(完整版)《设备故障诊断-沈庆根》知识点汇总
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1参考答案教材设备故障诊断沈庆根、郑水英化学工业出版社2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1 第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容答机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。
第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息即信号采集。
采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理去除无用信息提取能反映设备状态的有用信息称为特征信息从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态这部分内容称为状态监测它包含了信号采集和信号处理。
第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别利用专家的知识和经验像医生诊断疾病那样诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因这部分内容称为故障诊断。
第三部分称为诊断决策根据诊断结论采取控制、治理和预防措施。
在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。
有些机械设备由于结构复杂影响因素众多或者对故障形成的机理了解不够也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。
由此可见设备诊断技术所包含的内容比较广泛诸如设备状态参数力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等的监测状态特征参数变化的辨识机器发生振动和机械损伤时的原因分析故障的控制与防治机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等都属于设备故障诊断的范畴。
1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。
答1、可以带来很大的经济效益。
①采用故障诊断技术可以减少突发事故的发生从而避免突发事故造成的损失带来可观的经济效益。
②采用故障诊断技术可以减少维修费用降低维修成本。
2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。
故障诊断涉及多方面的科学知识诊断工作的深入开展必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。
2 第2章故障诊断的信号处理方法2.1 信号特征的时域提取方法包括哪些答信号特征的时域提取方法包括平均值、均方根值、有效值、峰值、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、偏度指标或歪度指标、偏斜度指标、峭度指标。
1。
1.设备故障诊断的含义设备故障诊断是指应用现代测试分析手段和诊断理论方法,对运行中的机械设备出现故障的机理、原因、部位和故障程度进行识别和诊断,并且根据诊断结论,确定设备的维修方案和防范措施。
1。
2。
设备故障诊断的过程信号采集→信号处理→故障诊断→诊断决策→故障防治与控制1。
3。
设备故障诊断的特性多样性、层次性、多因素相关性、延时性、不确定性1.4.三种维修制度事后维修(故障维修)、定期维修(计划维修)、状态监测维修(预知性维修)1.5设备故障的类型有哪些①结构损伤性故障(裂纹、磨损、腐蚀、变形、断裂、剥落和烧伤)②运动状态劣化性故障(机械位置不良、刚性不足、摩擦、流体激振、非线性的谐波共振)1.6设备故障诊断的功能①不停机不拆卸的状态下检测②可预测设备的可靠性程度③确定故障来源,提出整改措施1.7。
