机械故障诊断学-绪论

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1、机械故障诊断学2011级硕士研究生课程2012年4月梅卫江绪论一、机械故障诊断的意义及发展现状二、机械故障诊断的基本内容与技术过程三、大机组状态监测与故障诊断常用的方法四、计算机辅助监视诊断系统的主要环节及诊断策略1.状态监测与故障诊断的定义2.机械故障诊断学的研究目的与研究范畴3.机械故障诊断理论与技术的意义4.机械故障诊断技术的发展与现状一、机械故障诊断的意义及发展现状故障的概念故障是指机械设备丧失了原来所规定的性能或状态。通常把设备在运行中所发生的状态异常、缺陷、性能恶化、以及事故前期的状态

2、统统称为故障，有时也把事故直接归为故障。简单而言，设备故障是指“设备功能失常”，也就是设备不能达到预期的工作状态，无法满足应有的性能、功能。功能失效，机械设备基本功能不能保证；设备偏离正常功能1.状态监测与故障诊断的定义故障诊断的基础是建立在能量耗散原理上的。所有设备的作用都是能量转换与传递，设备状态愈好，转换与传递过程中的附加能量损耗愈小。例如机械设备，其传递的能量是以力、速度两个主要物理参数来表征，附加能量损耗主要通过温度及振动参数表现。随着设备劣化程度加大，附加能量损耗也增大。因此，监测附加

3、能量损耗的变化，可以了解设备劣化程度。(能量参数：电压及电流、压力及流量等）机械故障诊断主要是研究某一机械设备在运行过程中动态性能的变化规律及其运行状态的识别方法。中国工程院院士屈梁生——诊断是以机械学和信息论为依托，多学科融合的技术，本质是模式识别。近代科学技术的各门学科的发展是相互渗透、相互促进的。一方面，某些工程技术，诸如精密机械、电子技术的发展推动了医学的进步；另一方面，某些工程学则从医学中吸取营养而得到发展。例如，人体内部器官疾病的诊断，不需要对每个病人都做剖腹检查，而只要求医生根据症状

4、或“状态”来做诊断，由局部推测整体，由现象判断本质，由当前预示未来。将医疗诊断中这样一些基本逻辑思想，推广到工程技术中来，就形成了工程诊断学。医学诊断故障诊断原理及特征信息中医：望、闻、问、切西医：望、触、扣、听、嗅听心音、做心电图量体温验血验尿量血压X射线、超声波检测问病史听、摸、看、闻振动与噪声监测温度监测油样分析应力应变测量无损检测查阅技术档案资料通过形貌、声音、温度、颜色、气味的变化来诊断通过振动大小及变化规律观察温度的大小及变化观察化学成分及磨粒形状变化观察压力或应力变化观察内部结构缺陷

5、找规律、查原因、作判断医学诊断与故障诊断按故障性质分类人为故障自然故障故障率%ⅠⅡⅢ图浴盆曲线Ⅰ——磨合期Ⅱ——正常使用期Ⅲ——耗损期故障的分类浴盆曲线：设备维修工程中，根据统计得出的一般机械设备劣化进程规律曲线。由于曲线的形状类似浴盆的剖面线，因此称为浴盆曲线。按故障产生的原因分类先天性故障使用性故障按故障发展速度分类突发性故障渐进性故障按故障造成的后果分类轻微故障一般故障严重故障恶性故障设备的劣化曲线绿区(G)——包括浴盆曲线的正常使用阶段，即故障率最低的阶段。机器处良好状态。黄区(Y)——包

6、括浴盆曲线Ⅲ区的初始阶段，故障率已有抬高的趋势。机器处警戒状态。红区(R)——包括浴盆曲线Ⅲ区故障率已大幅度上升的阶段。机器处严重或危险状态。GYR图1-2劣化曲线取浴盆曲线中后两阶段，第Ⅱ阶段（正常使用期）和第Ⅲ阶段（耗损期）作为劣化曲线。如下图：所谓技术诊断，从广义而言，就是对系统的运行状态做出判断，也即定量地识别系统的状态。从理论上讲技术诊断就是系统识别。这里系统指机械设备、工艺过程、工程结构或生产系统等；系统的状态是指系统运行中其功能是良好、正常、劣化或发生故障。所谓诊断就是根据机械设备运

7、行过程中产生的各种信息来判别机械设备是正常运转还是发生了异常现象，也就是识别机器是否发生了故障，称为故障诊断。至于机械设备失效后或发生事故之后进行的分析叫做失效分析，这也是故障诊断的一个方面。传感器信号处理系统系统或机器标准图和谱状态识别诊断决策停机检修巡回监视重点监视技术诊断过程框图所谓机械故障诊断，是识别机器或机组运行状态的科学，它研究机组运行状态的变化在诊断信息中的反映，对机组运行状态进行识别、预测和监视。简而言之故障诊断就是通过检测、提取、利用机械系统运行中产生的相关信息，识别其技术状态，

8、确定故障性质，分析故障原因，寻找故障部位，预报故障趋势，并提出相应对策检测缩小故障范围状态检测提取征兆定期检测故障诊断原因分析维修决策趋势分析正常参数开始尚可正常不可异常状态检测与故障诊断从以上定义可以看出，机械故障诊断是一个包含运行状态检测、信号分析处理、故障模式识别、未来趋势预测、维修决策形成等内容的完整而系统的技术过程。通俗地说，状态监测或工况监视与故障诊断就是给机器看病。状态检测与故障诊断人不可能不生病，机器在运行过程中出现故障也是不可避免的。人生了病需要求医就诊，机器出了