機電行業(yè)-機械故障診斷學(xué)

機械故障診斷學(xué)天馬行空官方博客：://；；QQ群：175569632第一章緒論第二章信號分析方法及應(yīng)用第三章故障診斷的標(biāo)準(zhǔn)第四章旋轉(zhuǎn)機械的振動監(jiān)測與診斷第五章滾動軸承的振動監(jiān)測和診斷第六章齒輪箱的振動監(jiān)測與診斷第七章油樣分析方法第八章紅外檢測方法目錄天馬行空官方博客：://；；QQ群：1755696321.1根本概念故障的概念設(shè)備故障是指“設(shè)備功能失常〞，也就是設(shè)備不能到達(dá)預(yù)期的工作狀態(tài)，無法滿足應(yīng)有的性能、功能。功能失效，機械設(shè)備根本功能不能保證；設(shè)備偏離正常功能第一章緒論故障的分類按故障性質(zhì)分類

人為故障自然故障故障率%ⅠⅡⅢ圖浴盆曲線Ⅰ——磨合期Ⅱ——正常使用期Ⅲ——耗損期按故障產(chǎn)生的原因分類

先天性故障使用性故障按故障開展速度分類突發(fā)性故障漸進性故障按故障造成的后果分類

輕微故障一般故障嚴(yán)重故障惡性故障天馬行空官方博客：://；；QQ群：175569632狀態(tài)檢測與故障診斷檢測縮小故障范圍狀態(tài)檢測提取征兆定期檢測故障診斷原因分析維修決策趨勢分析正常參數(shù)開始尚可正常不可異常設(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)測三個方面。其具體實施過程可以歸納為以下四個方面：1、信號采集；2、信號處理〔特征提取〕；3、狀態(tài)識別；4、診斷決策。狀態(tài)檢測通過監(jiān)視和測量設(shè)備或部件運行狀態(tài)信息和特征參數(shù)〔例如振動、溫度、壓力等〕，并以此來判斷其狀態(tài)是否正常。故障診斷不僅要檢查出設(shè)備是否正常，還要對設(shè)備發(fā)生故障的部位、產(chǎn)生故障的原因、故障的性質(zhì)和程度給出深入的分析和判斷。狀態(tài)檢測與故障診斷關(guān)系沒有檢測就沒有診斷，診斷是目的，檢測是手段；檢測是診斷的根底和前提，診斷是檢測的最終結(jié)果。

機械故障診斷主要是研究某一機械設(shè)備在運行過程中動態(tài)性能的變化規(guī)律及其運行狀態(tài)的識別方法。中國工程院院士屈梁生——診斷是以機械學(xué)和信息論為依托，多學(xué)科融合的技術(shù)，本質(zhì)是模式識別。轉(zhuǎn)子事故預(yù)防事故，保證人身和設(shè)備平安1.2故障診斷的意義和目的故障診斷的意義現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生透平機械事故天馬行空官方博客：://；；QQ群：175569632現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生水輪機事故天馬行空官方博客：://；；QQ群：175569632調(diào)查委員會在經(jīng)過４個月的調(diào)查后，提出長達(dá)２５６頁的調(diào)查報告。報告認(rèn)為，“挑戰(zhàn)者〞號爆炸的原因是右側(cè)助推火箭存在問題。由于航天飛機發(fā)射時氣溫過低，寒冷的天氣對火箭墊圈產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致爆炸。1９８６年１月２８日“挑戰(zhàn)者〞號爆炸價值１２億美元的航天飛機被炸成碎片，７名機組人員全部遇難現(xiàn)實生活和工業(yè)過程中惡性事故時有發(fā)生斷裂部位三峽塔帶機斷裂事故

2002年9月3日保證設(shè)備精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量

事后維修，故障維修

(Breakdown)

設(shè)備壞了后才去修理。預(yù)防維修，定期維修(Preventive)

定期地檢查和大修。預(yù)知維修，視情維修(Predictive)

