1、1課程內容故障診斷的信號處理方法旋轉機械故障診斷齒輪故障診斷滾動軸承故障診斷機械故障診斷的油樣分析技術無損檢測技術本章的主要內容設備故障診斷的目的和意義設備故障診斷的含義和特性設備故障診斷技術的應用與發展設備故障診斷技術與維修方式的關系設備故障的類型和狀態監測技術設備故障的類型及其可能原因設備故障診斷的功能和環節狀態監測的技術和方法設備故障狀態的識別方法基本定義診斷學Diagnostics 來自希臘文意指鑒別、確定最早指醫療診斷，后為機器診斷診斷對象大的復雜系統子系統（部件）單個元件技術進展故障排除，用感覺、經驗和簡單儀器維修機制和可靠性工程，傳感器技術和信號分析技術智能診斷，計算機技術、人工

2、智能和數據挖掘等從人體疾病診斷學的研究內容來概述機械設備故障診斷學的研究內容 1.1 設備故障診斷的目的和意義機械故障診斷技術設備健康的初級診斷，由現場作業人員進行精密診斷技術簡易診斷技術設備狀態和精密分析技術，由診斷專家實施設備的護士設備的醫生異常1.1 設備故障診斷的目的和意義設備故障診斷可預測預報設備未來的狀態防止事故和計劃外停機設備維修的發展方向1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性機械設備的故障反映設備喪失工作效能的程度，或者指設備喪失了它所要求的規定性能，或出現不正常現象。產生故障的原因：通常是設備的構造處于不正常狀態（劣化狀態）各種設備由于制造精度、

3、性能要求以及設計、操作規范不同，判別設備是否存在故障，故障的程度如何，是有不同標準的。壓縮機的振動壓力容器的裂紋電機溫度過高 1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性機械設備的故障判斷故障的準則：在給定的工作狀態下，設備的功能與約束條件不能滿足正常運行或原設計期望的要求。常見的故障：使設備或系統立即喪失其功能的破壞性故障由于設計、制造、安裝、維護、檢修等與設備性能有關的參數不適當造成設備性能降低的故障設備在給定條件下工作時，由于操作不當引起的故障1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的分類按故障性質：人為故障：由于操作失誤造成的故障

4、自然故障：設備運行時，由于設備自身的原因（發展規律）發生的故障按可恢復性：臨時性故障、永久性故障臨時性故障：通過修復或運行參數的調整，可以恢復到正常功能永久性故障：全部或部分永久喪失原有功能，除非更換或徹底整修故障零部件，是不能恢復功能的。1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的分類按故障發展的過程（速度）：漸發性故障、突發性故障漸發性故障：形成過程較長，即使性能指標略有超出允許值，短時間內不會發生嚴重問題，通過參數的連續監測，可以預測其發展趨勢；突發性故障：故障發生的時間短暫，一般是先無明顯征兆（征兆是指用參數表示的故障現象），一旦發生故障，往往造成破壞性或

5、災難性的后果。因此，對于同樣是性能參數超標的故障，永久性的、突發性的并帶有破壞性的故障嚴重程度要大得多。1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性：多樣性、層次性、多因素和相關性、延時性、不確定性多樣性有些設備因工藝參數變化、制造和安裝中帶來的問題，更會產生許多意想不到的其他故障。這就是故障的多樣性。在化工過程裝置中，有各類靜設備（如換熱器、傳質容器、 反應器、變換器、塔設備等）和動設備（如旋轉機械、往復機械等），各種設備不僅結構不同，工藝參數各異，而且制造、安裝過程的差異和使用環境不同，在運行期間可能會產生各種各樣的故障。1.1 設備故障診斷的目的和意義1

6、.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性：多樣性、層次性、多因素和相關性、延時性、不確定性例：離心式、軸流式壓縮機壓縮的工藝氣體中帶有粉料，煙氣輪機中通過的煙氣帶有催化劑，容易引起轉子的不平衡振動故障，摩擦、磨損故障。高速旋轉機械容易產生軸承油膜不穩定故障，轉子不對中故障。高速、高壓的旋轉機械容易發生流體激振故障，轉子的自激振動故障。往復式壓縮機容易發生管道振動故障，機器主要零部件的磨損、變形、斷裂故障。高壓容器最擔心發生裂紋擴展故障，反應器、塔設備經常會發生內部腐蝕故障，密封泄露故障等。1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性層次性設備一旦表現出某種

