设备状态监测与故障诊断技术教学课件林英志PPT 03-设备故障诊断的技术基础.ppt

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1、设备状态监测与故障诊断技术主讲人：林英志第三章设备故障诊断的技术基础学习目标：机械振动状态监测与故障诊断技术在理论上和方法上都很成熟，它涉及很多学科知识。本章介绍设备故障诊断特别是振动诊断的技术基础，要求熟悉设备故障诊断技术的内容，掌握设备故障信息获取和检测方法的框架知识，了解设备故障常用的三种评定标准及相对判断标准的制定方法，熟悉故障诊断中的信号处理。傅里叶变换在故障诊断的信号处理中占有核心的地位，必须使学生理解这一重要理论基础。第一节设备故障诊断技术的内容设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三个方面。被测设备获取检测信号设备特征信息诊断决策设备允

2、许参数故障确定趋势分析图3-1设备诊断过程框图对比信号采集信号处理状态识别一、设备故障信息的获取方法1．直接观测法（感性认知）★用耳朵听（听觉）→采取听棒、螺丝刀等工具★用眼睛看（视觉）→有无缺件、变形、磨损、泄漏等情况★用手摸（触觉）→振动、温度、泄漏点等情况★用鼻子闻（嗅觉）→有无胶糊味，如电机过热的绝缘漆味★当然，还有向操作者问→故障情况★这与中医的“望、闻、问、切”有异曲同工之妙第二节设备故障的信息获取和检测方法2．量化管理★用仪器测（将人的五官延伸到仪器上）⑴参数测定法根据设备运行的各种参数的变化来获取故障信息是广泛应用的一种方法。因为机器运行时由于各部

3、件的运动必然会有各种信息，这些信息参数可以是温度、压力、振动、或噪声等，它们都能反映机器的工作状态。⑵磨损残渣测定法测定机器零部件如轴承、齿轮、活塞环等的磨损残渣在润滑油中的含量，即润滑油液分析，也是一种有效的获取故障信息的方法。⑶设备性能指标的测定设备性能包括整机及零部件性能。二、设备故障的检测方法1．振动和噪声的故障检测★振动法★特征分析法★模态分析与参数识别法★冲击能量与冲击脉冲测定法★声学法2．材料裂纹及缺陷损伤的故障检测★超声波探伤法★射线探伤法★渗透探伤法★磁粉探伤法★涡流探伤法★激光全息检测法★微波检测技术★声发射技术3．设备零部件材料的磨损及腐蚀故

4、障检测这类故障除采用上述无损检测中的超声探伤法外尚可应用下列方法：★光纤内窥技术★油液分析技术4．工艺参数（温度、压力、流量等）变化引起的故障检测一、判断标准为了对设备的状态作出判断，判断是否存在故障及故障的程度如何，必须对表征机器状态的测量值与规定的标准值进行比较。常用的有三种判断标准，即绝对判断标准、相对判断标准以及类比判断标准。1．绝对判断标准它要求在设备的同一部位或按一定的要求测得的表征机器设备状态的值与某种相应的判断标准相比较，以评定设备的状态。第三节设备故障的评定标准设备状态的另一种振动评价标准2．相对判断标准在设备运行状态比较良好的时候（新安装好或大

5、修后能够确认工作状态良好时）用测振仪连续对确定的测点进行多次测量（最好能测20次以上，每次测量最好能间隔一段时间，传感器也应取下后再放上）。然后计算其平均值。常用的平均方法先求出N次测量的算术平均值Vm=(V1+V2+…+VN)／N报警限VT为算术平均值Vm的3～10倍，即Vt=K·Vm,K=3～10计算N次测量的算术平均值Vm和均方根值Vs:Vm=(V1+V2+…+VN)／NVs=(V1-Vm)2+(V2-Vm)2+...+(Vn-Vm)2／N另一种平均方法测量报警限Vt=Vm+kVs,k=2～5k根据设备的使用环境、工况变化范围、对设备振动的要求严格程度、设备

6、的价格等来确定。需要说明的是，每次测量时的工况（如负载，转速等）应尽可能一致，并在以后的监测中也尽可能在该工况下测量。3．类比判断标准若有数台机型、规格均相同的设备，在相同工况和使用环境下对它们进行测定，经过相互比较作出判断，用这种方法对机器设备的状态进行评定而制订的标准称作类比判断标准。需要指出的是，在实践中，常将相对判断标准与类比判断标准两者结合制定统一的标准，而上述相对判断标准的制定方法也仅供参考，在实践中亦可以具体情况具体分析，请参见第六章第四节。二、旋转机械的绝对判断标准评定机器振动状态的物理量可以是：★振动加速度——在航空工业上习惯用振动加速度来评定，

7、因航空结构振动频率较高，且通过加速度测量可以了解构件所受力的情况。★振动速度——对于轴承座，国际上规定用振动烈度（振动速度的有效值）作为评定的物理量，因为振动烈度反映了振动能量的大小，用振动烈度表示可以从能量观点直接反映振动物体的动强度。★振动位移——对于地面的旋转机械如汽轮发电机组、压缩机组等则以振动位移作为评定的物理量，因用位移量可以更直观、更直接地了解转子的运动情况。一、测量信号1．测量信号分类动态信号确定性信号随机信号周期信号非周期信号平稳信号非平稳信号简谐复杂周准周期瞬态各态历非各态历调制型非一般非平稳信号期信号信号信号经信号经信号平稳信号随机信号第四节

8、故障诊断中