1、1第第6章章 設備故障和診斷設備故障和診斷周劍峰周劍峰9999o 福特公司在檢查設備時，曾發現一臺大型電福特公司在檢查設備時，曾發現一臺大型電機運轉時有異響，但毛病在哪卻無法機運轉時有異響，但毛病在哪卻無法“確診確診”，于是請來了斯坦門茨，斯坦門茨仔細地，于是請來了斯坦門茨，斯坦門茨仔細地聽了聽，敲了敲，然后在電機外殼上畫了條聽了聽，敲了敲，然后在電機外殼上畫了條線，等到技工打開電機，才果然發現毛病在線，等到技工打開電機，才果然發現毛病在那里。事后，福特公司爽然支付了那里。事后，福特公司爽然支付了1萬美元。萬美元。什么？就這么聽聽敲敲就值什么？就這么聽聽敲敲就值1個萬？一時間人個萬？一時間人們

2、議論紛紛，斯坦門茨會意，便在領款單的們議論紛紛，斯坦門茨會意，便在領款單的背面寫道：背面寫道：“畫一條線值畫一條線值1美元，知道在哪里美元，知道在哪里畫值畫值9999美元。美元。”故障的定義故障的定義 定義：機械設備在運行過程中，喪失或降低定義：機械設備在運行過程中，喪失或降低其規定的功能及不能繼續運行的現象。其規定的功能及不能繼續運行的現象。 （規定功能是指在設備的技術文件中明確規（規定功能是指在設備的技術文件中明確規定的功能。失效也被稱為一種故障。）定的功能。失效也被稱為一種故障。） 故障的定義故障的定義o 兩層含義：兩層含義：o 1、機械系統偏離正常功能，它的形成原因、機械系統偏離正常功

3、能，它的形成原因主要是因為機械系統的工作條件（含零部件主要是因為機械系統的工作條件（含零部件）不正常而產生的，通過參數調節或零部件）不正常而產生的，通過參數調節或零部件修復又可以恢復到正常功能。修復又可以恢復到正常功能。o 2、功能失效，是指系統連續偏離正常功能、功能失效，是指系統連續偏離正常功能，且其程度不斷加劇，使機械設備基本功能，且其程度不斷加劇，使機械設備基本功能不能保證。一般零件失效可以更換，關鍵零不能保證。一般零件失效可以更換，關鍵零件失效，往往導致整機功能喪失件失效，往往導致整機功能喪失故障的分類故障的分類p 按工作狀態分按工作狀態分1、間歇性故障、間歇性故障 2、永久性故障、永

4、久性故障 按發生時間分按發生時間分1、早發性故障、早發性故障 2、突發性故障、突發性故障 3、漸進性故障、漸進性故障 4、復合型故、復合型故障障p 按表現形式分按表現形式分1、功能故障、功能故障 2、潛在故障、潛在故障p 按產生原因分按產生原因分1、人為故障、人為故障 2、自然故障、自然故障p 按造成的后果分按造成的后果分1、致命故障、致命故障 2、嚴重故障、嚴重故障 3、一般故障、一般故障 4、輕度故障、輕度故障 故障通常不能單純的用一種類別去界定，往往是復合型的。故障通常不能單純的用一種類別去界定，往往是復合型的。故障的典型模式故障的典型模式o 機械設備常見的故障模式機械設備常見的故障模式

5、o 異常振動、磨損、疲勞、裂紋、破裂、過度異常振動、磨損、疲勞、裂紋、破裂、過度變形、腐蝕、剝離、滲漏、堵塞、松弛、熔變形、腐蝕、剝離、滲漏、堵塞、松弛、熔融、蒸發、絕緣劣化、異常聲響、油質劣化融、蒸發、絕緣劣化、異常聲響、油質劣化、材質劣化、其它、材質劣化、其它67故障理論概述故障理論概述o 故障特征量故障特征量 故障概率故障概率 dttftFt08故障理論概述故障理論概述o 無故障概率：無故障概率：R(t)=1-F(t)o 故障率：故障率： tRtft 9故障理論概述故障理論概述o 故障率類型故障率類型 常數型常數型 負指數型負指數型 正指數型正指數型 浴盆型浴盆型機械設備故障率變化機械設

