旋转机械故障诊断报告书

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1、《旋转机械系统故障诊断》姓名李强学号2012012712指导教师崔永杰西北农林科技大学机械与电子工程学院第9页旋转机械故障诊断方法概述21、引言22、常用的故障诊断方法32.1振动检测诊断法32.2噪声检测诊断法32.3温度检测诊断法42.4声发射检测诊断法42.5油液分析诊断法53、国内外研究发展状况63.1基于专家系统的诊断方法63.2基于人工神经网络的诊断方法74、结论7第9页旋转机械故障诊断方法概述摘要：总结了国内外旋转机械系统故障诊断的研究现状及存在的问题，介绍了机械系统故障数据采集和状态监测的常用方法，探讨了模物理

2、论、神经网络、遗传算法等在诊断决策算法研究中的应用前景，最后指出要发展完善信号提取及处理技术，加强人工智能理论的研究及应用，提高网络集成化水平，进而向与容错控制相结合的方向发展。经典旋转机械系统第9页1、引言旋转机械是工业生产的直接驱动力，是石油、矿山、电力等重要生产部门中的关关键生产工具，对这些没备系统进行快速有效的性能监测与故障诊断，能够节约大量的人力、物力、财力，提高设备的利用率。用于设备故障诊断的方法很多，常用的按检测手段分有振动检测诊断法、噪声检测诊断法、温度检测诊断法、声发射检测诊断法、油液分析诊断法等。国内外还提

3、出了其他一些故障诊断技术方法，主要有专家系统、人工神经网络、遗传算法、粗糙集理论等。2、常用的故障诊断方法2.1振动检测诊断法设备的零部件、整机都有不同程度的振动。机械设备的振动往往会影响其工作精度，加剧设备的磨损，加速疲劳破坏；而随着磨损的增加和疲劳损伤的瘇，机械设备的振动将更加剧烈，如此恶性循环，直至设备发生故障、破坏。设备发生故障时，常表现为振动频率的变化，通过检测振动的频率、转数、振动的速度、加速度、位移量、相位等参数，并进行分析，从中可以找出产生振动变化的原因。具有实用可靠,判断准确的特点。振动分析法主要采用时域分析

4、、频域分析、时序分析、时频域分析等方法来分析所采集的振动信号振动检测诊断法仍是当今诊断技术的主题，是最常用的诊断方法，具有实用可靠,判断准确的特点。将振动检测法应用于螺杆泵的故障诊断中，并证明了该方法是科学、准确、方便的设备检测方法。樊长博等对风力发电机组齿轮箱采用基于倒频谱方法对故障特征进行了分析,提高了故障诊断的准确性。2.2噪声检测诊断法噪声检测诊断法就是以机器设备运行中的噪声作为信息源，在设备运行过程中，通过噪声参数的变化特征判别设备的运行状态。在机器设备的运行过程中，会辐射出一定能量的噪声。当发生故障时，其辐射的噪声

5、信号也往往会发生改变，例如噪声级的加大，噪声信号频率的改变等等。同时，由于可以十分方便地对噪声信号进行非接触式测量，因此利用噪声信号对机器设备进行故障诊断是一种可行、有效的方法。此法的本质与振动检测诊断法是一致的，因为噪声主要是由振动产生的。但易受环境噪声影响，因此大都采用小波降噪根据加速器运行时的噪声信号，运用快速傅立叶变换做频谱分析，然后再通过人工神经网络进行故障诊断。提出了一种用于故障诊断识别的脉冲频率调制(PFM)模拟神经网络脉冲流VLSI电路,第9页利用含有故障信息的噪声信号代替传感器安装困难的基于振动信号的特征值提

6、取来进行主轴承的间隙磨损故障诊断。提出基于背景噪声修正法进行机械运转噪声在线测量，通过对噪声信号的小波包分解，生成时--频相平面，将其转化为定量描述的布尔型矩阵，再对样本不同时频段进行加权处理后训练形成故障模板，将被测对象的噪声信号与模板进行比较，实现机械故障的诊断。2.3温度检测诊断法温度检测诊断法即以可观测的机械零件的温度作为信息源，在机器设备运行过程中，通过温度参数的变化特征判别设备的运行状态。一方面，零件的振动可以影响温度的变化；另一方面，温度的变化也会使旋转件的振动进一步加剧。此外，其它故障类型和温度变化之间也具有某

7、种确定的关系，即温度信号中隐含着其它故障诊断信号的信息。温度检测是能比较直观反映设备存在故障的一项重要检测手段。表1列出了一些常用的测温方法及特点。表1常用的测温方法采用嵌入式PC/104工业PC系列模块,运用红外技术，非接触在线检测电气设备运行温度，并对温度数据进行故障分析，提出了一种框架和产生式规则相结合的智能诊断专家系统模型。应用信息融合技术对旋转机械故障进行温度诊断,提出了建立在温度和振动数据基础上和材料性能相联系的故障诊断方法。第9页2.4声发射检测诊断法材料中由于能量从局部源快速释放而产生瞬态弹性波的现象称为声发射

8、（acousticemission，简称AE）。用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射检测（acousticemissiontesting简称AET）技术。声发射技术具有许多优点如适用于实时动态监控检测，且只显示和记录扩展的缺陷，与缺陷尺