機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修第8節(jié)課

復(fù)習(xí)20:1111、三級(jí)保養(yǎng)制主要內(nèi)容包括哪三項(xiàng)內(nèi)容？2、精大稀設(shè)備使用維護(hù)要求中提到四定工作都有哪些？3、清洗油箱時(shí)，可否使用棉紗和破布，必要時(shí)使用什么？4、試述液壓泵打不出有的原因。5、試述油泵噪聲大、振動(dòng)大的原因復(fù)習(xí)20:112機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修20:113授課：關(guān)曉光第三章機(jī)械設(shè)備的維護(hù)及修復(fù)20:1143.1設(shè)備的維護(hù)3.2故障診斷技術(shù)3.3零件的修復(fù)技術(shù)3.4機(jī)械設(shè)備的大修理20:115機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是指利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和儀器，根據(jù)機(jī)械設(shè)備外部信息參數(shù)的變化來判斷機(jī)器內(nèi)部的工作狀態(tài)或機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷狀況，確定故障的性質(zhì)、程度、類別和部位，預(yù)報(bào)其發(fā)展趨勢，并研究故障產(chǎn)生的機(jī)理。狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)是近年來國內(nèi)外發(fā)展較快的一門新興科學(xué)。20:1163.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)1、基本原理：機(jī)械故障診斷就是在動(dòng)態(tài)情況下，利用機(jī)械設(shè)備劣化進(jìn)程中產(chǎn)生的信息，來進(jìn)行狀態(tài)分析和故障診斷。機(jī)械設(shè)備信號(hào)傳感器信號(hào)處理特征提取狀態(tài)識(shí)別診斷決策20:1173.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)2、基本方法：按難易程度分簡易診斷法精密診斷法按診斷的測試手段分直觀觀察法振動(dòng)噪聲測定法無損檢測法磨損殘余物測定法機(jī)器性能參數(shù)測定法20:1183.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法簡易診斷法是指主要采用便攜式的簡易診斷儀器，如測振儀、聲級(jí)計(jì)、工業(yè)內(nèi)窺鏡、紅外點(diǎn)溫儀對設(shè)備進(jìn)行人工巡回監(jiān)測，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)或人的經(jīng)驗(yàn)分析，了解設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。簡易診斷法主要解決的是狀態(tài)檢測和一般的趨勢預(yù)報(bào)問題20:1193.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法測振儀振動(dòng)位移（mm）：反映振動(dòng)幅度的大小振動(dòng)速度（mm/s）：