6、備故障率變化o 1)早期故障期早期故障期o 特點特點:故障率較高且故障率隨時間的增加而故障率較高且故障率隨時間的增加而迅速下降迅速下降o 原因：設計、制造、裝配等缺陷以及操作不原因：設計、制造、裝配等缺陷以及操作不熟練等熟練等o 早期故障相當于設備的安裝試車階段。早期故障相當于設備的安裝試車階段。o 設備進行大修理或技術改造后，早期故障期設備進行大修理或技術改造后，早期故障期將再次出現。將再次出現。10機械設備故障率變化機械設備故障率變化o 早期故障期應用舉例：早期故障期應用舉例：o 汽車發動機裝配工序的后段：汽車發動機裝配工序的后段：o 裝配裝配注油注油運轉運轉20分鐘分鐘/同時測試同時測試

7、下線下線包裝包裝o 汽車下裝配線后：路試汽車下裝配線后：路試2至至3公里公里入庫入庫o 新車上路：前新車上路：前5000公里限速行駛公里限速行駛-磨合磨合o 飛機在制造廠的試飛：裝配飛機在制造廠的試飛：裝配測試測試試飛試飛涂面漆涂面漆總軍檢總軍檢交付交付11o 電子產品制造商一般通過測試、老煉、篩選電子產品制造商一般通過測試、老煉、篩選等手段將早期故障盡量剔除，然后提供給客等手段將早期故障盡量剔除，然后提供給客戶使用戶使用12o 2）偶發故障期）偶發故障期o 特點：特點：o 故障率低而穩定，近似常數，與時間故障率低而穩定，近似常數，與時間t關系不大。關系不大。o 偶然因素引起故障，由于設計制造

8、中潛在缺陷、操作偶然因素引起故障，由于設計制造中潛在缺陷、操作差錯、不良維護、環境等因素所致。通過調試不能消除差錯、不良維護、環境等因素所致。通過調試不能消除，更換零件不能預防。，更換零件不能預防。o 時間長，約等于機器的使用期限。時間長，約等于機器的使用期限。o 此時期成為設備的最佳工作期，這對應著設備的正常磨此時期成為設備的最佳工作期，這對應著設備的正常磨損階段。損階段。o 原因：使用不當、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材原因：使用不當、操作疏忽、潤滑不良、維護欠佳、材料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失料隱患、工藝缺陷等偶然原因所致，沒有一種特定的失效機理主導作用，因而故障是

9、隨機的。效機理主導作用，因而故障是隨機的。13o 3）耗損）耗損(磨損磨損)故障期故障期o 為兩次大修間的正常工作時間。為兩次大修間的正常工作時間。o 這段時期的特點是設備故障率急劇升高。這段時期的特點是設備故障率急劇升高。o 由于大多數零部件經過長期的運轉，磨損嚴由于大多數零部件經過長期的運轉，磨損嚴重，增加了產生故障的機會。因此，應在這重，增加了產生故障的機會。因此，應在這一時期出現前不久，進行預防維修，或在這一時期出現前不久，進行預防維修，或在這一時期剛出現時，進行設備小修，可以防止一時期剛出現時，進行設備小修，可以防止故障大量涌現，降低故障率和維修工作量故障大量涌現，降低故障率和維修工

10、作量1415故障理論概述故障理論概述o 平均故障間隔時間平均故障間隔時間MTBFntMTBFnii1o 例：某設備第一次工作例：某設備第一次工作1000H后發生故障，后發生故障，第二次工作第二次工作2000H后發生故障，第三次工后發生故障，第三次工作作2400H發生故障，則該設備平均故障間發生故障，則該設備平均故障間隔時間為隔時間為 (1000+2000+2400)/3=1800H16故障理論故障理論o 揭示設備在使用過程中的運動規律揭示設備在使用過程中的運動規律 故障統計分析：故障宏觀理論故障統計分析：故障宏觀理論 故障物理分析：故障微觀理論，包括故障物理分析：故障微觀理論，包括故障機故障機

11、理和故障形態理和故障形態兩方面兩方面17故障規律故障規律o 故障產生的主要原因故障產生的主要原因 設計設計 制造制造 安裝安裝 使用保養使用保養 自然磨損自然磨損 環境因素環境因素 人的素質人的素質 管理管理 其它其它o 700臺工業汽輪機故障分布率臺工業汽輪機故障分布率1819故障規律故障規律o 影響因素影響因素:影響零部件參數變化速率的因素影響零部件參數變化速率的因素 設計規劃：對未來工作條件、可能變化考慮設計規劃：對未來工作條件、可能變化考慮 材料選擇：材料、材質、代用品不當材料選擇：材料、材質、代用品不當 制造質量：制造誤差制造質量：制造誤差 裝配質量：間隙裝配質量：間隙 合理維修：修