设备状态监测与故障诊断的技术和方法振动信号监测诊断技术(普遍性、信息量丰富、易处理与分析)声信号监测诊断技术(声音监听法、频谱分析法、声强法)温度信号监测诊断技术润滑油的分析诊断技术其他无损检测诊断技术1。
8。
设备故障状态的识别方法信息比较诊断法、参数变化诊断法、模拟试验诊断法、函数诊断法、故障树分析诊断法、模糊诊断法、神经网络诊断法、专家系统2。
1信号的含义和分类信号是表征客观事物状态或行为信息的载体分类:确定性信号与非确定性信号;连续信号和离散信号;能量信号和功率信号;时限与频限信号2.2.信号时域分解直流分量和交流分量脉冲分量实部分量和虚部分量正交函数分量2.3。
信号的时域统计均值均方值方差2.4.时域相关分析相关系数:2.5.频谱分析法利用傅里叶变换的方法对振动的信号进行分解,并按频率顺序展开,使其成为频率的函数,进而在频率域中对信号进行研究和处理的一种过程,称为频谱分析2。
6。
振动监测的基本参数振幅、频率、相位2。
7.旋转机械常用的振动信号处理图形轴心轨迹:轴颈中心相对于轴承座在轴线垂直平面内的运动轨迹转子振型:转子轴线上各点的振动位移所连成的一条空间曲线轴颈涡动中心位置:在滑动轴承中,轴颈中心在激扰力作用下是绕着某一中心点运动的波特图:描述转子振幅和相位随转速变化的关系曲线,纵坐标为振幅和相位,横坐标为转子的转速或转速频率极坐标图:把转子的振幅与相位随转速的变化关系用极坐标的形式表示出来(直观,方便,清晰,抗干扰)三维坐标图(级联图、瀑布图):随转速上升,机械振动的基础幅指上升阶比谱分析:将频谱图上横坐标的每个频率值除以某个参考频率值(读数清晰、周期采样、精度高)3。
9月19日1.机械故障诊断的特性?2.开展机械故障诊断技术的社会和经济意义?3.我国的故障维修制度?4.故障诊断技术的发展方向?解答:1.①多样性②层次性③多因素和相关性④延时性⑤不确定性(模糊性)2.(P4-6)3.(P8)4.9月20日1.机械故障的类型?2.常见的状态监测的技术和方法?3.设备故障诊断的功能和主要环节?4.浴盆曲线的特点和表述?解答:1.(P9)2.(P13-17)3.(P12)4.9月22日1.常见的设备故障状态的识别方法?2.故障树分析法是如何定义的?3.模糊诊断的具体过程是什么?4.专家系统故障诊断方法?5.故障诊断技术成功应用的主要领域?6.影响设备故障诊断成功率的主要因素?解答:1.(P17-23)2.(P19)3.(P22)4.(P25)5.国内故障技术的应用是20世纪80年代初开始,首先由部分高等院校和位开展设备诊断技术的技术交流,理论研究和实际应用。
随后爱一些大型企业内相继建立起状态监测与故障诊断的组织机构,对关键设备配置多种检测与诊断仪器或系统,多种多样的监测仪器和诊断系统为设备故障诊断技术的开展提供了强有力的手段。
故障诊断技术在企业内的推广应用,使企业收到明显的经济效益,一些大型的流程工业,大修间隔时间大大延长,而设备的故障率却明显下降。
已有不少企业的关键设备能够达到长周期,满负荷运行。
6.(P25)9月26日1.试定义能量信号、功率信号、时限和频限信号?2.什么是相关函数?相关函数有什么性质?主要用途有哪些?3.设一信号x (t ),)c o s()c o s ()(222111θωθω+++=t A t A t x 求该信号的自相关函数?4.已知信号的自相关函数 )cos()(x ωττA R =求出该信号的均方值和均方根值?解答:1.(P29)2.(P34);主要用途:自相关分析的主要应用:用来检测混淆在干扰信号中的确定性周期信号成分。
互相关分析的主要应用:滞后时间确定、信号源定位、测速、测距离。
生产设备维修知识点总结1. 定期保养生产设备的定期保养非常重要,可以保证设备的正常运转和延长设备的使用寿命。
定期保养包括清洁设备表面,检查设备的油润滑情况,更换磨损的零部件,调整设备的工作参数等。
定期保养可以减少设备故障的发生,提高设备的可靠性和稳定性。
2. 设备故障诊断在生产设备出现故障时,及时进行故障诊断是非常重要的。
首先要对设备进行全面的检查,找出故障的原因。