7、故障現象（或稱“征兆”），就需要追查引起故障的原因（或稱“癥候”、“病癥”）。但有些故障原因往往是深層次的，即上一層次故障源于下一層次故障，表現為多層次性。故障現象止推軸承損壞第一層次原因氣體軸向力增大第二層次原因機器發生喘振第三層次原因防喘振放空閥壞轉子振動軸承工作不穩定熱態對中不良基座松動管道振動流體有壓力脈動出口壓力、流量不均泵設計葉片數有誤1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性多因素和相關性機械設備的各個元件之間，設備與設備之間是通過機械結構或物料傳遞來聯系的，一個元件或一臺設備發生故障，也會引發其他元件或設備故障，這就表現出故障的多因素和相關性

8、。在查找故障原因時，就要全面考慮一切與之有關的因素如：高速、高壓的渦輪機、離心式和軸流式的壓縮機以及離心泵等旋轉機械，當發生轉子振動時，引發振動的可能原因很多，有來自滑動軸承、轉軸、葉輪、聯軸節以及流體激振等方面的問題。1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性多因素和相關性有些因素是相互關聯、互為因果的：如：在旋轉機械中，如果發生轉子與靜子碰摩，摩擦產生轉子熱彎曲變形。如果熱彎曲的方向與轉子原始偏心方向相同，則會造成更大的摩擦碰撞，從而發生轉子越摩擦越彎、越彎越摩擦的惡性循環。如：轉子工作時存在動態不對中，不對中產生轉子振動，較大的振幅引起軸承摩擦磨損，磨

9、損后的軸承使轉子運轉的穩定性更差，彼此相互影響，轉子振動愈益嚴重。不能只注意處理一個方面，必須同時進行合理的對中和更換新的軸承軸瓦，才能最終解決問題。 1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性延時性機械設備在運行中，零部件不斷受到沖擊、應力、摩擦、磨損和腐蝕等因素作用，發生振動、位移、變形、疲勞和裂紋擴展，促使設備狀態不斷劣化，劣化狀態發展到一定程度就會表現出機械功能失常或者完全喪失功能。故障的形成是由一個缺陷不斷累積，狀態不斷劣化，從量變到質變的過程。故障形成過程中的延時性，促使人們應盡早發現隱患，采取預防措施，減少故障嚴重時所帶來的損失。 1.1 設備

10、故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障的特性不確定性（模糊性）機械設備運轉時的狀態，受到多種環境條件的影響，狀態劣化趨勢表現各不相同。即使在相同的生產工藝過程和相同的機械裝備中，也可能因制造、安裝、操作狀態和管理水平不同，它們的故障發生頻度、故障表現的形式和特征是不相同的。有些復雜的機械系統，故障形成的機理還不太清楚，而有些機械系統，即使機械故障機理清楚，但是有哪些因素形成故障，各種因素影響的程度有多少，有時亦往往難以確定。在設備故障診斷過程中，還存在故障征兆和故障原因關系之間的不確定性：一種故障征兆可能來自多種故障原因；一種故障原因也會表現出多種故障征兆。這種表象和成因

11、之間的模糊性，給設備診斷工作帶來一定難度。需要人們不斷探索，積累經驗，尋求新的診斷理論和方法。 1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性診斷：指采用各種測試、分析手段和故障狀態的識別方法來確定故障的性質、程度、類別和故障部位，并研究故障產生機理的一門學科。 設備故障診斷的含義：模擬醫學界的疾病診斷思路而提出來的。 指應用現代測試分析手段和診斷理論方法，對運行中的機械設備出現故障的機理、原因、部位和故障程度進行識別和診斷，并且根據診斷結論，確定設備的維修方案和防范措施。設備故障診斷包含的內容信號采集和狀態監測利用各種傳感器和監測儀表獲取設備運行狀態的信息，并對信號進行