12、復工藝、規程合理維修：修復工藝、規程 正確使用：載荷、環境、保養、操作正確使用：載荷、環境、保養、操作引起故障的外因引起故障的外因因素來源分類因素來源分類20引起故障的外因引起故障的外因因素來源分類因素來源分類o 2）人為因素：）人為因素：o 設計不良；設計不良；o 質量偏差；質量偏差；o 使用不當。使用不當。o 3）時間因素：）時間因素：o 常見的磨損、腐蝕、疲勞、變形等故障都與常見的磨損、腐蝕、疲勞、變形等故障都與時間有密切的關系。時間有密切的關系。21故障產生的原因故障產生的原因（產生過程）（產生過程）o 產生故障的主要原因大體有四個方面：產生故障的主要原因大體有四個方面：o 1）設計不

13、完善）設計不完善o 2）原材料的缺陷）原材料的缺陷o 3）制造過程中的缺陷）制造過程中的缺陷o 4）運轉過程中的問題）運轉過程中的問題2223狀態監測與故障診斷概述狀態監測與故障診斷概述24狀態監測與故障診斷概述狀態監測與故障診斷概述o 不輕易解體檢查，采用先進測試設備和科學不輕易解體檢查，采用先進測試設備和科學方法，對設備進行監測和診斷方法，對設備進行監測和診斷o 三個層次：三個層次： 設備運行的狀態監測設備運行的狀態監測 設備狀態異常時的故障診斷設備狀態異常時的故障診斷 設備故障的早期診斷與早期預報設備故障的早期診斷與早期預報25狀態監測與故障診斷概述狀態監測與故障診斷概述o 內涵：結合了

14、機械電子技術、計算機技術、傳感器內涵：結合了機械電子技術、計算機技術、傳感器技術、控制理論、信號處理、人工智能、網絡技術技術、控制理論、信號處理、人工智能、網絡技術等等o 作用：作用： 說明設備當前狀態說明設備當前狀態 說明故障部位和原因說明故障部位和原因 預測故障可能發展預測故障可能發展 提出控制故障的措施提出控制故障的措施 提出設備維修的合理方法和措施提出設備維修的合理方法和措施 對設備的設計制造提出改進意見，為全壽命管理提對設備的設計制造提出改進意見，為全壽命管理提供依據和建議供依據和建議26狀態監測與故障診斷概述狀態監測與故障診斷概述o 目標：保證可靠有效地發揮設備功能目標：保證可靠有

15、效地發揮設備功能 保證設備無故障運行保證設備無故障運行 保證設備發揮最大設計能力保證設備發揮最大設計能力 及時對異常或故障作出診斷及時對異常或故障作出診斷 為優化設計提供數據和信息為優化設計提供數據和信息27狀態監測與故障診斷概述狀態監測與故障診斷概述o 基本結構：基本結構：主要組成部分主要組成部分 信號拾取信號拾取 信號處理信號處理 狀態辨識、診斷狀態辨識、診斷 診斷決策診斷決策28狀態監測與故障診斷概述狀態監測與故障診斷概述o 支撐技術支撐技術 故障機理：設備動力學、數學、力學、物理、化學故障機理：設備動力學、數學、力學、物理、化學 信號感知：新型傳感器、信號拾取技術信號感知：新型傳感器、

16、信號拾取技術 信號轉換：信號處理技術信號轉換：信號處理技術 狀態判別：辨識與決策技術狀態判別：辨識與決策技術 信息傳遞：通信技術信息傳遞：通信技術 信息存儲查詢：數據庫管理、人機交互信息存儲查詢：數據庫管理、人機交互 監測與診斷的實時性：硬件實現、快速診斷與決策監測與診斷的實時性：硬件實現、快速診斷與決策29設備狀態監測設備狀態監測30設備狀態監測設備狀態監測o 種類種類 主觀監測：以經驗為主主觀監測：以經驗為主 客觀監測：利用工具、儀器客觀監測：利用工具、儀器31設備狀態監測設備狀態監測o 方法：針對不同檢測項目方法：針對不同檢測項目 直接監測直接監測 溫度監測溫度監測 振動、噪聲檢測振動、

