机械故障诊断学-第一章 绪论

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1、第一章概述第二章技术基础第三章振动诊断第四章机械零部件故障诊断技术第五章诊断新技术专题本课程主要内容基本研究内容；基本故障分类；监测与诊断技术种类；监视诊断系统的主要环节及诊断策略；设备的故障规律；诊断技术发展概况。主要参考文献：1.《机械故障诊断》，梁为，机械工业出版社，2005.112.《机械故障诊断基础》，李国华，化学工业出版社，1999年.3.《测试技术及其应用》，刘经燕，华南理工大学出版社，2000年.4.《复杂机械故障诊断的分析与小波方法》，徐玉秀，机械工业出版社，2003年.§1.1什么是机

2、械故障诊断技术故障：是机械达不到规定和要求功能的状态，也可称为失效。故障诊断技术：实质上就是一种给机器“看病”的技术。包含“监测”和“诊断”两层意思。①监测：对机器的某些特征参数（如振动、噪声和温度等）进行测取，将测定值与规定的正常值进行比较，判别机器是否工作正常；若对机器进行定期定期或连续监测，还可获得机器状态的趋势性规律，得到机器剩余寿命估计，实现状态预测和预报。对机器健康状况的初级诊断，又称简易诊断。②诊断：对机器产生故障的原因、部位、严重程度等一一作出判断，为管理决策提供依据，是对机器健康状况的精

3、密诊断。精密诊断的目标：对简易诊断为异常的机器进行专门检测、分析和判别，最后确定应采取的技术措施。二者关系：状态监测是基础，故障诊断是监测基础上的深入和发展。范畴：属信息技术理论基础广泛：涉及数学、物理、化学、机械技术、电子技术、传感技术、计算机及数字信号处理技术、统计模式识别技术等多领域四个基本环节：信息采集、分析处理（数据处理）和状态识别（判断和预报）和诊断决策1）信号采集将最能表征设备运行状态的信息，用传感器转变为电信号传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化

4、、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号2）信号处理排除干扰，提取最能反映设备状态的特征参数的过程最基本方法：时域分析法和频域分析法。处理方法很多，各种滤波、包络线分析、混沌、自适应等，可研究空间大3）状态识别将得到的诊断参数值与档案库里的标准值进行比较，按一定判别准则对设备作出正常与否的判断涉及模式识别、信息融合、人工智能等多领域4）诊断决策根据识别结果，对异常状态进一步分

5、析，确定故障的原因、部位、程度、类别，根据诊断结果推测发展趋势，提出处理措施等涉及专家系统、模糊控制、人工智能等多领域§1.2故障种类①按故障发生、发展的快慢分：突发性故障和渐进性故障故障的发生有偶然性，与使用时间长短无关，发生前无可察觉的征兆，发生后状态急剧恶化须立即排除。通常不影响设备的使用寿命，如:液压系统油路堵塞，设备的润滑油中断、电气系统断路、操作人员失误等。由设备的技术指标逐渐劣化引起（受磨损、腐蚀、疲劳、老化等影响），发生概率与使用时间有关，可预测。大部分机械故障都属于渐进性故障②按故障表现

6、分：功能故障和潜在故障设备丧失了或明显降低了工作能力，这类故障容易发现，操作者能感受出来，有称为实际故障与渐进性故障相联系，故障在功能方面尚未表现出来，但已发展到能鉴别的程度时，称其为潜在故障，对其进行研究在机械故障诊断中重要价值。③按发生原因分：人为故障和自然故障设备在制造或大修时，使用了不合格的零件；运行时不遵守操作规程，或运输、包管不当，所造成的设备故障。（提高管理水平）设备在使用或保存期间，由于外部和内部各种自然因素的影响而引起的，如正常情况下的磨损、老化、腐蚀等。（有不可抗拒性）§1.3监测与诊

7、断技术种类①按监测信息与诊断对象的关系分：直接诊断根据诊断对象本身的信息变化，直接判断诊断对象状态。如根据轴承间隙、齿轮齿面的磨损、轴的疲劳裂纹和变形量，直接判断它们的状态。其优点在于诊断可靠性高，缺点为实施受到设备结构和条件的限制，通常需停机，拆卸零部件。间接诊断通过监测运行中的设备的温度、声音、振动等二次信息的变化诊断。依据一般是综合信息，通过可测点的信息来得到不可测点的状态。缺点在于会发生误报、漏报现象。如通过监测润滑油温度判断轴承状态，要排除室温的影响、油量多少的影响、散热条件的变化等因素。优点在

8、于可在线实时进行，根据综合信息提高诊断的可信度，是一个深受重视的研究方向。②按诊断时间分：定期诊断每隔一段时间如一周、一月或数月，对运行中的设备进行一次检测诊断，也叫巡回检测诊断。连续诊断采用现代化仪表和计算机信息处理系统对设备的状态进行连续不断的监测诊断。二者的选择取决于设备的关键程度和设备性能劣化速度等因素。③按诊断环境分：在线诊断指不离开现场，对运行中的设备用传感器采集信息后，直接送入分析处理仪器或计算机进行分析处理和诊