周期或?qū)崟r的監(jiān)測，必要時才去維修。推動設(shè)備維修制度的改革

事后維修優(yōu)點：不需要安排方案。對一些設(shè)備，更換比修理更廉價。缺點：意外停機引起生產(chǎn)損失?？赡芤鹪O(shè)備的二次損壞，甚至災(zāi)難性事故。預(yù)防維修優(yōu)點：減少意外停機缺點：意外停機引起生產(chǎn)損失過剩維修導(dǎo)致維修費用增加預(yù)知維修優(yōu)點：減少非方案停機損失維修時間間隔可以延長維修費用大為減少缺點：需要初始投資需學(xué)習(xí)和培訓(xùn)不同制度的維修本錢的比較大型鋼鐵企業(yè)提高企業(yè)的經(jīng)濟效益

日本應(yīng)用故障診斷技術(shù)后，事故發(fā)生率減少75%，維修費用降低25～50％。英國對2000個國營工廠的調(diào)查說明，采用狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)后，每年可節(jié)省維修費用3億英鎊，而故障診斷系統(tǒng)的本錢為0.5億英鎊。美國1980年稅收總額$7500億，維修費為$2460億,估計其中過剩維修費為$750億。我國1987年國營公交企業(yè)40萬個，固定資產(chǎn)￥7000億,維修費約為固定資產(chǎn)的3～5％。

300MW發(fā)電機組停產(chǎn)一天損失電720萬kWh，約￥144萬元30萬噸化肥裝置停產(chǎn)一天損失化肥1000t，約￥150萬元三峽2號水輪機組700MW停機4小時損失￥400萬元“保證可靠地、高效地發(fā)揮設(shè)備應(yīng)有的功能〞1、保證設(shè)備發(fā)揮最大的設(shè)計能力，制定合理的檢測維修制度，以便在允許的條件下充分挖掘設(shè)備潛能，延長服役期限和使用壽命，降低設(shè)備全壽命周期費用；2、能及時地、正確地對各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)作出診斷，預(yù)防或消除故障，對設(shè)備的運行進行必要的指導(dǎo)，提高設(shè)備運行的可靠性、平安性和有效性，以期把故障損失降低到最低水平；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)修改優(yōu)化設(shè)計合理制造及生產(chǎn)過程提供數(shù)據(jù)和信息。故障診斷的目的1.3故障診斷的根本方法按照診斷模式分★離線分析診斷★在線分析診斷★遠(yuǎn)程檢測診斷離線分析診斷定期或不定期的巡檢的方式采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，然后回放到計算機，由計算機軟件進行監(jiān)測與診斷分析。

特點：離線分析，對突發(fā)故障無能為力，但可精細(xì)分析

計算機監(jiān)控箱記錄、文件在線分析診斷由傳感器及高速實時數(shù)采硬件、控制計算機及監(jiān)測分析軟件組成。特點：在線監(jiān)測，可以給出設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，捕捉突發(fā)故障并進行及時分析。

