機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷

機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷.簡述設(shè)備故障診斷的目的和任務(wù)答：目的:①能及時(shí)的、正確的對各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)作出診斷,預(yù)防或消除故障,對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行必要的指導(dǎo),提高設(shè)備的可靠性、安全性和有效性，把故障降低到最低水平②保證設(shè)備發(fā)揮最大的設(shè)計(jì)壓力③通過檢測監(jiān)視、故障分析、性能評估等,為設(shè)備結(jié)構(gòu)改造、優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理制造及生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)和信息任務(wù):①狀態(tài)監(jiān)測②故障診斷③指導(dǎo)設(shè)備的管理維修.簡述設(shè)備故障診斷技術(shù)的定義、內(nèi)容、類型和方法答:定義:在設(shè)備運(yùn)行中或基本不拆卸設(shè)備的情況下,掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況,判定產(chǎn)生故障的部位和原因，以及預(yù)測預(yù)報(bào)設(shè)備狀態(tài)的技術(shù)內(nèi)容: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)測三方面,實(shí)施過程為信號采集、信號處理、狀態(tài)識別、診斷決策四方面類型:①按診斷對象分類:旋轉(zhuǎn)機(jī)械診斷技術(shù)、往復(fù)機(jī)械診斷技術(shù)、工程結(jié)構(gòu)診斷技術(shù)、運(yùn)載器和裝置診斷技術(shù)、通信系統(tǒng)診斷技術(shù)、工藝流程診斷技術(shù)②接診斷目的分類:功能診斷與運(yùn)行診斷、定期診斷與連續(xù)診斷、直接診斷與間接診斷、常規(guī)工況與特殊工況診斷、在線診斷和離線診斷③按診斷方法完善程度分類:簡易診斷、精密診斷技術(shù)方法:①傳統(tǒng)方法:利用各種物理和化學(xué)的原理和手段,通過伴隨故障出現(xiàn)的各種物理和化學(xué)現(xiàn)象直接檢測故障;利用故障所對應(yīng)的征兆來診斷②智能診斷:在傳統(tǒng)診斷方法的基礎(chǔ)上,將人工智能的理論的方法用于故障診斷③模式識別、概率統(tǒng)計(jì)、模糊數(shù)學(xué)、可靠性分析和故障樹分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、分析幾何等數(shù)學(xué)分支在故障診斷中應(yīng)用.機(jī)械設(shè)備故障的信息獲取和檢測方法有哪些？答:獲取方法:直接觀測法、參數(shù)測定法、磨損殘?jiān)鼫y定法、設(shè)備性能指標(biāo)的測定檢測方法:①振動(dòng)和噪聲的故障檢測:振動(dòng)法、特征分析法、模態(tài)識別與參數(shù)識別法、沖擊能量與沖擊脈沖測定法、聲學(xué)法②材料裂紋及缺陷損傷的故障檢測：超聲波探傷法、射線探傷法、滲透探傷法、磁粉探傷法、渦流探傷法、激光全息檢測法、微波檢測技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)③設(shè)備零部件材料的磨損及腐蝕故障檢測:光纖內(nèi)窺技術(shù)、油液分析技術(shù)④溫度、壓力、流量變化引起的故障檢測.簡述振動(dòng)檢測和診斷系統(tǒng)的組成和原理,說明其區(qū)別答:振動(dòng)檢測系統(tǒng):信息輸入-數(shù)據(jù)預(yù)處理-數(shù)據(jù)變換和壓縮-特征提取-狀態(tài)分類-{①顯示、打印、繪圖、儲存②判斷與決策-報(bào)警、審核、維修}診斷系統(tǒng):激振器-被診斷對象-傳感器-二次儀表-{①磁帶記錄儀②分析儀③數(shù)據(jù)采集、記錄和存儲器}-故障診斷系統(tǒng).