《机械设备状态监测与故障诊断》课件

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1、机械设备状态监测与故障诊断教学课件中国石油大学（华东）机电工程学院化工装备与控制工程系2008.6编制：郝点课程简介课程介绍机械状态监测与故障诊断的理论基础知识和工程应用技术阐述典型机械故障类型、机理、特征及防治措施重点介绍旋转机械和往复机械的典型故障机理与诊断防治技术通过机械设备故障诊断的典型事例了解机械设备状态监测与故障诊断技术的工程应用现状和理论技术进展课程内容涉及新兴科技学科和现代先进技术通过学习可以熟悉现代机械状态监测与故障诊断技术的基本原理、实施技术和应用现状了解现代故障诊断技术的发展前景具备机械状态监测与故障诊断的基本技能学习本课

2、程应具备工程力学、电工电子学、工程流体力学和化工过程流体机械等理论基础和工程技术了解机械学、力学、电工电子学、计算机技术等方面的理论基础知识和工程应用技术推荐学习机械振动、信号处理等工程技术知识课程内容1概论1.1设备故障诊断的目的和意义1.2设备故障的类型和状态监测技术1.3设备故障状态的识别方法2故障诊断的信号处理方法2.1信号处理基础知识2.2旋转机械常用的振动信号处理图形3旋转机械故障诊断3.1转子不平衡故障诊断3.2转子不对中故障诊断3.3滑动轴承故障诊断3.4转子摩擦故障诊断3.5浮动环密封故障诊断3.6叶片式机器中流体激振故障诊断

3、3.7高速旋转机械不稳定自激振动故障的分析方法4往复式压缩机的故障分析和管道振动4.1往复式压缩机的故障类型与故障原因4.2示功图及阀片运动规律的测量与故障分析4.3压缩机的气流压力脉动与管道振动参考教材§1概述§1.1设备故障诊断的目的和意义1.1.1设备故障诊断的含义和特性1.设备故障诊断的含义应用现代测试技术、诊断理论方法识别诊断设备故障机理、原因、部位和程度根据诊断结论，确定设备维修方案和防范措施设备故障：设备丧失工作效能程度，设备丧失规定性能状态诊断：用测试分析技术和故障识别方法确定故障性质、程度、类别和部位，研究故障机理的学科诊断内

4、容（三部分）：一、信号采集（状态监测）：利用传感器和监测仪表，获取设备运行信息信号分析处理，提取设备特征信息二、故障诊断：获取特征参数，识别信息特征利用专家知识经验，类似医生诊断疾病诊断设备故障类型、故障部位、故障程度和产生故障的原因三、诊断决策：根据诊断结论，采取控制、治理和预防措施的决策设备故障诊断包含三部分内容和实施过程§1概述§1.1设备故障诊断的目的和意义1.1.1设备故障诊断的含义和特性2.设备故障诊断的特性（1）多样性化工过程装置静设备：如换热器、传质容器、反应器、变换器、塔设备等动设备：如旋转机器和往复机器等设备结构不同，工艺参

5、数各异，制造安装差异使用环境不同，产生各种故障如离心式、轴流式压缩机、烟气轮机：工艺气体粉料（催化剂），转子不平衡、振动、摩擦、磨损故障高速旋转机器：轴承油膜不稳定，转子不对中高速高压旋转机器：流体激振，转子自激振动往复式压缩机：管道振动故障，零件磨损、变形、断裂高压容器：裂纹扩展，内部腐蚀，密封泄漏§1概述§1.1设备故障诊断的目的和意义1.1.1设备故障诊断的含义和特性2.设备故障诊断的特性（2）层次性设备故障现象（征兆）原因（症候、病症）深层次、多层次性（3）多因素和相关性设备故障因相互关系产生多因素和相关性（4）延时性故障形成，缺陷累积

6、，状态劣化，量变转质变。故障过程延时性（5）不确定性（模糊性）故障频度、表现形式、特征差异、机理复杂§1概述§1.1设备故障诊断的目的和意义1.1.2设备故障诊断技术的应用与发展1.应用现代化企业生产水平和经济效益提高，发展规模化和高技术含量生产装置大型化、高速高效化、自动化和连续化设备要求性能好，效率高，少故障。否则故障损失巨大如石油化工大型机组（离心、轴流压缩机，烟气轮机，汽轮机，风机和机泵）单机、满负荷关键设备，故障停机导致停产损失惨重大型炼油装置，化肥装置，乙烯装置停产一天损失数百万电力部门300MW发电机组停机一天少发电720万度损失

7、数千万元中国1977～1987年投产6～7个大化肥厂，机组故障停机两年损失相当一个大化肥厂全年产量（30万吨合成氨，48万吨尿素）高技术大型化设备，故障重大灾难性事故，经济损失惨重，严重政治影响美国三里岛核电站放射性物质外逸，前苏联切尔诺贝利核电站爆炸印度博帕尔市农药厂异氰酸甲醋毒气泄漏美国1986、2003年“挑战者”号和“哥伦比亚”号航天飞机失事中国1980年代200MW汽轮发电机组事故机组剧烈振动，转子断7段，联轴节飞出厂房，机组彻底破坏大化肥合成气压缩机强烈振动，振因复杂，停产2月损失亿元中国20世纪70年代开始应用§1概述§1.1设备

8、故障诊断的目的和意义1.1.2设备故障诊断技术的应用与发展2.发展19世纪：事后维修；20世纪初～50年代：定期维修，孕育时期20世纪60～70年代：