17、噪聲檢測 油液分析油液分析 泄漏檢測泄漏檢測 裂紋檢測裂紋檢測 腐蝕檢測腐蝕檢測32設備狀態監測設備狀態監測o 狀態監測的內容狀態監測的內容 安全性：制動、傳動、防護安全性：制動、傳動、防護 動力性：轉速、加速、功率動力性：轉速、加速、功率 可靠性：異響、振動、磨損、變形可靠性：異響、振動、磨損、變形 經濟性：消耗、泄漏經濟性：消耗、泄漏33設備狀態監測設備狀態監測o 設備狀態監測維修設備狀態監測維修 基本原則：基本原則：僅當監測結果表明檢修是必要的僅當監測結果表明檢修是必要的時候才進行檢修時候才進行檢修o 也稱預知維修也稱預知維修34設備故障診斷技術設備故障診斷技術設備故障判斷與處理設備故障

18、判斷與處理 故障診斷故障診斷 故障診斷是根據狀態檢測所得到的信息，結合設故障診斷是根據狀態檢測所得到的信息，結合設備的工作原理、結構特點、運行參數及其歷史運備的工作原理、結構特點、運行參數及其歷史運行狀況，對設備有可能發生的故障進行分析、預行狀況，對設備有可能發生的故障進行分析、預報，對設備已經或正在發生的故障進行分析、判報，對設備已經或正在發生的故障進行分析、判斷，以確定故障的性質、類別、程度、部位及趨斷，以確定故障的性質、類別、程度、部位及趨勢，從而找出必要的對策的技術。它是一門綜合勢，從而找出必要的對策的技術。它是一門綜合性技術，涉及多門基礎學科，是對基礎理論的綜性技術，涉及多門基礎學科

19、，是對基礎理論的綜合應用。合應用。 36設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 含義：定量地掌握設備狀態；預測設備的可含義：定量地掌握設備狀態；預測設備的可靠性和性能；若存在異常，對其原因、部位、靠性和性能；若存在異常，對其原因、部位、危險程度等進行識別和評價，決定其修正方危險程度等進行識別和評價，決定其修正方法法故障診斷的核心故障診斷的核心o 發生了什么類型的故障發生了什么類型的故障o 何種原因所造成的故障何種原因所造成的故障設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 主要方法：主要方法： 振動和噪聲故障檢測振動和噪聲故障檢測 材料裂紋及缺陷損傷材料裂紋及缺陷損傷 磨損和腐蝕磨損和腐蝕3839設備故障診

20、斷技術設備故障診斷技術o 振動和噪聲故障檢測：振動和噪聲故障檢測： 振動法：對振動值進行測定，與標準值進行對比振動法：對振動值進行測定，與標準值進行對比 特征分析法：對振動值在時域、頻域、時特征分析法：對振動值在時域、頻域、時-頻域進頻域進行分析，確定故障的內容和性質行分析，確定故障的內容和性質 模態分析與參數識別法：利用振動量對設備零部件模態分析與參數識別法：利用振動量對設備零部件的模態參數進行識別，確定故障的原因和部位的模態參數進行識別，確定故障的原因和部位 沖擊能量與沖擊脈沖測定法：用共振解調技術測定沖擊能量與沖擊脈沖測定法：用共振解調技術測定滾動軸承的故障滾動軸承的故障 聲學法：測量噪

21、聲，了解機器運行情況聲學法：測量噪聲，了解機器運行情況40設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 材料裂紋及缺陷損傷材料裂紋及缺陷損傷 超聲波探傷法：檢測平面型缺陷超聲波探傷法：檢測平面型缺陷 射線探傷法：主要用射線探傷法：主要用X射線，檢測體積型缺陷射線，檢測體積型缺陷 滲透探傷法：熒光滲透和著色滲透，檢測表面缺陷滲透探傷法：熒光滲透和著色滲透，檢測表面缺陷 磁粉探傷法：用于鐵磁性材料，探測近表面缺陷磁粉探傷法：用于鐵磁性材料，探測近表面缺陷 渦流探傷法：檢測封閉在材料表面下的缺陷渦流探傷法：檢測封閉在材料表面下的缺陷 激光全息檢測法：檢測蜂窩結構、疊層結構、高壓激光全息檢測法：檢測蜂窩結構、疊