測振傳感器有哪些類型?簡述其工作原理。答:①磁電式傳感器:當(dāng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體在固定的磁場里切割磁力線時(shí),導(dǎo)體兩端就感應(yīng)出電動(dòng)勢，其感應(yīng)電動(dòng)勢與線圈相對于磁力線的運(yùn)動(dòng)速度成正比②壓電式傳感器:利用某些晶體材料能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的壓電效應(yīng),當(dāng)壓電式傳感器承受機(jī)械振動(dòng)時(shí),在它的輸出端能產(chǎn)生與所承受的加速度成正比的電荷或電壓量、③電渦流式位移傳感器:在傳感器的端部有一線圈，線圈中有頻率較高的交變電壓穿過。當(dāng)線圈平面靠近某一導(dǎo)體面時(shí),導(dǎo)體的表面層感應(yīng)出渦流,其形成的磁通又穿過原線圈,形成耦合互感,互感系數(shù)大小與二者間距離及導(dǎo)體材料有關(guān)6.簡述振動(dòng)檢測技術(shù)的運(yùn)用答:選定測量方法和分析方法,確定測量參數(shù)、測量位置、測量周期、測量條件,記錄測量結(jié)果,選定判斷標(biāo)準(zhǔn),分析劣化趨勢.什么是故障樹?簡述故障樹分析法的基本原理和步驟。答:故障樹:把頂事件、中間事件和底事件用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T自上而下逐級連接起來所構(gòu)成的邏輯結(jié)構(gòu)原理:把所研究系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為辨識和估計(jì)的目標(biāo)，即頂事件;然后在一定的環(huán)境與工作條件下首先找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的必要和充分的直接原因，作為第二級;依次再找出導(dǎo)致第二級故障事件發(fā)生的直接因素為第三極,如此逐級展開,一直追溯到不能再展開或毋需再深究的最基本的故障時(shí)間為止。步驟:①選擇頂事件②建立故障樹③求故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)④定性分析⑤定量分析8.什么是故障樹的割集、最小割集、路集、最小路集?簡述最小割集的計(jì)算方法答:最小割集:導(dǎo)致故障樹頂事件發(fā)生的數(shù)目最小又最必要的底事件的集合最小路集:導(dǎo)致故障樹頂事件不發(fā)生的數(shù)目最小又最必要的底事件的集合最小割集計(jì)算方法:對于簡單的故障樹，將故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)展開，使之成為具有最少項(xiàng)數(shù)的積之和的表達(dá)式,每一項(xiàng)乘積就是一個(gè)最小割集對于復(fù)雜的故障樹，以下兩種方法:①下行法②上行法.故障樹的定量分析有哪些主要參數(shù)?答:可靠度、重要度、故障率、累積故障率、首次故障時(shí)間、底事件重要度11.常用的油樣分析技術(shù)的機(jī)理、內(nèi)容和儀器。答:①油液理化指標(biāo)及污染度檢測機(jī)理:油液物理化學(xué)性能指標(biāo)及其他綜合指標(biāo)的變化,反應(yīng)油品的劣化變質(zhì)程度,超過一定數(shù)值,潤滑油成為廢油,必須更換；內(nèi)容:粘度、酸堿值、閃點(diǎn)、水分、機(jī)械雜質(zhì)、積碳、顆粒數(shù)及油液污染綜合指標(biāo);儀器:振蕩式粘度計(jì)、滴定儀、閃點(diǎn)計(jì)、紅外光譜儀、顆粒計(jì)數(shù)器、污染監(jiān)測儀②油液鐵譜分析機(jī)理:借助于高梯度、強(qiáng)磁場的鐵譜儀將油液中的金屬磨粒有序分離出來進(jìn)行分析,從而檢測機