机械工况监测与故障诊断.pptxVIP

机械工况监测与故障诊断第1页/共34页第2页/共34页参考书目《机械故障诊断学》屈梁生，何正嘉 上海科技出版社2. 《机械故障的诊断与情况监测》R.A. Collacott 机械工业出版社3. 《Mechanical fault diagnosis and condition monitoring》 R. A. Collacott, Chapman and Hall 4. 《机械故障诊断学》钟秉林，黄仁 机械工业出版社5. 《机械故障诊断的时序方法》，杨叔子，吴雅 西安交通大学出版社6. 《工程机械故障剖析与处理》焦福全，刘红兵 人民交通出版社第3页/共34页第一章 概述§1 机械工况监测与故障诊断的任务和目的1．机械故障诊断学 识别机器或机组运行状态的科学，它研究机器或机组运行状态的变化在诊断信息中的反映。第4页/共34页2．任务：通过掌握设备过去和现代在运行中或基本不拆卸情况下的状态量，判明其质量优劣、利用程度、是否安全、有关异常或故障的原因及预测对将来的影响，从而找出必要对策的技术。第5页/共34页3．目的：保证设计、制造出符合用户要求的设备，并保证可靠有效地发挥设备的功能。通过性能评价为优化设计，正确制造提供数据信息。保证设备无故障，安全可靠运行。保证设备发挥其最大设计能力，物尽其用。能及时正确地对各种异常或故障作出诊断，指导必要的干预（包括控制、调整、维修、治理及继续监视）。第6页/共34页关键：机械状态识别理论困难：运行中零部件直接测试的困难→间接测量（噪声、振动、润滑油中磨损碎片的测定、温升的测定、声发射的测定）第7页/共34页例如： 机器主轴状态→油温升高：运行异常；室温升高，散热慢；油粘度↑，运行时t↑第8页/共34页可能出现的决策错误：（1）实际异常→正常（2）实际正常→异常第9页/共34页机 器工况监测信息处理监测标准比 较状态识别诊断决策重点监视巡回监视停机处理图1 机械故障诊断过程第10页/共34页§2 诊断信息的来源1．直接观察和记录2．噪声、振动测量3．磨损残物测定4．整机性能测定5．零部件性能测定：主要用于对机器可靠性起决定性影响的关键零件。第11页/共34页例如：l 电阻应变片l 声发射测表面磨损l 非接触式电子探头测量轴心位置l 热偶测轴承中摩擦发热l 安装专用传感器测量汽缸/缸套磨损第12页/共34页§3 机械故障诊断的类型1．功能诊断和运行分析功能诊断→新安装机器，或刚大修后 的机器 运行诊断→正常工作中的机器第13页/共34页2．定期诊断与连续诊断取决因素：设备的关键程度设备事故影响的严重程度运行中性能下降快慢设备故障发生和发展的可预测性第14页/共34页3．直接诊断与间接诊断间接诊断→即通过二次诊断信息间接判断机组中关键零部件的状态变化。4．常规工况诊断和特殊工况诊断第15页/共34页§4 故障及其类型1．故障：一台装置在它应达到的功能上丧失能引起系统立即丧失其功能降低设备性能即使设备正常运转，当操作者蓄意或无意使其脱离正常运转，使系统或部件丧失其功能。第16页/共34页2．故障类型（1）早期故障（2）偶发性故障（3）随时性故障第17页/共34页标准件的强度操作中的最大强度次标准件的强度强度（应力）概率强度（应力）部件强度工作应力强度（应力）概率强度（应力）第18页/共34页（1）早期故障第19页/共34页（1）早期故障 总体上部件质量正常时应分布在设计点以上，但有时会出现局部“薄弱部件”，即个别部件强度在工作应力值以下。第20页/共34页（2）偶发性故障 这是基本工程问题。即工作应力和部件强度间的界线相近。部件在可以接受的质量低极限时，却可能处在应力高极限下工作，因而导致部件失效。 改进方法：增大两值之间间距，即强度↑，应力↓降低两条曲线的标准偏差，即严格控制质量极限，限制设备应力操作范围。第21页/共34页（2）偶发性故障摘要幻灯片第22页/共34页（3）随时性故障A曲线：故障平均时间（正态分布） σ——标准偏差使用寿命：能够控制的允许出现的故障次数，利用3σ方法能控制98%的故障。B曲线：实际随时性故障分布曲线第23页/共34页（3）随时性故障A强度（应力）概率B3?hr-3?运行时间第24页/共34页3．故障的各种分类（1）工程分类间断性故障：很短期间内故障发生，造成部件丧失某些功能，但可以立即恢复。永久性故障：直到修理或换部件，功能未能恢复。（2）等级完全性故障部分性故障（3）发展快慢突发性故障：不能早期预测或监测渐发性故障：可预测（4）性质破坏性故障：突发、完全性故障渐衰失效性故障：部分、渐发性故障第25页/共34页4．故障发生原因（1）磨损性故障：正常磨损（2）错用性故障：工作应力超过部件承受强度（3）固有薄弱性故障：应力在设计范围内