反映能量的大小振動(dòng)加速度（mm/s2）：反映沖擊力的大小20:11103.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法聲級(jí)計(jì)20:11113.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法工業(yè)內(nèi)窺鏡20:11123.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法紅外點(diǎn)溫儀20:11133.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（2）精密診斷法精密診斷法是指對已產(chǎn)生異常狀態(tài)的設(shè)備，采用精密診斷儀器和各種分析手段進(jìn)行綜合分析，以期了解故障的類型、程度、部位和產(chǎn)生的原因以及故障發(fā)展的趨勢等問題。精密診斷法主要解決的問題是分析故障原因和較準(zhǔn)確的確定發(fā)展趨勢20:11143.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（3）直接觀察法傳統(tǒng)的直接觀察法如“聽、摸、看、聞”在一些情況下仍然十分有效，但其主要依靠人的感覺和經(jīng)驗(yàn)，有較大的局限性。目前出現(xiàn)的現(xiàn)代手段（p68），大大延長了人的感官器官，使這種傳統(tǒng)方法恢復(fù)了青春活力，成為一種有效的診斷方法20:11153.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（4）振動(dòng)噪聲測定法機(jī)械設(shè)備動(dòng)態(tài)下的振動(dòng)和噪聲的強(qiáng)弱及其所包含的主要頻率成分與故障的類型、程度、部位和原因等有著密切的聯(lián)系。因此利用這種信息進(jìn)行故障診斷是比較有效的方法。其中特別是振動(dòng)法，信號(hào)處理比較容易，因此應(yīng)用更加普遍20:11163.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（5）無損檢驗(yàn)法無損檢驗(yàn)法是一種從材料和產(chǎn)品的無損檢驗(yàn)技術(shù)中發(fā)展起來的方法，它是在不破壞材料表面及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，檢驗(yàn)機(jī)械零部件缺陷的方法。它使用的手段包括超聲波、紅外線、X射線等。在檢驗(yàn)裂紋、砂眼等缺陷時(shí)比較有效，局限性是它的某些方法如超聲波、射線檢驗(yàn)等不便于在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行20:11173.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（6）磨損殘余物測定法機(jī)器的潤滑系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)的循環(huán)油路中攜帶者大量的磨損殘余物（磨粒），它們的數(shù)量、大小、幾何形狀及成分反映了機(jī)器的磨損部位、程度和性質(zhì)，根據(jù)這些信息可以有效地診斷設(shè)備的磨損狀態(tài)。目前該法在工程機(jī)械及汽車、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測方面已取得良好的效果20:11183.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（7）機(jī)器性能參數(shù)測定法顯示機(jī)器主要功能的機(jī)器性能參數(shù)，一般可以直接從機(jī)器儀表上讀出，由這些數(shù)據(jù)可以判定機(jī)器的狀態(tài)是否離開正常范圍，機(jī)器性能參數(shù)測定方法主要用于狀態(tài)監(jiān)測或作為故障診斷的輔助手段20:11193.2故障診斷技術(shù)3.2.2診斷技術(shù)方法1、憑五官進(jìn)行外觀檢查利用人體的感官，聽其音、嗅其味、觀其行、感其溫，從而直接觀察到故障信號(hào)，并以豐富的經(jīng)驗(yàn)和維修技術(shù)判定故障可能出現(xiàn)的部位與原因，達(dá)到預(yù)測預(yù)報(bào)的目的。這些經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)對于小廠和普通機(jī)械設(shè)備是非常重要的。即使將來科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展，也不可能完全由儀器設(shè)備監(jiān)測診斷技術(shù)取代20:11203.2故障診斷技術(shù)3.2.2診斷技術(shù)方法2、振動(dòng)測量振動(dòng)是一切做回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)設(shè)備最普通的現(xiàn)象，其狀態(tài)特征凝結(jié)在振動(dòng)信號(hào)中。振動(dòng)的增強(qiáng)無一不是故障引起的。振動(dòng)測量就是利用機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)，根據(jù)測得的幅值、頻率和相位等振動(dòng)參數(shù)，對其進(jìn)行分析處理，做出診斷20:11213.2故障診斷技術(shù)3.2.2診斷技術(shù)方法2、振動(dòng)測量振動(dòng)幅值是評價(jià)設(shè)備運(yùn)行工況好壞的重要指標(biāo)振動(dòng)頻率是識(shí)別機(jī)器哪個(gè)部位出了故障，以及是什么性質(zhì)的故障的依據(jù)振動(dòng)相位是區(qū)分同頻率振動(dòng)，確定故障部位的重要手段20:11223.2故障診斷技術(shù)振動(dòng)的原因1、（地腳）螺栓松動(dòng)2、兩軸不對中，即沒有保證兩軸的同軸度3、各種原因造成的回轉(zhuǎn)件質(zhì)量分布不均4、軸承損壞5、往復(fù)件的沖擊……20:11233.2故障診斷技術(shù)3、噪聲測量

噪聲是機(jī)械設(shè)備故障的主要信息來源之一，還是減少和控制環(huán)境污染的重要內(nèi)容

3.2.2診斷技術(shù)方法20:11243.2故障診斷技術(shù)4、溫度測量

溫度是一種表象，它的升降狀態(tài)反映了機(jī)械設(shè)備的熱力過程，異常的溫升或溫降說明了熱故障。3.2.2診斷技術(shù)方法20:11253.2故障診斷技術(shù)（1）接觸式傳感器。通過與被測對象的接觸，利用傳感器感溫元件在不同溫度下的不同反應(yīng)來進(jìn)行溫度測量。例如液體膨脹式傳感器利用水銀或酒精在不同溫度下脹縮的現(xiàn)象來顯示問題、雙金屬傳感器和熱電偶傳感器依靠不同金屬在受熱時(shí)表現(xiàn)出不同的膨脹率和熱電勢來測量溫度；電阻傳感器則是根據(jù)不同溫度下電阻元件的電阻值發(fā)生變化的原理來工作兩種測量方法20:11263.2故障診斷技術(shù)（2）非接觸式傳感器。這類一起是利用熱輻射與絕對溫度的關(guān)系來顯示溫度。如光學(xué)高溫儀、輻射高溫儀、紅外測量儀、紅外熱像儀等。兩種測量方法20:11273.2故障診斷技術(shù)5、油樣分析