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),磨損趨勢，判斷磨損機(jī)理；內(nèi)容:磨粒尺寸、磨粒數(shù)量、磨粒形貌、磨粒成分;儀器:分析式鐵譜儀、直讀式鐵譜儀、旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀、在線式鐵譜儀③油液光譜分析機(jī)理:通過測量物質(zhì)燃燒發(fā)出的特定波長、一定強(qiáng)度的光,從而檢測磨粒的元素成分及含量濃度、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、磨損趨勢、判斷磨損部位；內(nèi)容:金屬磨粒元素成分及含量濃度值,添加劑元素成分濃度,雜質(zhì)污染元素成分及濃度;儀器:直讀式發(fā)射光譜儀、吸收式光譜儀.簡述發(fā)射式、原子吸收式光譜儀的組成,并簡述其工作原理和特點(diǎn)；答:發(fā)射式光譜儀:汞燈、電極、透鏡入射狹縫、折射波、光柵、出射狹縫，光電倍增管等。工作原理:用電極產(chǎn)生的電火花作光源,激發(fā)油中金屬元素輻射發(fā)光，將輻射出來的線光譜由出射狹縫引出，由光電倍增管將光能變成電能,再向積分電容充電,通過測量積分電容器上的電壓達(dá)到測試油內(nèi)金屬濃度的目的。原子吸收式:陰極燈、火焰，出射狹縫、表頭、放大器,光電管，分光器,入射狹縫，油樣，噴霧器等。工作原理:將待測元素的化合物在高溫下進(jìn)行試樣原子化,使其變?yōu)樵诱魵?，?dāng)銳線光源發(fā)射出一束光,穿過一定厚度的原子蒸氣時(shí),光的一部分被原子蒸氣中待測元素的基態(tài)吸收,通過分光器將其他發(fā)射線分離掉,檢測系統(tǒng)測量特征譜線減弱后的光線強(qiáng)。.分析式鐵譜儀由哪些部分組成?簡述各部分的特點(diǎn)答:分析式鐵譜儀包括數(shù)量泵,磁鐵,鐵譜片等部分;微量泵要求具有低穩(wěn)定速率;鐵譜片上金屬磨損顆粒由大到小依序沉積;油液能順利留下;磁鐵要能提供高強(qiáng)度高梯度的磁場。.旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀在哪些方面克服了分析式鐵譜儀的不足？答:旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀避免了分析式鐵譜儀制片時(shí)間長,操作費(fèi)用高,譜片入口區(qū)磨粒堆集嚴(yán)重,油樣需高度的稀釋,譜片上有大量污染物和大顆粒被壓碎或不能通過的缺點(diǎn)。.試分析說明四種鐵譜分析儀的性能特點(diǎn)和區(qū)別答:分析式鐵譜儀可以分析觀察磨粒形貌、尺寸大小、材質(zhì)成分等;直讀式鐵譜儀可以通過電子電路放大AD轉(zhuǎn)換,直接顯示讀數(shù)對油樣中磨粒濃度和尺寸分布做定量分析;旋轉(zhuǎn)式既保留了分析式鐵譜儀的優(yōu)點(diǎn)又克服了許多缺點(diǎn),對磨損嚴(yán)重，污染物多的油液不需要稀釋,即可制片;在線式鐵譜儀可在線檢測油液濃度,在磨粒濃度超過要求時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。四種鐵譜儀的區(qū)別在于對磨粒的分離,檢測的方法不同。.其它油液分析技術(shù)有哪些?簡述各自的內(nèi)容答:①重量分析技術(shù):將一定體積樣液中的固體顆粒全部搜集在微孔濾膜上,通過檢測濾膜過濾前和后的質(zhì)量,計(jì)算污染物的含量②顯微鏡計(jì)數(shù)技術(shù):將過濾一定體積樣液的濾膜在光學(xué)顯微鏡下觀察，對搜集在濾膜上的顆粒物按給定的尺寸范圍計(jì)數(shù)③濾器堵塞技術(shù):通過測量由于顆粒物對濾膜堵塞而引起的流量或壓差的變化,確定油液的污染度④顯微鏡比較分析技術(shù):在專門的顯微鏡下，將過濾樣液的濾膜和標(biāo)準(zhǔn)污染度樣片進(jìn)行比較，由此判斷油液的污染度等級⑤掃描電子顯微鏡技術(shù):利用掃描電鏡和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對搜集在濾膜上的顆粒物進(jìn)行尺寸和數(shù)量測定⑥圖像分析技術(shù):利用攝像機(jī)將濾膜上搜集的顆粒物或直接將液流中的顆粒物轉(zhuǎn)換為顯示屏上的彩像,并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析.