質(zhì)的磨損，或者是軸出現(xiàn)彎曲，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生不平衡的離心力，從而使軸 承發(fā)熱、振動(dòng)，滾道嚴(yán)重磨損，直至破壞。（5）檢查更換不及時(shí) 軸承運(yùn)行過程中，按規(guī)定定

7、期進(jìn)行檢查，若出現(xiàn)發(fā)熱、 異聲、振動(dòng)等情況，要及時(shí)停車查找原因，消除故障，軸承如發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的疲勞剝 落、氧化銹蝕、磨損的凹坑、裂紋、硬度降低到HRCV60，或有過大噪音無法 調(diào)整時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。若檢查、更換不及時(shí)，則會(huì)造成軸承甚至轉(zhuǎn)子的嚴(yán)重破壞， 從而影響正常的生產(chǎn)。另外，軸承拆卸不當(dāng)、設(shè)備地腳螺栓松動(dòng)造成的振動(dòng)，也 會(huì)導(dǎo)致軸承滾道和滾動(dòng)體產(chǎn)生壓痕，軸承內(nèi)、外座圈的開裂。四、滾動(dòng)軸承的故障特征？軸承變成藍(lán)或黑色、軸承溫升過高、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有異響、滾動(dòng)體嚴(yán)重磨損、滾道出 現(xiàn)坑疤、滾道出現(xiàn)坑疤、軸承金屬剝落、滾動(dòng)體被壓碎、安裝后手轉(zhuǎn)不動(dòng)。五、齒輪的故障類型及產(chǎn)生原因？1、齒輪折斷主要存在在開始傳動(dòng)中原因：

8、應(yīng)力集中，齒輪受到突然過載或嚴(yán)重磨損。2、齒面磨損 開式傳動(dòng)中出現(xiàn)原因：防護(hù)不好，齒面間落入鐵屑和沙粒等東西3、齒面點(diǎn)蝕 閉式中出現(xiàn)原因：循環(huán)變化的應(yīng)力多次重復(fù)作用。包括擴(kuò)展性點(diǎn)蝕和非擴(kuò)展性點(diǎn)蝕。前者會(huì) 使齒輪報(bào)廢。4、齒面膠合發(fā)生齒面膠合。原因是摩擦引起高溫，降低了潤滑效果，油膜破壞使金屬齒面直 接接觸。兩齒面熔焊，滑動(dòng)時(shí)粘接處撕破形成劃痕。5、塑性變形原因：齒面硬度低，低速重載。齒輪日常維護(hù)中，潤滑工作非常重要。六、機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷及其意義？通俗地說，狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷就是給機(jī)器看病。狀態(tài)監(jiān)測是指通過一定的途徑 了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括利用監(jiān)測與分析儀器（在線的或離線的），采

9、用各種轉(zhuǎn)速檢測、振動(dòng)監(jiān)視儀、分析和判別方法，對設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)做出評 估（屬于正常、還是異常），對異常狀態(tài)及時(shí)做出報(bào)警，并為進(jìn)一步進(jìn)行的故障 分析、性能評估等提供信息和數(shù)據(jù)。故障是指機(jī)械設(shè)備喪失了原來所規(guī)定的性能或狀態(tài)。通常把設(shè)備在運(yùn)行中所 發(fā)生的狀態(tài)異常、缺陷、性能惡化、以及事故前期的狀態(tài)統(tǒng)統(tǒng)稱為故障，有時(shí)也 把事故直接歸為故障。而故障診斷則是根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測所獲得的信息，結(jié)合設(shè)備的 工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行參數(shù)、歷史狀況，對可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析、預(yù)報(bào)， 對已經(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 位及趨勢，對維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行和合理檢修提供正確的技術(shù)支持。狀態(tài)監(jiān)

10、測與故障診斷的意義狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的由來及發(fā)展，與十分可觀的故障損失以及設(shè)備維 修費(fèi)密切相關(guān)，而狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的意義則是有效地遏制了故障損失和設(shè)備 維修費(fèi)用。具體可歸納如下幾個(gè)方面：及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的早期征兆，以便采取相應(yīng)的措施，避免、減緩、減少重大事 故的發(fā)生；一旦發(fā)生故障，能自動(dòng)紀(jì)錄下故障過程的完整信息，以便事后進(jìn)行故障原因 分析，避免再次發(fā)生同類事故；通過對設(shè)備異常運(yùn)行狀態(tài)的分析，揭示故障的原因、程度、部位，為設(shè)備的 在線調(diào)理、停機(jī)檢修提供科學(xué)依據(jù)，延長運(yùn)行周期，降低維修費(fèi)用；可充分地了解設(shè)備性能，為改進(jìn)設(shè)計(jì)、制造與維修水平提供有力證據(jù)。七、機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測的手段有哪些？油液監(jiān)測、振動(dòng)

11、監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、性能趨勢分析和無損探傷等為其主要的診斷 技術(shù)方式。以及聲音、位移、變形、應(yīng)力、裂紋、磨損、溫度、壓力、流量、電 流、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率等等。八、下載一篇關(guān)于機(jī)械故障診斷的文章。采煤機(jī)機(jī)械故障分析與診斷(710054)西安礦業(yè)學(xué)院李充寧郝迎吉摘要：分析了采煤機(jī)的常見機(jī)械故障，提出了實(shí)用、可靠的溫度場和壓力場 的監(jiān)測方式，并論述了故障診斷的判斷標(biāo)準(zhǔn)和診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。關(guān)鍵詞：采煤機(jī)、故障診斷、溫度監(jiān)測1采煤機(jī)常見主要機(jī)械故障分析采煤機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，載荷變化很大，一些關(guān)鍵部位在正常工作中很容易發(fā) 生過載，出現(xiàn)異常。如采煤機(jī)牽引行走鏈輪負(fù)荷大、載荷不均，其支承軸承很容 易發(fā)生磨損或