。。。。。。。。。。?！?信號調(diào)理信號調(diào)理信號調(diào)理機組機組現(xiàn)場工控機….信號調(diào)理信號調(diào)理信號調(diào)理機組機組現(xiàn)場工控機。。。。。。。。。。?！?信號調(diào)理信號調(diào)理信號調(diào)理機組機組現(xiàn)場工控機遠(yuǎn)程計算機局域網(wǎng)實時遠(yuǎn)程監(jiān)測充分挖掘和發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)信息交換、資源共享的優(yōu)點，充分利用科研院所的專家資源，實現(xiàn)“移動的是數(shù)據(jù)而不是人〞，在網(wǎng)絡(luò)層面上實現(xiàn)故障信息的挖掘和故障類型確實診。按檢測參數(shù)分★振動：適用于旋轉(zhuǎn)機械、往復(fù)機械、軸承、齒輪等。★溫度〔紅外〕：適用于工業(yè)爐窯、熱力機械、電機、電器等?！锫暟l(fā)射：適用于壓力容器、往復(fù)機械、軸承、齒輪等?！镉鸵骸茶F譜〕：適用于齒輪箱、設(shè)備潤滑系統(tǒng)、電力變壓器等?！餆o損檢測：采用物理化學(xué)方法，用于關(guān)鍵零部件的故障檢測。★壓力：適用于液壓系統(tǒng)、流體機械、內(nèi)燃機和液力耦合器等?！飶姸龋哼m用于工程結(jié)構(gòu)、起重機械、鍛壓機械等。★外表：適用于設(shè)備關(guān)鍵零部件外表檢查和管道內(nèi)孔檢查等?！锕r參數(shù)：適用于流程工業(yè)和生產(chǎn)線上的主要設(shè)備等?！镫姎猓哼m用于電機、電器、輸變電設(shè)備、電工儀表等。醫(yī)學(xué)診斷與故障診斷醫(yī)學(xué)診斷故障診斷原理及特征信息中醫(yī)：望、聞、問、切西醫(yī)：望、觸、扣、聽、嗅聽心音、做心電圖量體溫驗血驗?zāi)蛄垦獕篨射線、超聲波檢測問病史聽、摸、看、聞?wù)駝优c噪聲監(jiān)測溫度監(jiān)測油樣分析應(yīng)力應(yīng)變測量無損檢測查閱技術(shù)檔案資料通過形貌、聲音、溫度、顏色、氣味的變化來診斷通過振動大小及變化規(guī)律觀察溫度的大小及變化觀察化學(xué)成分及磨粒形狀變化觀察壓力或應(yīng)力變化觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷找規(guī)律、查原因、作判斷儀器分類：便攜式測振表數(shù)據(jù)采集器計算機化監(jiān)測系統(tǒng)1.4監(jiān)測和診斷儀器的分類和選用儀器選用原那么：被監(jiān)測對象在生產(chǎn)中的地位生產(chǎn)的規(guī)模和產(chǎn)量預(yù)計的投資設(shè)備管理人員的水平和素質(zhì)測振表的外形和原理框圖阻抗變換前置放大指示選頻網(wǎng)絡(luò)微積分檢波主放大電池靈敏度調(diào)節(jié)傳感器輸入交流輸出

直流輸出計算機存貯器打印機屏幕軟件放大接口存貯顯示時鐘電池管理環(huán)節(jié)傳感器數(shù)據(jù)采集器計算機及外部設(shè)備數(shù)據(jù)采集器外形和工作框圖雙通道振動表推力瓦位和瓦溫表振動傳感器在瓦蓋上水泵的監(jiān)測系統(tǒng)典型的表盤式監(jiān)測系統(tǒng)前置器雙通道軸位表推力瓦溫表鍵相信號雙通道軸振表徑向瓦溫表鍵相傳感器90度布置的兩渦流傳感器推力瓦溫傳感器徑向瓦溫傳感器軸向位置傳感器報警信號輸出離心壓縮機監(jiān)測系統(tǒng)計算機化的監(jiān)測系統(tǒng)框圖

最簡單的計算機化監(jiān)測系統(tǒng)。單一計算機完成數(shù)據(jù)采集、管理、數(shù)據(jù)分析、人機對話等功能。存貯器打印機屏幕軟件適調(diào)放大切換裝置A/D變換器來自傳感器監(jiān)測儀表計算機監(jiān)測和診斷儀器的分類和選用1.5故障診斷技術(shù)的開展概況★美國最早，1967年美國宇航局倡導(dǎo)成立了機械故障預(yù)防小組〔“MFPG〞〕★70年代英國機械保健中心成立，并用于核發(fā)電、鋼鐵、電力等診斷★71年日本開始開展自己的TPM〔全員生產(chǎn)維修〕：鋼鐵、石油、化工、鐵路★進而歐美許多國家都在重視開展。如瑞典SPM軸承監(jiān)測、挪威船舶診斷、丹麥B&K的振動與聲發(fā)射診斷

★1979年機械工業(yè)部在長春舉辦設(shè)備科長學(xué)習(xí)班★1983年在南京舉辦首屆設(shè)備診斷技術(shù)專題座談會

天津大學(xué)：1982年起研究齒輪傳動、軸承、齒輪箱、切削過程等方面的診斷與監(jiān)控技術(shù)華中理工大學(xué)：汽輪發(fā)電機組診斷專家系統(tǒng)、鋼絲繩診斷系統(tǒng)

西安交通大學(xué)：旋轉(zhuǎn)機械故障診斷RB—20，用于煉油行業(yè)

國防科技大學(xué)：望遠(yuǎn)號遠(yuǎn)洋考察船的在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)：20萬KW汽輪發(fā)電機組診斷★分布式、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測代替集中監(jiān)測?！飳崟r的在