工程機(jī)械的簡易檢測與診斷方法有哪些？答:①感覺檢測與診斷:聽診法、觸測法、觀察法②簡單儀器檢測與診斷:用配備有表面熱電偶探頭的溫度計(jì)測量滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、主軸箱、電動(dòng)機(jī)等機(jī)件表面的溫度；電子聽診器測振動(dòng)加速度;磁塞法,通過儀器觀察從潤滑油中搜集到的磨損顆粒,實(shí)現(xiàn)磨損狀態(tài)檢測.簡述噪聲診斷技術(shù)的原理答:噪聲是多個(gè)頻率不同聲強(qiáng)，不同聲音無規(guī)律的組合,機(jī)械在運(yùn)行中不可避免地要產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,不同機(jī)械都以其自身可能的方式產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,研究掌握機(jī)械及其零件的聲振機(jī)理和特征,可對機(jī)械的狀態(tài)進(jìn)行診斷。.溫度檢測與診斷的測量儀器有哪些?說明適用場合答:接觸式溫度測量儀:膨脹式溫度計(jì)（液體式、固體式）、壓力表式溫度計(jì)（液體式、氣體式、蒸汽式）、電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)非接觸式溫度測量儀器:光電高溫計(jì)、光學(xué)高溫計(jì)、紅外測溫儀、紅外熱像儀、紅外熱電視.無損探傷技術(shù)有哪些?分別說明各自的工作原理和適應(yīng)特點(diǎn)答:超聲波探傷技術(shù):利用電振蕩在發(fā)射探頭中激發(fā)高頻超聲波,入射到被測物體內(nèi)部后,若遇到缺陷,超聲波會被反射、散射或衰減,再用接收探頭接收從缺陷處反射回來或穿過被檢工件后的超聲波,并將其在顯示儀表上顯示出來,通過觀察與分析反射波或透射波的時(shí)延與衰減情況,即可獲得物體內(nèi)部有無缺陷以及缺陷的位置、大小及其性質(zhì)等方面的信息,并由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范判定缺陷的危害程度紅外線無損探傷技術(shù):利用被測工件的熱傳導(dǎo)、熱擴(kuò)散或熱容量變化時(shí),物體內(nèi)部存在的裂紋或氣孔一類的缺陷部位將引起這些熱性能的改變的原理進(jìn)行探傷磁粉探傷:磁力線通過鐵磁性材料時(shí),若材料內(nèi)部有缺陷,這些缺陷的地方磁阻增加或磁性不連續(xù),磁力線便發(fā)生偏轉(zhuǎn)出現(xiàn)現(xiàn)局部方向改變。當(dāng)缺陷在材料的表面或近表面時(shí),缺陷外產(chǎn)生漏磁場,這時(shí)把磁粉撒在試件表面,則有缺陷的部位就會吸附更多的磁粉而明顯區(qū)別于沒有缺陷的部位滲透探傷:將特殊的滲透液涂于試件表面,當(dāng)試件表面有開口缺陷時(shí),滲透液滲到缺陷中，去除表面多余的部分,經(jīng)過顯示處理、放大顯示等程序來檢查零件表面缺陷的無損探傷方法射線探傷:利用射線能穿透物體的能力，用物體的透視攝影來檢查零件內(nèi)部的探傷方法聲發(fā)射探傷技術(shù):利用聲發(fā)射現(xiàn)象的特點(diǎn)，用電子學(xué)的方法接受發(fā)射出來的應(yīng)力波，進(jìn)而根據(jù)聲發(fā)射信號特征，進(jìn)行處理和分析以評價(jià)缺陷發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，以尋找和推斷聲發(fā)射源的缺陷及危險(xiǎn)性的技術(shù).簡述超聲波探傷儀的組成和原理答:組成:接頭、克體、阻尼塊、壓電晶片、保護(hù)膜、接地環(huán)、吸聲材料原理:產(chǎn)生電振蕩并加于探頭,是指發(fā)射超聲波，同時(shí)還將探頭接收的電信號進(jìn)行濾波、檢波和放大等,并以一定的方式將探傷結(jié)果顯示出來,人們依此獲得被檢工件內(nèi)部有無缺陷以及缺陷的位置、大小和性質(zhì)等方面的信息.