在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，潤滑油必不可少。由于在油中帶有大量的零部件磨損狀況的信息，所以通過對油樣的分析可間接監(jiān)測磨損的類型和程度，判斷磨損的部位，找出磨損的原因，進(jìn)而預(yù)測壽命，為維修提供依據(jù)。例如活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中錫含量增高可能說明軸承處于磨損的早期階段；鋁含量增高則表明活塞磨損3.2.2診斷技術(shù)方法20:11283.2故障診斷技術(shù)（1）磁塞分析法：最早的油樣分析法。將磁塞插入被測油路中，搜集分離出的鐵磁性磨粒，然后將磁塞芯子取下洗去油液，置于顯微鏡下進(jìn)行觀察若發(fā)現(xiàn)小顆粒且數(shù)量較少，說明？一旦發(fā)現(xiàn)大顆粒，怎么做？優(yōu)點(diǎn)：劃書（P73）缺點(diǎn)：劃書常用的油樣分析方法20:11293.2故障診斷技術(shù)（2）鐵譜分析法：近年來發(fā)展起來的一種磨損分析法。常用的油樣分析方法20:11303.2故障診斷技術(shù)（3）光譜分析法：是測定物質(zhì)化學(xué)成分的基本方法，它能監(jiān)測出鉛、鐵、鉻等金屬元素，定量地判斷磨損程度。有原子發(fā)射光譜分析法和原子吸收光譜分析法。目前，油樣光譜分析技術(shù)已被廣泛而有效地應(yīng)用于監(jiān)測設(shè)備零部件磨損趨勢、機(jī)械設(shè)備的故障診斷以及大型重要設(shè)備的隨機(jī)檢測方面。常用的油樣分析方法20:11313.2故障診斷技術(shù)6、聲發(fā)射檢測

各種材料由于外加應(yīng)力作用，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)都會(huì)以彈性應(yīng)力波的方式釋放應(yīng)變能力，這種現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。通過接收彈性應(yīng)力波，用以器檢測、分析聲發(fā)射信號(hào)和利用信號(hào)推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。3.2.2診斷技術(shù)方法20:11323.2故障診斷技術(shù)6、聲發(fā)射檢測3.2.2診斷技術(shù)方法是一種動(dòng)態(tài)監(jiān)測，可客觀地評價(jià)運(yùn)行中機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性。現(xiàn)在廣泛用來監(jiān)測機(jī)械設(shè)備和機(jī)件的裂紋和銹蝕情況20:11333.2故障診斷技術(shù)7、無損檢測

是利用聲、光、電、熱、磁、射線等與被測零件的相互作用，在不損傷內(nèi)外部結(jié)構(gòu)和實(shí)用性能的情況下，探測、確定零件內(nèi)部缺陷的位置、大小、形狀和種類的方法。

由于零件無損探傷經(jīng)濟(jì)、安全、可靠而被越來越多地應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中。無損檢測的常用方法有超聲波檢測、射線檢測、渦流探傷、磁粉探傷等3.2.2診斷技術(shù)方法20:11343.2故障診斷技術(shù)（1）超聲波檢測