12、分析處理。 1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.1 設備故障診斷的含義和特性故障診斷如果發現設備工作狀態不正常或存在故障，則需要對能夠反映故障狀態的特征參數和信息進行識別，利用專家的知識和經驗，像醫生診斷疾病那樣，診斷出設備存在的故障類型、故障部位、故障程度和產生故障的原因。診斷決策根據診斷結論，采取控制、治理和預防措施的決策。在故障的預防措施中還包括對設備或關鍵零部件的可靠性分析和剩余壽命估計。設備診斷技術所包含的內容比較廣泛，諸如設備狀態參數（力、位移、振動、噪聲、裂紋、磨損、腐蝕、溫度、壓力和流量等）的監測，狀態特征參數變化的辨識，機器發生振動和機械損傷時的原因分析，故障的控制與防治

13、，機械零部件的可靠性分析和剩余壽命估計等，都屬于設備故障診斷的范疇。 1.1 設備故障診斷的目的和意義設備故障診斷包含的內容設備傳感器信號采集、數據顯示分析處理、狀態識別故障診斷、決策巡回監測監護運行停機檢修治理、預防參考圖譜狀態監測診斷決策故障診斷1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.2 設備故障診斷的應用與發展 現代化生產企業為了極大限度地提高工業生產水平和經濟效益，不斷地向規模化和高技術含量發展，因此生產裝置趨向大型化、高速高效化、自動化和連續化，人們對設備的要求不僅是性能好，效率高，還要求在運行過程中少出故障，否則因故障停機帶來的損失是十分巨大的。故障診斷技術在企業內的推廣應用，使企

14、業收到明顯的經濟效益，一些大型的流程工業，大修間隔時間大大延長，而設備的故障率卻明顯下降。已有不少企業的關鍵設備能力夠達到長周期、滿負荷運行。 例：美國某電廠故障診斷效益分析電廠情況 裝機容量：1000MW，電費：$0.015元/千瓦時，產值約：$1億元/年事故損失 按可靠性分析，事故停機14次/年，停產損失$15萬元/天診斷效果 能查出50%事故，其中50%由診斷系統查出（含虛警20%）， 修復：3天/每事故診斷效益（節約費用） B=140.50.5315(1-0.2)=$126萬元/年投入經費 投資，$20萬元；年監測費：$1.5萬元/年診斷成本 A=(20萬/10年折舊)+1.5萬/年=

15、$3.5萬元/年1.1設備故障診斷的目的和意義1.1.2 設備故障診斷的應用與發展大型機組發生故障的危害大型煉油裝置，化肥裝置，乙烯裝置停產一天，損失數百萬。 電力部門一臺30萬千瓦發電機組故障停機一天，少發電720萬度，直接經濟損失數百萬，簡接經濟損失將是數千萬。80年代初，某大化肥廠的合成氣壓縮機發生強烈振動，由于振因復雜，一時找不到應對措施，全廠被迫停產二個月，僅化肥產值損失上億元。 20世紀內發生美國三里島核電站放射性物質外逸，前蘇聯烏克蘭境內的切爾諾貝利核電站爆炸，印度博帕爾市農藥廠的異氰酸甲酯毒氣泄漏。 1.1.3 設備故障診斷和維修方式的關系維修的目的：排除故障或故障隱患，恢復設

16、備的功能和精度。主要的維修方式：事后維修、定期維修、狀態監測維修事后維修（故障維修POM）：當設備性能、精度下降到合格水平以下或發生故障而不能再繼續使用時才進行的修理1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.3 設備故障診斷和維修方式的關系預防維修定期維修(計劃維修PM)以設備運行時間為基礎的維修方式。即根據設備的磨損規律、故障率出現規律，實現制定計劃，確定修理類別、修理間隔期、修理內容及技術要求。狀態監測維修（預知性維修PRM）在設備運行時，對它的各個主要部位產生的物理、化學信號進行狀態監測，掌握設備的技術狀況，對將要形成或已經形成的故障進行分析診斷，判定設備的劣化程度和部位，在故障發生前胸有