分析說明動(dòng)態(tài)測功儀的原理,并說明動(dòng)態(tài)測功是如何實(shí)現(xiàn)的答:原理:發(fā)動(dòng)機(jī)在供油拉桿位置和轉(zhuǎn)速均勻變動(dòng)情況下,測定其功率。方法:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或空載在某一低速下,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然將供油拉桿放置在最大供油量位置，使發(fā)動(dòng)機(jī)克服慣性和內(nèi)部摩擦阻力加速運(yùn)轉(zhuǎn)。用其加速性能的好壞直接反應(yīng)最大功率的大小，因此只要測出加速過程中某一參數(shù),就可以得出相應(yīng)的最大功率。.分析說明氣缸密封性的診斷參數(shù),并說明氣缸密封性與哪些零部件有關(guān)答:診斷參數(shù):氣缸壓縮壓力,氣缸漏氣率,氣缸漏氣量，曲軸箱漏氣量。氣缸密封性與氣缸,汽缸蓋,氣缸襯墊,活塞,活塞環(huán)等包圍工作介質(zhì)的零件有關(guān).氣缸壓縮壓力的檢測方法有哪些?說明各自的原理答:檢測方法有氣缸壓力表檢測,測起動(dòng)機(jī)電流法,測起動(dòng)機(jī)電壓法。氣缸壓力表檢測原理:壓力表表頭采用鮑登管式,一端固定,另一端活動(dòng),活動(dòng)端通過杠桿齒輪機(jī)構(gòu),與指針相連,當(dāng)壓力進(jìn)入彎管伸直通過杠桿齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針動(dòng)作,在表盤上指示出壓力的大小。測起動(dòng)機(jī)電流法原理:起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸所需的扭矩是電流的函數(shù),并與氣缸壓縮壓力成正比,起動(dòng)電流的變化與氣缸壓力的變化存在著對應(yīng)的關(guān)系。測起動(dòng)機(jī)電壓法原理:與測起動(dòng)機(jī)電流法原理相同,它是通過起動(dòng)機(jī)在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)遇到的阻力不一樣，引起起動(dòng)機(jī)電壓變化來反映各氣缸內(nèi)的實(shí)際密封狀況。.柴油機(jī)的燃油系的儀器診斷與檢測主要的檢測項(xiàng)目和波形有哪些?說明各自的特點(diǎn)答:項(xiàng)目：觀測壓力波力波形,觀測針閥升程波形,檢測瞬時(shí)壓力，供油的均勻性判斷,觀察異常噴射,檢測供油正時(shí),檢測供油間隔。波形:①全周期單缸波：即單獨(dú)選某一缸高壓油管中壓力隨噴油泵凸輪軸轉(zhuǎn)過360度時(shí)的變化情況的波形。②多缸平列波:各缸高壓油管內(nèi)的殘余壓力為基線，將各缸波形按著火順序從左向右首尾相連的一種排列方式。③多缸并列波:將各缸高壓缸按著火次序自下而上單獨(dú)放置并將其首部對齊的一種排列方式。④多缸重疊波:將各單缸波形之首對齊并重疊在一起的一種排列方式。.分析說明柴油機(jī)啟動(dòng)困難和排藍(lán)煙的原因答:啟動(dòng)困難的原因有:油箱無油或開關(guān)未打開;油箱蓋通氣孔堵塞;油管堵塞，破裂或接口漏油;油路中有水或氣,或氣缸內(nèi)有水;柴油濾清器堵塞或不密封;輸油泵工作不良，進(jìn)出油閥關(guān)閉不嚴(yán)或進(jìn)油濾網(wǎng)堵塞;所用柴油機(jī)牌號不對或柴油機(jī)品質(zhì)差;噴油泵柱塞偶見磨損嚴(yán)重或柱塞彈簧折斷柱塞不回位;供油拉桿上的調(diào)節(jié)撥叉或柱塞套筒上的可調(diào)齒輪松動(dòng)；出油閥偶件關(guān)閉不嚴(yán)或其彈簧折斷;高壓油管破裂或接頭松動(dòng);供油時(shí)間不對或聯(lián)軸器松動(dòng);噴油器針閥偶件磨損嚴(yán)重,下椎體密封面不密封，彈簧折斷或調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛟斐蓢娚鋲毫^低;噴油器針閥卡住，不能關(guān)閉或