第九章设备故障诊断技术

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1、第九章设备故障诊断技术测取设备在运行屮或相对静I匕条件下的状态信息，通过对信号的处理和分析，并结合设备的历史状况,定量识别设备及其零部件的技术状态，并预知有关异常、故障和预测未来技术状态，从而确定必耍的对策的技术，即设备故障诊断技术。在机器设备的评估中，技术鉴定是确定机器设备成新率的重要手段。第一节设备故障概述一、故障及其分类故障：设备（元件、零件、部件、产品或系统）因某种原因丧失规定功能的现象。（一）按故障发生、发展的过程分类1.突发性故障故障发生之前没有明显的可察征兆，具有较大的破坏性。2.渐发性故障故障的发生一般与磨损、腐蚀、疲劳等密切相关，其特点是：故障一般

2、发生在元器件有效寿命的后期；有规律，可以预防；发生概率与设备运转时间有关。（~）按故障的性质分类1.H然故障：设备H身原因造成。2.人为故障：操作使用不当或意外原因。二、引起故障的外因（-）环境因素：包括力、能、振动、污染等。表9・1环境影响及引起的故障环境因素主要影响典型故障机械能产生振动、冲击、压力、强速度、机械应力等机械强度降低、功能受影响、磨损加剧、过量变形、疲劳破坏、机件断裂热能产生热老化、氧化、软化、熔化、粘性变化、固化、脆化、热胀冷缩及热应力等电气性能变化、润滑性能降低、机械应力増加、磨损加剧、机械强度降低、腐蚀加速、热疲劳破坏、密封性能破坏化学能产牛

3、受潮、干燥、脆化、腐蚀、电蚀、化学瓜及污染等功能受影响、电气性能下降、机械性能降低、保护层损坏、表面变质、化学瓜加剧、机械断裂其他能鼠产牛脆化、加热、蜕化、电离及磁化表面变质、材料褪色、热老化、氧化、材料的物理、化学、电气性能发生变化注：其他能量包括核能、电磁能及生物因索等。（二）人为因素：1•设计不良；2.质量偏差;3.使用不当。（三）时间因素：常见的磨损、腐蚀、疲劳、变形等故障都与时间冇密切的关系。三、描述故障的特征参量1.直接特征参虽（1）设备或部件的输岀参数：设备的输出与输入的关系以及输出变量之间的关系都可以反映设备的运行状态。（2）设备零部件的损伤量：变形

4、量、磨损量、裂纹以及腐蚀情况等都是判断设备技术状态的特征参量。2.设备运转屮的间接特征参量（二次效应参数）：主要是设备在运行过程中产生的振动、噪声、温度、电量等。设备或部件的输出参数和零部件的损伤虽都是故障的直接特征参虽，而二次效应参数是间接特征参量。使用间接特征参暈进行故障诊断的优点是，可以在设备运行中并□无需拆卸的条件下进行。不足Z处是间接特征参量与故障之间的关系不是完全确定的。第二节设备故障诊断技术及其实施过程一、设备故障诊断技术的分类（一）按照诊断的冃的、要求和条件分类1.功能诊断和运行诊断：功能诊断主要用丁-新女装或刚维修的设备；而运行诊断则针对运行中的设

5、备或系统。2•定期诊断和连续监测3.直接诊断和间接诊断：间接诊断主耍通过设备运行中的二次信息判断。4.在线诊断和离线诊断：在线是指对现场正在运行设备的口动实时监测；而离线监测是利川磁带记录仪等将现场的状态信号记录后，带回实验室进行分析诊断。5•常规诊断和特殊诊断6•简易诊断和粘密诊断（二）按诊断的物理参数分类主要物理参数冇振动、声学、温度、污染、无损、压力、强度、电参数、趋向以及各种参数的综介。农9-2按诊断的物理能数分类诊断技术名称状态检测参数振动诊断技术平衡振动、瞬态振动、机械导纳及模态参数等声学诊断技术噪声、声阻、超声以及尹发射等温度诊断技术温度、温差、温度场

6、以及热彖等污染诊断技术气、液、固体的成分变化，泄学习班及残留物等无损诊断技术裂纹、变形、斑点及色泽等压力诊断技术压差、压力及压力脉动等强度诊断技术力、扭矩、应力及应变等电参数诊断技术电信号、巧率及磁特性等趋向诊断技术设备的各种技术性有指标综合诊断技术各种物理参数的组合与交叉（三）按诊断的直接对象主要直接诊断对象冇机械零件、旋转机械、往复机械、丁•程结构、工艺流程、生产系统、屯气设备等。表9・3按直接诊断对象分类诊断技术名称直接诊断对象机械零件诊断技术齿轮、轴承、转轴、纲丝绳、连接件等液压系统诊断技术泵、阀、液压元件及液压系统等旋转机械诊断技术转子、轴系、叶轮、风机、

7、泵、离心机、汽轮发电机组及水轮发电机组等往复机械诊断技术内燃机、压气机、活赛及曲柄连杆机构等二、设备故障诊断技术的实施过程ft备■传«—倍号处JV■状杰监制停机検修治環JflMr盧点监樹筑冋监構图9-1诊断技术三阶段（一）状态监测状态监测：通过传感器采集设备在运行中的各种信息，将其转变为电信号或其它物理量，再将获取的信号输入到信号处理系统进行处理。后者主要是将特征信号捉取出來，而将无用信号和干扰信号排除。（二）分析诊断分析诊断：根据监测到的能够反映设备运行状态的征兆或特征参数的变化惜况或将征兆与模式进行比较，来判断故障的存在、性质、原因和严重程度以及发展趋势。（