用于無損檢測的超聲波多為1~5MHz。高頻超聲波的波長短，不易產(chǎn)生繞射，碰到雜質(zhì)或分界面就會(huì)產(chǎn)生明顯的反射，而且方向性好，在液體和固體中衰減少，穿透本領(lǐng)大，因此超聲波探傷成為無損檢測的重要手段無損檢測20:11353.2故障診斷技術(shù)（1）縱波探傷法：采用直探頭，可通過屏幕可知①是否存在缺陷，缺陷的②大小和③位置（2）橫波探傷法：針對斜向缺陷，或者工件缺陷性質(zhì)、取向事先不能確定，為了保證探傷質(zhì)量，應(yīng)采用幾種不同探頭進(jìn)行多次探測（3）表面波探傷法：主要是檢測工件表面附近是否存在缺陷超聲波檢測20:11363.2故障診斷技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對人體無害等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：是對工作表面要求平滑、要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性。不適用于探測奧氏體鋼等粗晶材料及形狀復(fù)雜或表面粗糙的工件超聲波檢測20:11373.2故障診斷技術(shù)（2）射線檢測無損檢測20:11383.2故障診斷技術(shù)（2）射線檢測能較直觀地顯示工件內(nèi)部缺陷的大小和形狀，只宜探查氣孔、夾渣、縮孔、疏松等體積性缺陷。此外，射線對人體有害，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。不適用于檢測鍛件和型材中的缺陷（裂紋）無損檢測20:11393.2故障診斷技術(shù)（3）渦流探傷適用于探測導(dǎo)電材料，能發(fā)現(xiàn)裂紋、折疊、凹坑、夾渣物、疏松等表面和近表面缺陷。通常能確定缺陷的位置和相對尺寸，但難以判斷缺陷的種類。

不適用探測非導(dǎo)電材料的缺陷無損檢測20:11403.2故障診斷技術(shù)（4）磁粉探傷把鐵磁性材料磁化后，利用缺陷部位產(chǎn)生的漏磁場吸附磁粉的現(xiàn)象進(jìn)行探傷。適用于探測鐵磁性材料表面和近表面的裂紋、氣孔等缺陷。一般能確定缺陷的位置、大小和形狀，但難以確定缺陷的深度。

不適用于探測非鐵磁性材料，如奧氏體、銅、鋁等的缺陷無損檢測20:11413.2故障診斷技術(shù)（5）滲透探傷利用液體對材料表面的滲透特性，用黃綠色的熒光滲透液或紅色的著色滲透液，對材料表面的缺陷進(jìn)行良好的滲透。當(dāng)顯像液涂灑在工件表面上時(shí)，殘留在缺陷內(nèi)的滲透液又會(huì)被吸出來，形成放大的缺陷圖像痕跡，從而用肉眼檢查出工件表面的開口缺陷。無損檢測20:11423.2故障診斷技術(shù)（5）滲透探傷無損檢測20:11433.2故障診斷技術(shù)（5）滲透探傷適用于檢測零件表面裂紋

通常能確定缺陷的位置、大小和形狀，但難以確定缺陷的深度。

不適用于探測疏松的多孔性材料的缺陷

無損檢測20:1145狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)包含的內(nèi)容比較廣泛，諸如機(jī)械狀態(tài)量（力、位移、振動(dòng)、噪聲、溫度、壓力和流量等）的監(jiān)測，狀態(tài)特征參數(shù)變化的辨識(shí)，機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng)和損傷時(shí)的原因分析、振源判斷、故障預(yù)防，機(jī)械零部件使用期間的可靠性分析和剩余壽命估計(jì)等。20:11463.2故障診斷技術(shù)雙金屬溫度計(jì)：兩種測量方法20:11473.2故障診斷技術(shù)（2）射線檢測不適用于檢測鍛件和型材中的缺陷因?yàn)殄懠蛙堉频男筒牡娜毕荻酁槊娣e型缺陷面積性缺陷：第三維尺寸極小，未融合、裂紋體積性缺陷：具有三維尺寸，氣孔、夾渣無損檢測20:11483.2故障診斷技術(shù)（2）射線檢測射線探傷和超聲波探傷的比較：1、兩種探傷適用的范圍是不一樣的，一般超聲波是用來檢驗(yàn)焊縫和內(nèi)部缺陷，射線多數(shù)用在壓力容器方面，你說鋼結(jié)構(gòu)焊接檢驗(yàn)一般多用超聲波來檢驗(yàn)2、射線的檢測優(yōu)勢在于體積型缺陷的檢測，超聲波優(yōu)勢在于面缺陷的檢測3、超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗(yàn)無損檢測20:11493.2故障診斷技術(shù)（4）磁粉探傷無損檢測20:11503.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)3、診斷技術(shù)的環(huán)節(jié)信號(hào)采集特征提取狀態(tài)識(shí)別及趨勢分析20:11513.2故障診斷技術(shù)3.2.1機(jī)械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）信號(hào)采集1）直接觀察。這是根據(jù)決策