17、成竹地制訂預知性維修計劃，確定設備應該修理的內容和時間。最經濟合理的維修方式。1.1 設備故障診斷的目的和意義1.1.3 設備故障診斷和維修方式的關系三種維修制度比較1.1 設備故障診斷的目的和意義維修方式內容比較使用對象事后維修（故障維修）設備使用到出現故障或性能、精度下降到合格水平以下而無法繼續使用時才進行維修。設備結構相對簡單，修理不復雜，能及時獲得修理配件，發生故障后停機修理不會對生產造成損失，一般均設有備機。定期維修（計劃維修）按磨損規律和故障概率得出維修周期，再根據生產計劃定期停機維修。大修時對設備進行解體檢查，更換或修理零部件。適用于單機連續運行的流程工業和自動化生產線上的設備，

18、對這些設備已充分掌握其磨損規律和故障概率。某些關鍵設備和零部件，按疲勞壽命或可靠性分析計算得到使用周期，到時必須更換，以確保設備安全可靠。狀態監測維修(預知性維修)根據對設備運行狀態監測獲得的信息，判斷設備是否存在故障，故障程度和發展趨勢，提出最佳的維修時間和維修部位用于單機連續運行的生產設備，停機損失巨大的大型機組和重大設備，不宜解體檢查的高精度設備以及發生故障后會引起公害的設備。這些設備必須具備狀態監測與故障診斷的條件。1.1.3 設備故障診斷和維修方式的關系預知性維修的優點：減少突發性事故，保證設備安全和產品質量，降低設備維修費用。減少停機時間，降低停產損失。延長檢修周期，增加產品年產量

19、。采用預知性維修方式，免除過剩維修，延長了設備和零部件使用壽命。減少購置設備和備品備件費用，節約維修工時、備件消耗和原材料消耗 日本資料介紹，采用設備診斷技術，每年設備維修費用可減少2550%，而故障停機時間可降低75%，經濟效益十分顯著。 國內也加強了對旋轉機械的振動監測和壓力容器的安全檢測，一些大型裝置的心臟設備大機組，大檢修周期從一年可延長到二年或三年，而故障率比裝置投產初期有明顯下降。一些企業每年從減少停機維修時間損失這一項上，可獲得數千萬元的經濟效益。 1.1 設備故障診斷的目的和意義 設備狀態監測與故障診斷的關系有時統稱為設備故障診斷診斷是目的，監測是手段；監測是診斷的基礎和前提，

20、診斷是監測的最終結果狀態監測通常是通過監視和測量設備或部件運行狀態信息和特征參數（如：振動、溫度、壓力等），并以此來判斷其狀態是否正常。如：當特征參數小于允許值時便認為是正常，否則為異常。還可以用超過允許值的多少來表示故障嚴重程度，當它達到某一設定值（極限值）時就應停機檢修。有些情況下，檢測結果不需要作更進一步的處理和分析，僅以有限的幾個指標就可以確定設備的狀態以監測為主的簡易診斷。通常所稱的“故障診斷”不是簡易診斷，而是指比較復雜的精密診斷。設備故障診斷不僅要檢查出設備是否正常，還要對設備發生故障的部位、產生故障的原因、故障的性質和程度給出深入的分析和判斷，即要做出精密診斷。因此，故障診斷有

21、著十分不同的專業傾向。1.1 設備故障診斷的目的和意義1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因在過程工業裝備的動設備和靜設備中，出現故障的類型是多種多樣的。目前對動設備的故障監測與診斷相對較多，因為動設備結構復雜，零部件多，配合精度要求高，并且始終處于運動狀態。特別是各種大型旋轉機械，鑒于它們的重要性和復雜性，是故障監測與診斷中的重點研究對象。設備故障的類型從表現形式看，大致可分為如下兩大類： 結構損傷性故障運動狀態劣化性故障 1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型一：結構損傷性故障1-裂紋 可能由于疲勞

