机械工程基础 教学课件 作者 曹志锡 第十二章 设备故障.ppt

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1、第十二章设备故障诊断技术现代生产对设备的依赖程度越来越高，机器设备已形成了一个庞大的系统，这使得设备的维修管理显得尤为重要。根据设备的技术状态组织维修，以实现安全生产及设备寿命周期费用达到最经济、最有效的目的，已成为现代设备管理的主要内容。而要了解设备的状态，必须以先进的设备故障诊断技术作为基本手段。第一节设备故障概述一、故障及其分类设备在工作过程中，因某种原因丧失规定功能的现象称为故障。这里所指的设备可以是元件、零件、部件、产品或系统；这里所指的规定功能是指在产品技术文件中明确规定的功能。为了进一步揭示故障的实质，以利于选择合适的诊断手段，有必要对故障进行分类。研究故障的角度不同，其分类的

2、方法也不同，下面所述的是与故障诊断密切相关的两种分类方法。第十三章设备故障诊断技术（一）按故障发生、发展的进程分类1.突发性故障此种故障的发生是由设备的多种内在不利因素及偶然性环境因素综合作用的结果。故障在发生之前无明显的可察征兆，而是突然发生的，具有较大的破坏性。其实突发性故障仍然具有从量变到质变的过程，只不过需要采用精密的测量仪器及先进的测试方法才能检测出来。为了避免突发性故障，需要对设备的重要部位进行连续监测。2.渐发性故障由于设备中某些零件的技术指标逐渐恶化，最终超过允许范围（或极限）而引发的故障称为渐发性故障。大部分的设备故障都属于这一类故障。这类故障的发生与设备的机械零部件、电气

3、元件的磨损、腐蚀、疲劳等密切相关。其特点是：（1）故障的发生的时间一般出现在零部件、元器件有效寿命的后期。（2）有规律性，可预防。（3）故障发生的概率与设备的运行时间有关。设备的时间越长，发生的故障的概率越大，损坏的程度也越大。第十三章设备故障诊断技术（二）按故障的性质分类1.自然故障自然故障是在设备运行过程中，因自身原因所造成的故障，分正常自然故障和异常自然故障。正常自然故障一般具有规律性，如设备正常工作磨损引起的故障就属于这类故障，此类故障会对设备的自然寿命产生影响。异常自然故障是因设计和制造的不恰当造成设备中存在某些薄弱环节而引发的故障，显然此类故障带有偶然性，有时又具有突发性。2.人

4、为故障人为故障是指设备运行中操作使用不当或意外情况造成的故障。为了避免这类故障的发生，设计时应尽量采用避免人为故障的结构，并将行为科学和心理学应用于排出人为故障中，即将人、机作为一个系统加以考虑，以有效地诊断和控制故障。第十二章设备故障诊断技术二、引起故障的外因可以将引起设备故障的外因归纳为三个方面，即环境因素、人为因素和时间因素。（一）环境因素环境因素包括力、能、温度、湿度、振动、污染物等外界因素。这些因素将以各种能量形式对设备产生作用，使机件发生磨损、变形、裂纹、腐蚀等各种形式的损伤，最终导致故障的发生。表12-1中列出了主要环境因素对机械设备的影响及由此而产生的典型故障。表12-1环境

5、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、加速度、机械应力等机械强度降低、功率受影响、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、机械应力增加、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生受潮、干燥、脆化、腐蚀、电蚀、化学反应及污染等动能受影响、电气性能下降、机械性能降低、保护层损坏、表面变质、化学反应加剧、机件断裂其他能量产生脆化、加热、蜕化、电离及磁化表面变质、材料褪色、热老化、氧化、材料得物理、化学、电气性能发生变化第十二章设备故障诊断技术（

6、二）人为因素设备在设计、制造、使用和维护过程中，始终都包含着人为因素的作用，特别是早期故障的发生大部分可以归因于人为因素。1.设计不良设计中往往会受到条件的限制或存在着考虑不周、设计差错等。如在新产品设计时，常常会遇到许多未知因素。对于一些未知因素，往往根据现有资料和和经验来确定其设计方法，致使产品存在着潜在的故障因数。各种设计条件的限制，如材料的限制、所选标准的限制、重量的限制等等，都会给产品带来不可靠的因素，从而造成产品较高的故障率。2.质量偏差由于加工设备、仪器精度以及技术水平等条件的限制，使制造工程中各种因素的组合并不非常理想，因此任何一个工艺过程都有可能产生缺陷，当然也会存在一些漏

7、检的缺陷。漏检的缺陷在所谓合格的机件中“隐藏”下来，很可能成为机件使用中故障发生的根源。第十二章设备故障诊断技术3.使用不当一台设备，在其整个生存周期内合理的运输和保管条件、使用条件和使用方法、维护保养和修理制度以及操作人员的技术水平等，对实际故障率将产生很大的影响。在上述各项人为因素中，对故障率影响最大的人为因素是使用不当。（三）时间因素上述的环境因素、人为因素是促使设备发生故障的诱因。在考虑环境因素和人为