22、層結構、高壓容器等容器等 微波檢測技術：非接觸式的無損檢測微波檢測技術：非接觸式的無損檢測 聲發射技術：對大型構件的結構完整性進行監測聲發射技術：對大型構件的結構完整性進行監測41設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 磨損和腐蝕的檢測磨損和腐蝕的檢測 光纖內窺技術：用特制的光纖內窺探測器觀光纖內窺技術：用特制的光纖內窺探測器觀測材料表面磨損及腐蝕情況測材料表面磨損及腐蝕情況 油液分析技術：一是油液本身的物理、化學油液分析技術：一是油液本身的物理、化學性能分析，二是油液污染程度的分析性能分析，二是油液污染程度的分析42設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 技術基礎技術基礎 檢測技術：傳感器檢測技術：

23、傳感器 信號處理技術：濾波，變換，壓縮等信號處理技術：濾波，變換，壓縮等 模式識別：特征分析，判別模式識別：特征分析，判別 預測技術：預測故障的發展預測技術：預測故障的發展 故障機理：故障的形成發展，故障的形態故障機理：故障的形成發展，故障的形態 計算機技術：記憶、儲存、運算、專家系統計算機技術：記憶、儲存、運算、專家系統 控制與校正技術控制與校正技術43設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 診斷方法分類診斷方法分類o 按診斷目的和要求分：按診斷目的和要求分： 功能診斷與運行診斷功能診斷與運行診斷 定期診斷和連續診斷定期診斷和連續診斷 直接診斷和間接診斷直接診斷和間接診斷 常規工況與特殊工況診斷

24、常規工況與特殊工況診斷 在線診斷和離線診斷：在線診斷和離線診斷：優缺點優缺點44設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 按診斷方法的完善程度分：按診斷方法的完善程度分： 簡易診斷技術：利用便攜儀器或儀表，僅對簡易診斷技術：利用便攜儀器或儀表，僅對有無故障及其嚴重程度作判斷有無故障及其嚴重程度作判斷 精密診斷技術：使用復雜診斷設備及分析儀精密診斷技術：使用復雜診斷設備及分析儀器，對故障性質、類別、部位、原因進行判器，對故障性質、類別、部位、原因進行判斷和預報斷和預報45設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 按診斷對象分：按診斷對象分： 旋轉機械診斷技術：燃氣輪機、風機旋轉機械診斷技術：燃氣輪機、風機

25、往復機械診斷技術：泵、內燃機往復機械診斷技術：泵、內燃機 工程結構診斷技術：橋梁、容器工程結構診斷技術：橋梁、容器 運載器和裝置診斷技術：汽車、火車運載器和裝置診斷技術：汽車、火車 通訊系統診斷技術：雷達、電子工程通訊系統診斷技術：雷達、電子工程 工藝流程診斷技術：生產流程、傳送裝置工藝流程診斷技術：生產流程、傳送裝置46設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 按信息提取方式分按信息提取方式分 函數分析法：特征信號與征兆間存在定量的函數分析法：特征信號與征兆間存在定量的函數關系函數關系 統計分析法：用數理統計方法由特征信號求統計分析法：用數理統計方法由特征信號求出征兆出征兆47設備故障診斷技術設備

26、故障診斷技術o 按狀態診斷方式分按狀態診斷方式分 對比診斷法：征兆與基準模式對比對比診斷法：征兆與基準模式對比 函數診斷法：征兆與狀態間存在函數關系函數診斷法：征兆與狀態間存在函數關系 邏輯診斷法：征兆與狀態間存在邏輯關系邏輯診斷法：征兆與狀態間存在邏輯關系 統計診斷法：征兆與狀態間存在統計關系統計診斷法：征兆與狀態間存在統計關系 模糊診斷法：利用模糊數學模糊診斷法：利用模糊數學 智能診斷法：專家系統智能診斷法：專家系統48設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 工作原理工作原理 信號檢測：利用傳感器采集數據信號檢測：利用傳感器采集數據 特征提取：對采集的信號進行處理，提取故特征提取：對采集的信號