22、、腐蝕、應力集中和應力突變等原因引起裂紋的擴展會造成突發性故障或事故如：壓力容器、大型旋轉軸系以及受循環載荷變化的活塞桿、連桿、曲軸、齒輪等零件裂紋造成的經濟損失：英國SAFE TECH統計：歐洲每年800億歐元，美國每年1190億美元美國空軍材料試驗室（AFML）：所有航空發動機事故中，超74%由疲勞裂紋造成 被稱為“隱形殺手”、“裂紋頑魔”1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型一：結構損傷性故障1-裂紋 “所有的應力分析問題中，沒有哪個問題像裂紋問題那樣，受到如此眾多的力學和材料學工作者持久的關切和在如此廣泛的工況下進行過詳盡的分析；也沒有

23、哪個問題像裂紋問題那樣，愈分析愈感到問題的復雜和困難。究其原因，裂紋問題與工程結構的破壞和可靠性緊密相連，強大的工程實際需要是推動裂紋問題研究的主要動力”匡震邦上海交大 終身教授1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型一：結構損傷性故障2-磨損 運動部件相對摩擦，摩擦副之間缺少潤滑，顆粒物料對葉片的沖刷等原因均會產生磨損現象運動部件磨損后，配合精度下降，機器效率下降，還會產生振動、噪聲和發熱變形等現象1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型一：結構損傷性故障3-腐蝕 是一種化學反應現象。設備材料耐蝕

24、性差，與某些物料接觸產生化學腐蝕，有些材料內部存在應力腐蝕、電化腐蝕轉子、軸承、齒輪等部件當存在靜電感應或磁電作用時，會產生電流腐蝕腐蝕引起金屬體減薄、強度變弱、表面接觸狀態變壞，設備失去工作效能，是一種危險的潛在故障4-變形 設備因為外加負荷、不均勻熱膨脹、管道力、物料沖擊力、流體激振力、慣性力、內應力和設備結構薄弱等原因產生變形變形加大設備內應力，破壞零部件的配合精度，產生動靜元件之間的摩擦，引發機器振動1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型一：結構損傷性故障5-斷裂 負荷過大，局部應力集中，振動激烈，或在循環載荷下產生金屬疲勞，均可能引起

25、機械零部件斷裂例如：透平機、軸流式壓縮機葉片斷裂或圍帶斷裂、齒輪斷齒、軸承碎裂，壓縮機活塞桿、連桿折斷等情況發生，輕則引起機器振動，重則發生機器損壞、工藝氣體外泄等嚴重后果6-剝落和燒傷摩擦副潤滑不良或斷油，工作表面接觸應力過大，使金屬的工作表面產生金屬微粒剝落如齒輪、滾動軸承工作表面的點蝕就是疲勞引起的剝落現象金屬表面溫度過高、軸承工作時斷油、間隙過小、振動和沖擊，均可導致摩擦燒傷1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型二：運動狀態劣化性故障 1-機械位置不良轉子不平衡由于設計錯誤、材料缺陷、加工裝配誤差、動平衡方法不正確、轉子彎曲變形、因多種

26、原因引起的轉子原始平衡狀態破壞，均可能發生轉子的不平衡振動。轉子不平衡振動是旋轉機械最常見的振動故障。轉子不對中由于機器安裝時轉子與轉子之間對中超差、 軸承架熱膨脹不均勻、管道力作用、基礎或機座變形等原因，可能會引起轉子因對中不良產生的振動轉子不對中也是旋轉機械中常見的振動故障A O O y 1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型二：運動狀態劣化性故障 軸承工作不穩定熱態變形零部件松動或機器底腳松動2-剛性不足支承體、基礎剛性不足：有時可導致共振轉子剛性不足：有時可導致共振（柔性轉子）3-摩擦轉子與定子的干摩擦內摩擦1.2 設備故障的類型和狀態

