0机械故障诊断技术绪论

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1、第1章机械故障诊断技术绪论随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋大型化、集成化、高速化、自动化和智能化，设备在生产中的地位越來越重要，对设备的管理也提出了更高的要求，能否保证一些关键设备的正常运行，直接影响到一个行业发展的各个层面。现代工业生产，一旦因故障停机，损失将十分巨大。因此，设备诊断这一技术，口益引起人们的重视，并在理论和实践应用方面得到了迅猛的发展。1机械故障诊断的基本概念.研究内容和分类1.1.1故障的定义和分类关于机械设备故障(Fault)这一概念，目前并没有一个严格、统一的

2、定义。基于不同的文献资料或不同的应用环境往往有不同的解释。按照国标(GB3187-82)的规定，给定层次级上的子分系统的故障是指该子分系统“丧失规定的功能”，或者说，给定层次织上的子分系统的输出与所预期的输出不相符合。按电子工业部部标(SJ-2166-82)的规定，所谓故障是指：(1)设备(系统)在规定条件下，不能完成规定的功能。(2)设备(系统)在规定的条件下，一个或几个性能参数不能保持在规定的上下限值之间。（3）设备系统在规定的应力范围内工作时，导致设备（系统）不能完成其功能的机械零件、结构件

3、或元器件的破裂、断裂、卡死等损坏状态。另外，从设备维修的角度，故障被定义为：设备运行的功能失常,或者是设备的系统或局部的功能失效。从诊断对象出发，故障又可以被认为是系统的观察（测）值与由系统的行为模型所得的预测值之间存在着矛盾。依状态识别的观点，则定义设备的故障为其不正常状态。也有的专家认为，设备故障是设备在运行过程中出现异常，不能达到预定的性能要求，或者表征其工作性能的参数超过某一规定界限,有可能使设备部分或全部丧失功能的现象。美国《工程项目管理人员测试与诊断指南》（AD-A208917）把故障

4、定义为“造成装置、组件或元件不能按规定方式工作的一种物理状态”。在工程应用中，我们一般习惯于用机械设备的状态來定义故障。机械设备的基本状态通常被认为有三种，即正常状态、异常状态和故障状态。可见故障也属于机械设备的一种状态。所谓机械设备（机器或机组）正常，是指它在执行规定的动作时没有缺陷，或者虽有缺陷但也是在允许的限度范围之内。异常则是指设备的缺陷开始产生或已有一定程度的扩展，使设备的状态信号（如振动、温度、压力等）发生变化，设备的工作性能逐步劣化但仍能维持工作。而故障则是指设备的性能指标严重降低，

5、并低于正常要求的最低极限位，设备已无法维持正常工作。按设备故障的性质、原因、影响、特点、程度、变化等表征，可作如下分类：1按故障的性质划分(1)暂吋性故障。这类故障带有间断性，只在短期内在一定条件内丧失某些功能，通过修理、调试或调整运行参数，不需要更换零部件即可恢复系统的正常功能。(2)永久性故障。这类故障一般由设备中的某些零部件损坏所至，必须经过更换零部件并修复后才能消除故障。2按故障的影响程度划分对于上面提到的永久性故障.按造成的功能丧失程度可分为：(1)完全性故障。完全丧失设备所应具有的功能

6、。(2)局部性故障。只有某些局部功能丧失。3按故障发生、发展快慢划分(1)突发性故障。故障发生前无明显征兆，难以通过早期试验或测试来预测。这类故障发生时间很短暂，发展极快，一般带有破坏性，如转子叶片断裂，误操作导致的设备损毁等。(1)渐发性故障。设备在使用过程中零部件因疲劳、腐蚀、磨损等而导致设备性能逐渐下降，最终超出允许值而发生的故障，这类故障比较重大，具有一定规律性，并且一般可以通过早期状态监测和故障预报来预防。4按故障严重程度划分(1)破坏性故障。这类故障既是突发性故障，而且故障发生后还往往

7、会危及设备和人身安全。(2)非破坏性故障。-般属渐发性和局部性故障，故障发生后暂时不会危及设备和人身安全。5按故障发生原因划分(1)先天性故障。由于没能达到设计或生产制造要求，或设计本身有问题所引起的故障。(2)耗损性故障。由于设备设计时预料之中的正常磨损造成的故障。(3)错用性故障。由于使用应力超过规定值而造成的故障。6按故障相关性划分(1)相关故障。也称为间接故障，这种故障是由于设备的其他部件所引起的，如轴承因断轴而烧瓦的故障是首先因油路系统故障而导致的。(2)非相关故障。也称直接故障，这是因

8、为零部件本身直接因素引起的。对设备进行故障诊断应首先注意这类故障。7按故障发生的时期划分(1)早期故障。故障的产生可能是由于设计、加工或材料上的缺陷，在设备投入运行初期的暴露表现。(2)使用期故障。这类故障是设备在有效寿命内发生的，通常是由于载荷（外因、运行事件等）和系统特性（内因、零部件故障、结构损伤）等无法预知的偶然因素而引起的。（3）后期故障。也称耗散期故障，这类故障是由于长期使用，甚至超过设备规定的使用寿命后，因设备的军部件逐渐磨损、或疲劳、老化等的原因，使系统功能退化，最