27、進行處理，提取故障特征障特征 狀態識別：把待檢模式與基準模式進行比較，狀態識別：把待檢模式與基準模式進行比較，區別設備的正常與異常區別設備的正常與異常 預報決策：對異常狀態做出趨勢分析，估計預報決策：對異常狀態做出趨勢分析，估計發展發展49設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 技術原理技術原理 弄清故障的主要原因弄清故障的主要原因應力狀況應力狀況 掌握設備劣化、故障部位、程度及原因掌握設備劣化、故障部位、程度及原因 了解設備性能、強度、效率了解設備性能、強度、效率 預測設備可靠性、使用壽命預測設備可靠性、使用壽命50設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 診斷過程診斷過程 狀態監測狀態監測(信號采集

28、信號采集)：直接觀察，性能測定：直接觀察，性能測定 分析診斷分析診斷 (1)特征提取：頻域分析、時域分析特征提取：頻域分析、時域分析 (2)狀態識別：統計模式識別，結構模式識狀態識別：統計模式識別，結構模式識別、專家系統別、專家系統 治理預防治理預防51設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 設備故障監測方法設備故障監測方法o 振動監測振動監測 基本要素：振幅、頻率、相位基本要素：振幅、頻率、相位 振動監測的傳感器：位移式傳感器，輸出電量與振振動監測的傳感器：位移式傳感器，輸出電量與振動位移成正比動位移成正比(接觸式：電阻式，應變式；非接觸接觸式：電阻式，應變式；非接觸式：電容式，電渦流式式：電容

29、式，電渦流式)；速度式傳感器，輸出電；速度式傳感器，輸出電量與振動速度成正比量與振動速度成正比(接觸式：動圈式，動磁式；接觸式：動圈式，動磁式；非接觸式：變間隙式非接觸式：變間隙式)；加速度傳感器，輸出電量；加速度傳感器，輸出電量與輸入加速度成正比與輸入加速度成正比(壓電式，應變式壓電式，應變式)52設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動監測振動監測o 用振動形態分析法判斷異常振動用振動形態分析法判斷異常振動o 旋轉體的異常振動分旋轉體的異常振動分4種：種：u 強制振動及共振：不平衡的離心力作為外力作用于強制振動及共振：不平衡的離心力作為外力作用于旋轉體旋轉體u 自激和不穩定現象：旋轉體在接

30、近軸的某一頻帶范自激和不穩定現象：旋轉體在接近軸的某一頻帶范圍出現滑動現象圍出現滑動現象u 液體振動現象：泵類的旋轉機械，傳輸管道與流體液體振動現象：泵類的旋轉機械，傳輸管道與流體形成的振動形成的振動u 電磁振動現象：電動機或變壓器上，電磁力造成的電磁振動現象：電動機或變壓器上，電磁力造成的振動振動p 可采用振動形態分析區別以上可采用振動形態分析區別以上4種振動種振動53設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動監測振動監測o 以振動總值法判斷異常振動：參考以振動總值法判斷異常振動：參考ISO或或JIS標準標準o 用振動測試儀器，定期測量設備的振動值用振動測試儀器，定期測量設備的振動值(通常選振

31、動速度通常選振動速度)，對照，對照 “異常振動基異常振動基準準”，判別測量值是否超過界限或極限規定，判別測量值是否超過界限或極限規定值值54設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動監測振動監測o 以頻率分析法診斷異常振動以頻率分析法診斷異常振動 振動信號取出后再作頻率分析，可進一步查振動信號取出后再作頻率分析，可進一步查出異常原因和位置出異常原因和位置 可用振動測量儀和記錄分析儀組合實現可用振動測量儀和記錄分析儀組合實現55設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動監測振動監測o 以振動脈沖測量法測量異常振動：滾動軸承以振動脈沖測量法測量異常振動：滾動軸承 脈沖振動儀：利用滾動軸承失效時，滾道疲

32、脈沖振動儀：利用滾動軸承失效時，滾道疲勞腐蝕等原因而產生點蝕、剝落的缺陷，并勞腐蝕等原因而產生點蝕、剝落的缺陷，并不斷發展，使軸承在運轉時產生脈沖振動和不斷發展，使軸承在運轉時產生脈沖振動和噪聲變化噪聲變化56設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動信號采集和處理振動信號采集和處理 振動信號采集：振動傳感器振動信號采集：振動傳感器 信號的確認信號的確認 信號的預處理信號的預處理57設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動信號的分析振動信號的分析 波形分析波形分析 軌跡分析軌跡分析 軸心位置分析軸心位置分析 頻譜分析頻譜分析 全息分析全息分析 起動和停車過程分析起動和停車過程分析58設備故障診斷

