设备状态监测与故障诊断第二版课件 教学课件 作者 张碧波 主编 徐宝志 张莹 副主编第六章 油液污染诊断技术.pptx

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1、第六章油液污染诊断技术6.1油液污染诊断技术概述6.2铁谱分析技术6.3光谱分析技术6.4磁塞技术6.1油液污染诊断技术概述一、油样分析的含义①测定油品的品质。②磁塞检查法。③颗粒计数器方法。④油样光谱分析法。⑤铁谱分析技术。二、磨屑的形成机理与识别用作机械故障诊断手段的油液污染诊断技术，主要是指磁塞、油样铁谱分析、油样光谱分析。①根据主要磨屑的形成、颜色和颗粒大小等特征来判断机器磨损的严重程度；②磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因（如疲劳、剥落、腐蚀），即磨损发生的机理；③磨屑的材质成分反映了机器磨损的具体部位，即哪个零件哪个部位磨损。1．正常摩擦磨损颗粒正常摩擦指机

2、器在正常运转状态下所产生的磨损颗粒，这时的磨屑是一些具有光滑表面的“鳞片”状颗粒，其尺寸范围为长度尺寸从0.15μm到15μm，厚度在0.15～1μm之间的剪切混合层在剥落后形成的不规则的碎片。2．切削磨损颗粒切削磨损颗粒的形状类似车床机加工产生的切屑，只是尺寸在微米数量级。分二体磨损和三体磨损两种情形。如果系统中大多数切削磨损颗粒的长度为几微米，宽度小于lμm，可以判定润滑油系统中有粒状污染物存在；如果系统中长度大于50μm的大切削颗粒快速增加，说明零件的损坏即将发生，应预报失效了。3．滚动疲劳颗粒(滚动轴承)产生于滚动轴承的疲劳过程中，疲劳颗粒包括三种不同形态：疲劳剥

3、离磨屑、层次磨屑和球状磨屑。①疲劳剥离磨粒是在滚动轴承发生了点蚀或麻点时形成的。②层次磨屑是因磨屑粘附于滚动元件的表面之后，在这类磨屑上经常可以见到空洞。③球状磨屑是在轴承的疲劳裂纹中产生的。4．滚动—滑动复合磨损(齿轮系)主要是由齿轮节圆上的材料疲劳剥落形成的。5．严重滑动磨损是在摩擦表面的载荷或速度过高情况下而出现的磨损现象称为严重滑动磨损。6.2铁谱分析技术一、铁谱分析的原理及特点油样铁谱分析法的基本原理是在不拆卸设备状态下抽取机械润滑油样，利用高梯度磁场的作用将摩擦副中产生的磨损颗粒从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在一显微基片上而制成铁谱片，然后置

4、于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下进行观察；或者按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，通过光学方法进行定量检测，以获得摩擦副磨损过程的各类信息，从而分析机器的磨损机理和判断磨损的状态。（1）根据主要磨粒的形成、颜色和尺寸等特征来判定机器（及有关零部件）所处的磨损阶段以及相应阶段发生的磨损类别（如疲劳、剥落、腐蚀等）及其磨损的程度；（2）根据磨损量（即磨损曲线）对机器的磨损进度进行量的判断；（3）根据磨损严重性，确定机器磨损的剧烈程度；（4）根据磨粒的材质成分来判断机器磨损的具体部位及磨损零件。2．铁谱技术的特点（1）具有较宽的磨粒尺寸检测范围和较高的检测效率；（2）能同时进行磨粒

5、的定性检测和定量分析；（3）能够准确监测机器中一些不正常磨损的轻微症兆，具有磨损故障早期诊断的效果。二、铁谱仪典型的铁谱分析仪器有直读式和分析式两种类型。1．直读式铁谱仪的组成及工作原理直读式铁谱仪由微粒沉淀系统和光电检测系统两部分构成。光电检测系统的作用是检出因磨粒沉淀而引起的管的光强(透射)变化显示出光密度值，间接反映出磨粒的数量和尺寸分布情况，由距进口1mm左右的导光孔测出的是大颗粒沉淀区的光密度值(Dc)，而距第一导光孔5mm处的第二导光孔测得的是小磨粒沉淀区光密度值(Ds)。2．分析式铁谱仪的组成及工作原理分析式铁谱仪是最早开发出来的铁谱仪，它包含了铁谱技术的全

6、部基本原理。分析式铁谱仪原理与直读式相似，只是用谱片代替沉积管，用来分离机器润滑油样中的磨粒，并能使磨粒依照尺寸大小有序地沉积在一显微镜玻璃基片上，从而制成铁谱片，然后利用双色光学显微镜等观测和分析仪器，实现对磨粒的定性、定量铁谱分析。三、铁谱分析过程1．了解被监测的设备情况2．采样3．油样处理4．制备铁谱片四、铁谱的定性分析所谓定性分析主要是指对磨粒的形貌(包括形态特征、颜色特征、尺寸大小及其差异等)及成分进行检测和分析，以便确定磨粒故障的部位，识别磨损的类型，磨损的严重程度和失效的机理等。1．铁谱片双色显微镜分析方法（1）白色反射光白色反射光可用来观测磨粒的大小、形态

7、和颜色。（2）白色透射光白色透射光是用来观察磨粒的透明程度以识别磨粒的类型的。（3）双色照明在红色反射光和绿色透射光同时照射下，比单色照明可以有更强的识别能力。2.铁谱片扫描电镜分析方法利用扫描电镜（SEM）不仅可以更细微地观察磨屑的形貌，而且，且配有X射线能谱（EDX）的扫描电镜还可以分析磨屑的成分。3．铁谱片的加热分析法有关磨屑成分的重要信息可以通过观察磨屑在加热铁谱片的过程中的变化来获得。铁谱片上存在的有机化合物和无机化合物也可用加热分析法予以区分。五、铁谱的定量分析定量分析主要是指对铁谱基片上大、小磨粒的相对含量进行定