12、滾動(dòng)體碎裂等。但在輕度損傷情況下，工作人員不易發(fā)現(xiàn)，等故障 發(fā)展到軸承嚴(yán)重?zé)龎?、不能工作時(shí)才有覺察。這種支承軸承的嚴(yán)重?fù)p壞可能會(huì)影 響到鏈輪軸、鏈輪及與其相嚙合的其他零件，進(jìn)而導(dǎo)致其他件的損傷。再如采煤 機(jī)搖臂部位各傳動(dòng)軸承受力很大，由于搖臂頻繁升降，潤滑狀況較差，也極易發(fā) 生軸承損傷故障。這些是采煤機(jī)在正常工作中經(jīng)常發(fā)生的軸承故障。當(dāng)然引起軸 承故障的原因不僅僅是軸承過載，如潤滑系統(tǒng)發(fā)生污染，潤滑不良；軸承安裝不 正；或載荷較大時(shí)與軸承相配合的軸、支承座等發(fā)生變形等，均會(huì)導(dǎo)致軸承發(fā)生 故障。還有制造、設(shè)計(jì)等方面的問題和軸承本身的缺陷等，都對軸承的使用和壽 命有影響。采煤機(jī)液壓系統(tǒng)是故障率最高

13、的部分。采煤機(jī)牽引部液壓系統(tǒng)，雖有自動(dòng)調(diào)速、 過載保護(hù)等裝置，但仍免不了發(fā)生故障。其發(fā)生故障的原因、現(xiàn)象和故障部位及 相互關(guān)系很復(fù)雜，不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確診斷。而且在煤礦井下，工作環(huán)境很差, 不宜將液壓系統(tǒng)拆開檢查，拆開易使系統(tǒng)污染。液壓系統(tǒng)是最容易被污染而發(fā)生故障的，如液壓泵出現(xiàn)故障常常是油中浸入了 雜質(zhì)，引起了泵的磨損和泄漏，造成系統(tǒng)流量不足，壓力降低，溫度升高。液壓馬 達(dá)與泵有相類似的情況。系統(tǒng)的控制閥類受污染會(huì)發(fā)生動(dòng)作失靈，閥受到卡阻移 動(dòng)不到位，引起系統(tǒng)壓力、流量發(fā)生不正常的變化。還有液壓系統(tǒng)的密封問題引 起系統(tǒng)的泄漏和外界雜物的侵入，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障。機(jī)械系統(tǒng)故障主要有：聯(lián) 接松動(dòng)

14、，引起載荷分布發(fā)生變化，使某些部件受載惡化，發(fā)生斷裂或損傷；齒輪 傳動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)聯(lián)接處發(fā)生故障，如磨損、疲勞破壞或過載損壞等。這些故障往 往都不同程度產(chǎn)生發(fā)熱，引起溫度升高。其他象安裝、制造和使用等方面的原因 都會(huì)引起機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或零部件缺陷導(dǎo)致發(fā)生故障等等。2采煤機(jī)故障的診斷方法對采煤機(jī)機(jī)械故障進(jìn)行診斷的方法有多種，如振動(dòng)診斷法、油液分析法、噪聲診 斷法、溫度監(jiān)測診斷法等，筆者認(rèn)為溫度監(jiān)測診斷法是使用最廣泛的一種監(jiān)測手 段。它能正確、快速和靈敏地反映設(shè)備的工況狀態(tài)。如系統(tǒng)中摩擦副零件一旦發(fā) 生異常，磨損速率會(huì)大大增加，油樣分析與磨損判定還需有一個(gè)過程，但溫度確 是最直接的反應(yīng)。以定點(diǎn)在

15、線溫度監(jiān)測診斷，可以準(zhǔn)確定位，直觀快速反映監(jiān)測 處狀態(tài)。對于采煤機(jī)，選擇溫度檢測作為在線監(jiān)測比較實(shí)用。對于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，以軸承 溫度和傳動(dòng)箱油溫及油位作為在線連續(xù)監(jiān)測，并記錄溫度的歷史變化，以便分析 其變化趨勢。同時(shí)輔之以定期的油樣分析，這樣既可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，又能預(yù)測故 障的狀態(tài)和發(fā)展趨勢。對于采煤機(jī)液壓系統(tǒng)，可檢測系統(tǒng)各部分的溫度、壓力和 流量。按液壓系統(tǒng)各部分的功能，元件的位置分布設(shè)置溫度和壓力的在線監(jiān)測 點(diǎn)。這樣可建立診斷故障的溫度監(jiān)測場和壓力監(jiān)測場。有了這樣兩個(gè)監(jiān)測場，可 以根據(jù)溫度、壓力的場分布查尋故障，快速、準(zhǔn)確地診斷確定液壓系統(tǒng)的故障源, 判定故障原因。同時(shí)采用油樣分析來定期檢查系統(tǒng)污染情況，以便在還未引起嚴(yán) 重故障前，便能采取措施清除污染，保證系統(tǒng)安全、正常地工作。九、感受通過學(xué)習(xí)這門課程和做相關(guān)實(shí)驗(yàn)，讓我了解了很多關(guān)于診斷和排除機(jī)器故 障的方法，雖然只有短短的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，但老師的精心講解讓我們讓我們受益匪淺， 讓我們懂得了很多。很多東西以前從未接觸過，也沒有見過，看著小小的儀器竟 能處