機電設備故障診斷與維修第8節(jié)課

復習20:1111、三級保養(yǎng)制主要內容包括哪三項內容？2、精大稀設備使用維護要求中提到四定工作都有哪些？3、清洗油箱時，可否使用棉紗和破布，必要時使用什么？4、試述液壓泵打不出有的原因。5、試述油泵噪聲大、振動大的原因復習20:112機電設備故障診斷與維修20:113授課：關曉光第三章機械設備的維護及修復20:1143.1設備的維護3.2故障診斷技術3.3零件的修復技術3.4機械設備的大修理20:115機械設備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是指利用現代科學技術和儀器，根據機械設備外部信息參數的變化來判斷機器內部的工作狀態(tài)或機械結構的損傷狀況，確定故障的性質、程度、類別和部位，預報其發(fā)展趨勢，并研究故障產生的機理。狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術是近年來國內外發(fā)展較快的一門新興科學。20:1163.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)1、基本原理：機械故障診斷就是在動態(tài)情況下，利用機械設備劣化進程中產生的信息，來進行狀態(tài)分析和故障診斷。機械設備信號傳感器信號處理特征提取狀態(tài)識別診斷決策20:1173.2故障診斷技術3.2.1機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噪聲測定法無損檢測法磨損殘余物測定法機器性能參數測定法20:1183.2故障診斷技術3.2.1機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、聲級計、工業(yè)內窺鏡、紅外點溫儀對設備進行人工巡回監(jiān)測，根據設定的標準或人的經驗分析，了解設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報問題20:1193.2故障診斷技術3.2.1機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位移（mm）：反映振動幅度的大小振動速度（mm/s）：

反映能量的大小振動加速度（mm/s2）：反映沖擊力的大小20:11103.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法聲級計20:11113.2故障診斷技術3.2.1機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)內窺鏡20:11123.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）簡易診斷法紅外點溫儀20:11133.2故障診斷技術3.2.1機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生異常狀態(tài)的設備，采用精密診斷儀器和各種分析手段進行綜合分析，以期了解故障的類型、程度、部位和產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確的確定發(fā)展趨勢20:11143.2故障診斷技術3.2.1機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驗，有較大的局限性。目前出現的現代手段（p68），大大延長了人的感官器官，使這種傳統方法恢復了青春活力，成為一種有效的診斷方法20:11153.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（4）振動噪聲測定法機械設備動態(tài)下的振動和噪聲的強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系。因此利用這種信息進行故障診斷是比較有效的方法。其中特別是振動法，信號處理比較容易，因此應用更加普遍20:11163.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（5）無損檢驗法無損檢驗法是一種從材料和產品的無損檢驗技術中發(fā)展起來的方法，它是在不破壞材料表面及其內部結構的情況下，檢驗機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。在檢驗裂紋、砂眼等缺陷時比較有效，局限性是它的某些方法如超聲波、射線檢驗等不便于在動態(tài)下進行20:11173.2故障診斷技術3.2.1機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器的潤滑系統或液壓系統的循環(huán)油路中攜帶者大量的磨損殘余物（磨粒），它們的數量、大小、幾何形狀及成分反映了機器的磨損部位、程度和性質，根據這些信息可以有效地診斷設備的磨損狀態(tài)。目前該法在工程機械及汽車、飛機發(fā)動機檢測方面已取得良好的效果20:11183.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（7）機器性能參數測定法顯示機器主要功能的機器性能參數，一般可以直接從機器儀表上讀出，由這些數據可以判定機器的狀態(tài)是否離開正常范圍，機器性能參數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3.2.2診斷技術方法1、憑五官進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，并以豐富的經驗和維修技術判定故障可能出現的部位與原因，達到預測預報的目的。這些經驗與技術對于小廠和普通機械設備是非常重要的。即使將來科學技術高度發(fā)展，也不可能完全由儀器設備監(jiān)測診斷技術取代20:11203.2故障診斷技術3.2.2診斷技術方法2、振動測量振動是一切做回轉或往復運動設備最普通的現象，其狀態(tài)特征凝結在振動信號中。振動的增強無一不是故障引起的。振動測量就是利用機械設備運動時產生的信號，根據測得的幅值、頻率和相位等振動參數，對其進行分析處理，做出診斷20:11213.2故障診斷技術3.2.2診斷技術方法2、振動測量振動幅值是評價設備運行工況好壞的重要指標振動頻率是識別機器哪個部位出了故障，以及是什么性質的故障的依據振動相位是區(qū)分同頻率振動，確定故障部位的重要手段20:11223.2故障診斷技術振動的原因1、（地腳）螺栓松動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件質量分布不均4、軸承損壞5、往復件的沖擊……20:11233.2故障診斷技術3、噪聲測量