27、監測技術1.2.1 設備故障診斷的類型及其可能的原因故障類型二：運動狀態劣化性故障 4-流體激振壓力脈動與管道共振：脈動的激勵頻率與管道的氣柱或液柱固有頻率接近旋轉失速：流體方向與葉片安裝角方向不一致，對葉片產生沖擊，引起流體壓力脈動，導致旋轉失速喘振：渦流團堵塞流道后，引起流體在機器內大幅度吞吐倒流現象滑動軸承油膜振蕩：高速滑動軸承由于設計不當、結構不良、轉子受到外力作用等因素，作用在軸頸上的油膜力不穩定，因而發生油膜失穩。當軸頸在軸承中的渦動頻率與轉子的自振頻率一致時，就會發生油膜的自激振動。5-非線性的諧波共振1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.2 設備故障診斷的功能和環節設備故

28、障診斷技術應具備的功能：在不拆卸或少拆卸機械設備的條件下，能夠定量地檢測、評價設備各部分的運動和受力狀態、缺陷和磨損狀態，性能的劣化和故障狀態；能夠確定設備的故障性質、類型、程度、部位及故障發展趨勢，預測設備的可靠性程度；能夠確定故障來源，提出整改措施。1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.2 設備故障診斷的功能和環節設備的故障診斷過程的四個環節：信號采集利用各類傳感器（包括人的感官）采集到能反映設備故障特征的運行參數；信號處理利用各種分析儀器對采集到的信息進行加工和分析處理，提取能反映故障狀態、性質、類型和程度的特征信息；故障診斷依賴人的知識和經驗或診斷技術中的數學、物理方法，分析、診

29、斷故障產生的原因，確定故障類型和發生部位；故障防治與控制對已經確定的故障提出控制方案或預防、治理措施。1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.3 狀態監測的技術和方法常用的監測與診斷技術1-振動信號監測診斷技術應用最為普遍，原因：由機械振動引起的設備損壞率很高，故障率達60%；振動信號中含有豐富的機械狀態信息量，如同人的脈搏；振動信號轉變為電信號后，便于進行數據處理與分析，處理成為多種能夠反映故障狀態的特征信息譜圖，為進一步識別故障提供依據。1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.3 狀態監測的技術和方法常用的監測與診斷技術2-聲信號監測診斷技術噪聲診斷、超聲波診斷、聲發射診斷技術噪聲

30、分析與診斷的目的：尋找機器發出噪聲的主要聲源，以便采取相應措施降低噪聲利用噪聲信號判別故障。利用聲波信號進行監測與診斷故障的方法聲音監聽法：聽棒、機械故障聽診器頻譜分析法：從噪聲的頻譜中找出與機械系統工作特性有關的純音峰值聲強法：根據各點所測聲強值的大小和正負，判斷機器各部分發射噪聲的大小和方向1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.3 狀態檢測的技術和方法常用的監測與診斷技術3-溫度信號監測診斷技術物體溫度的直接測量技術用膨脹式溫度計、半導體、熱電阻、熱電偶等測溫傳感器進行測量有接觸式、非接觸式之分。熱紅外測量技術主要用于要求遠距離、非接觸測量物體表面溫度的場合。儀器：紅外點溫計、紅外熱

31、像儀、紅外熱電視用途十分廣泛，便于測多種設備的多個測點1.2 設備故障的類型和狀態監測技術1.2.3 狀態檢測的技術和方法常用的監測與診斷技術4-潤滑油的分析診斷技術潤滑油流經摩擦面后產生一系列物理化學性能變化，攜帶了設備運轉狀態的內部信息。油液分析診斷技術：監測潤滑系統中的某些物化特性，從中獲取設備內部的故障信息分為：油品的理化性能分析技術、鐵譜分析技術、光譜分析技術等5-其它無損檢測技術：無損探傷等1.3 設備故障狀態的識別方法信息比較診斷法參數變化診斷法模擬試驗診斷法函數診斷法故障樹分析診斷法模糊診斷法神經網絡診斷法1.3 設備故障狀態的識別方法1-信息比較診斷法對包括振動幅值、頻率、相