33、技術設備故障診斷技術o 振動判定標準振動判定標準 絕對判斷標準：利用國際標準、國家標準、絕對判斷標準：利用國際標準、國家標準、行業標準等行業標準等 相對判斷標準：實測值與正常初始值比較相對判斷標準：實測值與正常初始值比較 類比判斷標準：數臺機型相同、規格相同、類比判斷標準：數臺機型相同、規格相同、工況相同的設備，對它們的振動情況相互比工況相同的設備，對它們的振動情況相互比較作出判斷較作出判斷59設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 振動頻率分類與測量方位選擇振動頻率分類與測量方位選擇o 頻率分類：低頻振動，中頻振動，高頻振動頻率分類：低頻振動，中頻振動，高頻振動o 測量的方位：測量的方位： 測量

34、位置：振動的敏感點測量位置：振動的敏感點 測量方向：測量互相垂直的三個方向測量方向：測量互相垂直的三個方向60設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 溫度監測溫度監測u 接觸式溫度監測接觸式溫度監測 液體膨脹式溫度監測：水銀或酒精液體膨脹式溫度監測：水銀或酒精 固體膨脹式溫度監測：固體受熱膨脹固體膨脹式溫度監測：固體受熱膨脹 壓力表式溫度計：氣體受熱膨脹壓力表式溫度計：氣體受熱膨脹 電阻溫度計：利用電阻與溫度的關系電阻溫度計：利用電阻與溫度的關系 熱電偶測溫計：利用兩種金屬材料的溫度差熱電偶測溫計：利用兩種金屬材料的溫度差 溫度指示漆、指示筆、指示片：測溫要求不高，利溫度指示漆、指示筆、指示片：測

35、溫要求不高，利用顏色變化粗略判斷用顏色變化粗略判斷61設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 溫度監測溫度監測u 非接觸式溫度監測非接觸式溫度監測 光學高溫計：物體表面或氣體的顏色與儀器加熱燈光學高溫計：物體表面或氣體的顏色與儀器加熱燈比較測定溫度值比較測定溫度值 輻射高溫計：用熱電元件來測量發熱面的輻射能輻射高溫計：用熱電元件來測量發熱面的輻射能 紅外測溫儀：檢測物體紅外線波段的輻射能來測溫紅外測溫儀：檢測物體紅外線波段的輻射能來測溫 紅外熱像儀：利用物體熱輻射特性，對被測物體平紅外熱像儀：利用物體熱輻射特性，對被測物體平面、空間以溫度分布形式的圖像在屏幕上顯示面、空間以溫度分布形式的圖像在屏幕

36、上顯示62設備故障診斷技術設備故障診斷技術o 設備故障的診斷方法設備故障的診斷方法 譜分析對比診斷法：頻譜分析比較譜分析對比診斷法：頻譜分析比較 狀態模型辨識診斷法狀態模型辨識診斷法 隨機模型參數估計診斷法：平均狀態，瞬時隨機模型參數估計診斷法：平均狀態，瞬時狀態狀態 灰色模型關聯分析診斷法灰色模型關聯分析診斷法 統計診斷法：貝葉斯公式統計診斷法：貝葉斯公式 模糊診斷法模糊診斷法案例分析：往復泵異響原因分析及案例分析：往復泵異響原因分析及處理措施處理措施o 故障現象：故障現象：o 2010年年5月，在設備外操巡檢時發現三柱塞泵月，在設備外操巡檢時發現三柱塞泵有異響較大，通知中控室準備切換。在備用泵啟有異響較大，通知中控室準備切換。在備用泵啟起后，聲音正常，通知設備技術員情況。第二天起后，聲音正常，通知設備技術員情況。第二天早上對問題泵液力端檢查時發現西側液缸進液閥早上對問題泵液力端檢查時發現西側液缸進液閥彈簧斷裂。彈簧斷裂。o 原因分析：原因分析：o 往復泵異響來源有兩種，一種是來自動力端；一往復泵異響來源有兩種，一種是來自動力端；一種是來自液力端。動力端由曲軸、連桿、十字頭種是來自液力端。動力端由曲軸、連桿、十字頭、小連桿、軸承、聯軸器和機架等組成。液力端、小連桿、軸承、聯軸器和機架