《故障理论概述》PPT课件

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1、第一章故障理论概述Contents概念1故障特征量的描述2故障理论和规律3故障诊断简介4第一章故障理论概述第一节概念一、定义故障是指整机或零部件在规定的时间和使用条件下不能完成规定的功能，或各项技术经济指标偏离了它的正常状况。例如：某些零部件损坏、磨损超限、焊缝开裂，螺栓松动，使工作能力丧失；发动机的功率降低；故障通常是指可以排除的障碍，即指可以修复的失效。对于故障，应明确以下几点：(1)规定的对象它是指一台单机、或由某些单机组成的系统、或机械设备上的某个零部件。不同的对象在同一时间将有不同的故障状况。例如，在一条自动化流水线上，某一单机的故障

2、足以造成整个系统功能的丧失。(2)规定的时间发生故障的可能性随时间的延长而增大。时间除了直接用年、月、日、时等作单位外，还可用机械设备的运转次数、里程、周期作单位。例如：车辆等用行驶的里程；齿轮用它承受载荷的循环次数等。(3)规定的条件这是指机械设备运转时的使用维护条件、人员操作水平、环境条件等。不同的条件将导致不同的故障。(4)规定的功能它是针对具体问题而言，例如：同一状态的车床，进给丝杠的损坏对加工螺纹而言是发生了故障。但对加工端面来说却不算故障。(5)一定的故障程度即应从定量的角度来估计功能丧失的严重。故障的定义“故障是不合格的状态”。二

3、、模式1、定义机械设备的故障必定表现为一定的物质状况及特征，它们反映出物理、化学的异常现象，并导致功能的丧失。这些物质状况的特征称故障模式，需要通过人的感官或测量仪器得到，相当于医学上的“病症”。2、故障模式分类1)属于机械零部件材料性能方面的故障：包括疲劳、断裂、裂纹、蠕变、过度变形、材质劣化等。2)属于化学、物理状况异常方面的故障：包括腐蚀、油质劣化、绝缘绝热劣化、导电导热劣化、溶融、蒸发等。3)属于机械设备运动状态方面故障：包括振动、渗漏、堵塞、异常噪声等4)多种原因的综合表现：如磨损等此外．还有配合件的间隙增大或过盈丧失、固定和紧固装置

4、松动与失效等。三、性质1、层次性：机械设备可以分为若干个层次，不同层次会出现相应的故障。2、相关性：某层次发生故障时，相关的层次也可能发生故障，不同层次也可能出现故障3、延时性；故障的产生、传播和恶化都需要时间，且随时间的延长而延长。4、不确定性：发生时间、现象等具有不确定性。5、修复性：多数故障是可以修复的，包括更换。四、分类临时性故障永久性故障一、临时性故障它多半由机械设备的外部原因引起的。例如：工人误操作、气候变化．运输条件中断、环境设施不良等造成。当这些外部干扰消除后．运转即可正常。但临时性故障能导致永久性故障。二、永久性故障(一)按故

5、障发生时间分1．早发性故障由于机械设备在设计、制造、装配、安装、调试等方面存在问题引起的。2．突发性故障这是由于各种不利因素和偶然的外界影响因素共同作用的结果。故障发生的特点是具有偶然性和突发性，事先无任何征兆．一般与使用时间无关，难以顶测。例如；因润滑油中断而使零件产生热变形裂纹；因使用不当或出现超负荷引起零件折断；困各参数达到极限值而引起零件变形和断裂等。3．渐进性故障因机械设备技术特性参数的劣化过程，包括腐蚀、磨损、疲劳、老化等。逐渐发展而成的。特点是故障发生的概率与使用时间有关，设备有效寿命的后期表现出来。故障一经发生，就标志着寿命的终

6、结。大部分机械设备的故障都属于这一类。4．复合型故障故障包括上述故障的特征，其故障发生的时间不定。机械设备工作能力耗损过程的速度与其耗损的性能有关。例如（1）零件内部存在着应力集中，当受到外界作用的最大冲击后，继续使用就可能逐渐发生裂纹；（2）摩擦副的磨损过程引起渐进性故障，而外界的磨粒会引起突发性故障。(二)按故障表现形式分1．功能故障机械设备应有的工作能力或特性降低，不能工作，即丧失了它应有的功能，称功能故障。这类故障可通过操作者的直接感受或测定其输出参数而判断。例如关键零件坏了、精度丧失、传动效率降低，速度达不到标准值，使整机不能工作；生

7、产率达不到规定的指标等。2．潜在故障故障逐渐发展，但尚未在功能方面表现出来，却又接近萌发的阶段。当这种情况能够鉴别时，即认为也是一种故障现象，称潜在故障。例如零件在疲劳破坏过程中，其裂纹的深度接近于允许的临界值时，便认为存在潜在故障。(三)根据故障产生的原因分1．人为故障由于在设计、制造、大修、使用、运输、管理等方面存在问题，使机械设备过早地丧失了它应有的功能，称人为故障。分为：①错用性故障，这是指机械设备没有按照原设计规定的条件运转，超载、超速、超时，工作条件发生未料及的恶化等原因导致的故障。②固有薄弱性故障，它来源于机械设备本身，如设计不当

8、、制造工艺差、材料低劣等，是固有薄弱性环节构成故障隐患或故障诱发因素。2．自然故障机械设备在其使用和保有期内，因受到外部或内部各种不同的自然因素影响而