旋转机械的应用.doc

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1、西安石油大学机械工程学院现场中旋转机械故障诊断应用班级：装备0901姓名：王峥学号：20090608060910西安石油大学机械工程学院这学期我们学习的这门课为《机械设备故障诊断技术与应用》，设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。机械设备故障诊断技术日益获得重视与发展的原因是，随着科学技术与生产的发展，机械设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备更加复杂，各部分的关联愈加密切，往往某处微小故障就爆发链锁反应，导致整个

2、设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。一、设备故障的信息获取和检测方法设备故障信息的获取方法：1、直接观测法2、参数测定法3、磨损残余物的测定4、设备性能指标的测定设备故障的检测方法：1、振动和噪声的故障检测（1）振动法：对机器主要部位的振动值如位移、速度、加速度、转速及相位值等进行测定，与标准值进行比较，据此可以宏观地对机器的运行状况进行评定，这是最常用的方法。（2）特征分析法：对测得的上述振动量在时域、频域、时—频域进行特征分析，用以确定机器各种故障的内容和性质。（3）模态分析与参数识别法：利用测得的振动参数对机器零部件

3、的模态参数进行识别，以确定故障的原因和部位。（4）冲击能量与冲击脉冲测定法：利用共振解调技术以测定滚动轴承的故障。（5）声学法：对机器噪声的测量可以了解机器运行情况并寻找故障源。2、材料裂纹及缺陷损伤的故障检测（1）超声波探伤法：该方法成本低，可测厚度大，速度快，对人体无害，主要用来检测平面型缺陷。（2）射线探伤法：主要采用X射线。该方法主要用于展示体积型缺陷，适用于一切材料，测量成本较高，对人体有一定损害，使用时应注意。（3）渗透探伤法：主要有荧光渗透与着色渗透两种。该方法操作简单，成本低，应用范围广，可直观显示，但仅适用于有

4、表面缺陷的损伤类型。（4）磁粉探伤法：该法使用简便，较渗透探伤更灵敏，能探测近表面的缺陷，但仅适用于铁磁性材料。（5）涡流探伤法：这种方法对封闭在材料表面下的缺陷有较高的检测灵敏度，它属于电学测量方法，容易实现自动化和计算机处理。3、设备零部件材料的磨损及腐蚀故障检测（1）光纤内窥技术：它是利用特制的光纤内窥探测器直接观测到材料表面磨损及情况。（2）油液分析技术：油液分析技术可分为两大类：一类是油液本身的物理、化学性能分析，另一类是对油液污染程度的分析。具体的方法有光谱分析法与铁谱分析法。4、温度、压力、流量变化引起的故障检测机

5、械设备中的有些故障往往反映在一些工艺参数，如温度、压力、流量的变化中，在温度测量中除常规使用的装在机器上的热电阻、热电偶等接触式测温仪外，还有在特殊场合使用的非接触式测温方法。二、旋转机械简介10西安石油大学机械工程学院旋转机械指汽轮机、燃气轮机、发电机、电动机、离心压缩机、水轮机、航空发动机等机械设备，它的主要构成部件有转子、支承转子的轴承、定子或机器壳体、连轴器等等。转速范围一般为几千r/min至几十万r/min，这类机组通常称为高速旋转机械，由于旋转机械的结构及其零部件的加工和安装方面的缺陷，使机器在运行时引起振动，其振动

6、类型可分为横向振动、轴向振动和扭转振动三类。其中过大的横向振动往往是机器破坏的主要原因，所以成了振动监测的主要对象，也是对机组状态进行诊断的主要依据。三、现场中旋转机械故障的诊断与应用实例A、医用离心机故障诊断对医用离心机系统运行状态的故障监测与诊断，是通过对设备某些敏感部位振动、平衡度、温度、压力等信号的采集，并通过对信号处理，提取特征参数的方法来辩识医用离心机工作状态。其基本原理是：在医用离心机运行过程中，其零部件会发出各自确定特征的信号，而这些信号随单个零件的损坏、磨损以及电子元件的电压、电流、温度等变化而变化。根据表征具

7、体故障的特征参数，通过人工神经网络监测与诊断系统，对医用离心机故障进行诊断和预报。　　　　该故障智能监测与诊断系统，主要包括监测与诊断两个过程。其中每个过程都包括预处理和特征信号提取两部分。快速、有效地提取反映设备故障信息的特征是故障诊断的关键。把从诊断的对象处获得的数据看作一组时间序列，通过对该时间序列的分段采样，将输入数据映射成样本空间的点，这些数据包括故障的类型、程度和位置等信息。首先对映射到样本空间的输入数据进行预处理，通过删除原始数据中的无用的信息得到另一类故障模式，由样本空间映射成数据空间。在数据空间的基础上，提取数

8、据中的不变特性，形成不变故障模式空间。在提取了故障模式的不变特性后，根据诊断的需要和问题的特性，对所选择的模式特征矢量进行量化压缩变换，选择有用的特征，以用于故障诊断。　　　　信号的产生和传播　　　　可以认为医用离心机系统结构为一定常线性系统，则系统振动可表示为