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

3.2.2診斷技術方法20:11243.2故障診斷技術4、溫度測量

溫度是一種表象，它的升降狀態(tài)反映了機械設備的熱力過程，異常的溫升或溫降說明了熱故障。3.2.2診斷技術方法20:11253.2故障診斷技術（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來進行溫度測量。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表現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（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系來顯示溫度。如光學高溫儀、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5、油樣分析

在設備的運轉過程中，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，進而預測壽命，為維修提供依據。例如活塞式發(fā)動機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診斷技術方法20:11283.2故障診斷技術（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，置于顯微鏡下進行觀察若發(fā)現小顆粒且數量較少，說明？一旦發(fā)現大顆粒，怎么做？優(yōu)點：劃書（P73）缺點：劃書常用的油樣分析方法20:11293.2故障診斷技術（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（3）光譜分析法：是測定物質化學成分的基本方法，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，油樣光譜分析技術已被廣泛而有效地應用于監(jiān)測設備零部件磨損趨勢、機械設備的故障診斷以及大型重要設備的隨機檢測方面。常用的油樣分析方法20:11313.2故障診斷技術6、聲發(fā)射檢測

各種材料由于外加應力作用，在內部結構發(fā)生變化時都會以彈性應力波的方式釋放應變能力，這種現象稱為聲發(fā)射。通過接收彈性應力波，用以器檢測、分析聲發(fā)射信號和利用信號推斷聲發(fā)射源的技術稱為聲發(fā)射技術。3.2.2診斷技術方法20:11323.2故障診斷技術6、聲發(fā)射檢測3.2.2診斷技術方法是一種動態(tài)監(jiān)測，可客觀地評價運行中機械設備的安全性和可靠性?，F在廣泛用來監(jiān)測機械設備和機件的裂紋和銹蝕情況20:11333.2故障診斷技術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，在不損傷內外部結構和實用性能的情況下，探測、確定零件內部缺陷的位置、大小、形狀和種類的方法。

由于零件無損探傷經濟、安全、可靠而被越來越多地應用到生產實際中。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診斷技術方法20:11343.2故障診斷技術（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，不易產生繞射，碰到雜質或分界面就會產生明顯的反射，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（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、取向事先不能確定，為了保證探傷質量，應采用幾種不同探頭進行多次探測（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故障診斷技術優(yōu)點：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；缺點：是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗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雜或表面粗糙的工件超聲波檢測20:11373.2故障診斷技術（2）射線檢測無損檢測20:11383.2故障診斷技術（2）射線檢測能較直觀地顯示工件內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，需要采取適當的防護措施。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（3）渦流探傷適用于探測導電材料，能發(fā)現裂紋、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。

不適用探測非導電材料的缺陷無損檢測20:11403.2故障診斷技術（4）磁粉探傷把鐵磁性材料磁化后，利用缺陷部位產生的漏磁場吸附磁粉的現象進行探傷。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（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行良好的滲透。當顯像液涂灑在工件表面上時，殘留在缺陷內的滲透液又會被吸出來，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（5）滲透探傷無損檢測20:11433.2故障診斷技術（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)測與故障診斷技術包含的內容比較廣泛，諸如機械狀態(tài)量（力、位移、振動、噪聲、溫度、壓力和流量等）的監(jiān)測，狀態(tài)特征參數變化的辨識，機械產生振動和損傷時的原因分析、振源判斷、故障預防，機械零部件使用期間的可靠性分析和剩余壽命估計等。20:11463.2故障診斷技術雙金屬溫度計：兩種測量方法20:11473.2故障診斷技術（2）射線檢測不適用于檢測鍛件和型材中的缺陷因為鍛件和軋制的型材的缺陷多為面積型缺陷面積性缺陷：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（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焊縫和內部缺陷，射線多數用在壓力容器方面，你說鋼結構焊接檢驗一般多用超聲波來檢驗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無損檢測20:11493.2故障診斷技術（4）磁粉探傷無損檢測20:11503.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)3、診斷技術的環(huán)節(jié)信號采集特征提取狀態(tài)識別及趨勢分析20:11513.2故障診斷技術3.2.1機械故障診斷的基本原理、基本方法和環(huán)節(jié)（1）信號采集1）直接觀察。這是根據決策