32、位、轉速、位移、模態以及溫度、壓力、流量等工藝參數的多種信息進行數據采集和存儲，建立數據庫，并做出趨勢分析等圖譜。每次大修以后，需要把機器運行狀態的多種信息保存下來。機器一旦出現故障，把當前數據和歷史數據進行比較，再結合故障表現的信息特征，利用診斷知識，做出故障原因和故障狀態的判別。某些數據采集器、在線監測系統和微機自動診斷系統就是利用這種方法進行的。在信息比較診斷方法中，知識和規則是十分重要的。更多的現場故障處理經歷和豐富的知識庫建立，可以提供有比較的信息，其診斷的成功率往往是比較高的。1.3 設備故障狀態的識別方法2-參數變化診斷法機器發生振動故障，一般都存在著一個與轉速、壓力、流量、溫度

33、等操作參數相關的門檻值，在門檻值以下，振動不明顯，在門檻值以上，振動就變大或者突然增大。有時需要改變操作參數，在參數變化過程中測量并分析信號特征，觀察機器振動與那些因素有關，這樣比較容易找出故障發生的原因和部位。軸上裂紋診斷：工作轉速下很難識別故障，但在轉速升降過程中由于裂紋的開合，有可能在反應敏感的頻率域上進行診斷。判別離心壓縮機的振動是否由軸承油膜振蕩引起，除了觀察它的振動頻率與轉子的一階自振頻率是否相近之外，還要觀察轉子渦動頻率隨轉速的變化。對于一個油膜不穩定的轉子，其渦動頻率成分可能在轉速較低時就已經存在。1.3 設備故障狀態的識別方法3-模擬試驗診斷法設備有很多故障，它所表現的征兆與

34、故障原因之間的關系是未知的或者是不確定的，必須通過模擬試驗，研究故障形成的機理和特征，解答產生這種故障的原因，提出表現這種故障的特征參數以及各種參數之間的定量關系等問題。例如：聯軸節的不對中故障，聯軸節型式不同，轉子表現的振幅、頻率和相位是不同的，一般難以用理論計算得到它的振動響應，經過模擬實驗可以較為深入地了解它的故障機理和故障特征。注意：模擬試驗中所建模型與被診斷的對象必須具有必要的相似條件，試驗模型過于簡化，影響因素忽略過多，模型尺寸過小，并不能反映真實的故障狀態。1.3 設備故障狀態的識別方法4-函數診斷法指故障征兆和故障原因之間存在著一定的直接或間接的函數關系，經過對設備運行參數的計

35、算，可以預測故障或者識別設備已經存在的故障。函數診斷在實際工作中有著普遍應用，而且在設備設計階段是必需的，凡是與故障有關的一些影響因素，能夠進行理論計算的應該首先采用。轉子的臨界轉速的計算，1倍、2倍在函數診斷中，有限元方法被廣泛應用設備的強度、剛度計算裂紋和摩擦故障計算機器和管道的振型計算1.3 設備故障狀態的識別方法5-故障樹分析診斷法故障樹分析：以研究系統中最不希望發生的故障狀態（結果）出發，按照一定的邏輯關系從總體到部件一層層地進行逐級西化，推理分析故障形成的原因，最終確定故障發生的最初基本原因、影響程度和發生概率。故障樹分析方法是一種由果到因的分析過程，它把最不希望發生的事件稱為頂事

36、件，從頂事件出發，找出導致頂事件的必要和充分的直接原因，把他們作為故障樹的第二級，依次再找出導致第二級故障事件發生的直接原因作為第三級。如此一級一級地展開，一直追溯到不能再展開或不必再深究的最基本原因為止。這些最基本的故障原因稱為底事件，介于頂事件與底事件之間的其他故障事件稱為中間事件。把頂事件、中間事件和底事件用適當的邏輯符號自上而下地逐級連接起來，所構成的邏輯結構圖就像一棵倒置的“樹”，稱為“故障樹”。1.3 設備故障狀態的識別方法5-故障樹分析診斷法1.3 設備故障狀態的識別方法5-故障樹分析診斷法中采用的符號1.3 設備故障狀態的識別方法5-故障樹分析診斷法中采用的符號1.3 設備故障狀態的識別方法5-故障樹分析診斷法例題 油泵驅動電路E 蓄電池 K1 手動開關 K2 電磁開關 M 電動機（24V） P 油泵如圖所示油泵驅動電路，系統故障為不供油。已知：電動機故