故障的原因可能是设备的磨损,设备的老化,设备的设计缺陷等。
只有找到故障的原因,才能进行有效的维修。
3. 设备维修技术设备维修技术非常重要,它包括对设备进行修理,更换零部件,调整设备参数等。
设备维修技术需要掌握设备原理,机械知识,电气知识,液压知识等。
只有具备全面的维修技术,才能进行有效的维修。
4. 维修工具在进行设备维修时,需要使用各种维修工具,如扳手,螺丝刀,钳子,压力表,温度计等。
正确使用维修工具可以有效提高维修效率,降低维修成本。
5. 安全注意事项在进行设备维修时,安全非常重要。
需要注意设备的停机与排气,设备的断电与接地,设备的防护与可靠等。
只有保证维修安全,才能进行有效的维修。
6. 预防性维护预防性维护是生产设备维修的一个重要方面。
预防性维护是指在设备没有出现故障之前,通过定期的检查和保养,提前发现问题,预防故障的发生。
只有进行预防性维护,才能够有效避免因设备故障而造成的停机和损失。
7. 错误维修处理在进行设备维修时,可能会出现错误维修处理。
错误维修处理可能会导致设备故障更加严重。
正确处理错误维修处理,尽快找出原因进行修复,以避免造成更多的损失。
8. 备件管理备件管理包括备件的采购,备件的保管,备件的使用等。
合理的备件管理可以保证设备维修的及时进行,设备故障的快速修复,减少设备停机时间。
9. 维修记录设备维修时,要及时记录维修过程,记录维修时间,维修人员,维修内容,维修成本等。
维修记录可以帮助了解设备的维修情况,分析设备故障的原因,为今后的设备维修提供参考。
1.1.设备故障诊断的含义设备故障诊断是指应用现代测试分析手段和诊断理论方法,对运行中的机械设备出现故障的机理、原因、部位和故障程度进行识别和诊断,并且根据诊断结论,确定设备的维修方案和防范措施。
1.2.设备故障诊断的过程信号采集→信号处理→故障诊断→诊断决策→故障防治与控制1.3.设备故障诊断的特性多样性、层次性、多因素相关性、延时性、不确定性1.4.三种维修制度事后维修(故障维修)、定期维修(计划维修)、状态监测维修(预知性维修)1.5设备故障的类型有哪些①结构损伤性故障(裂纹、磨损、腐蚀、变形、断裂、剥落和烧伤)②运动状态劣化性故障(机械位置不良、刚性不足、摩擦、流体激振、非线性的谐波共振)1.6设备故障诊断的功能①不停机不拆卸的状态下检测②可预测设备的可靠性程度③确定故障来源,提出整改措施1.7.设备状态监测与故障诊断的技术和方法振动信号监测诊断技术(普遍性、信息量丰富、易处理与分析)声信号监测诊断技术(声音监听法、频谱分析法、声强法)温度信号监测诊断技术润滑油的分析诊断技术其他无损检测诊断技术1.8.设备故障状态的识别方法信息比较诊断法、参数变化诊断法、模拟试验诊断法、函数诊断法、故障树分析诊断法、模糊诊断法、神经网络诊断法、专家系统2.1信号的含义和分类信号是表征客观事物状态或行为信息的载体分类:确定性信号与非确定性信号;连续信号和离散信号;能量信号和功率信号;时限与频限信号2.2.信号时域分解直流分量和交流分量脉冲分量实部分量和虚部分量正交函数分量2.3.信号的时域统计均值均方值方差2.4.时域相关分析相关系数:2.5.频谱分析法利用傅里叶变换的方法对振动的信号进行分解,并按频率顺序展开,使其成为频率的函数,进而在频率域中对信号进行研究和处理的一种过程,称为频谱分析2.6.振动监测的基本参数振幅、频率、相位2.7.旋转机械常用的振动信号处理图形轴心轨迹:轴颈中心相对于轴承座在轴线垂直平面内的运动轨迹转子振型:转子轴线上各点的振动位移所连成的一条空间曲线轴颈涡动中心位置:在滑动轴承中,轴颈中心在激扰力作用下是绕着某一中心点运动的波特图:描述转子振幅和相位随转速变化的关系曲线,纵坐标为振幅和相位,横坐标为转子的转速或转速频率极坐标图:把转子的振幅与相位随转速的变化关系用极坐标的形式表示出来(直观,方便,清晰,抗干扰)三维坐标图(级联图、瀑布图):随转速上升,机械振动的基础幅指上升阶比谱分析:将频谱图上横坐标的每个频率值除以某个参考频率值(读数清晰、周期采样、精度高)3.1旋转机械的故障类型有哪些①转自不平衡②转子不对中③滑动轴承故障④转子摩擦⑤浮动环密封故障3.2转子不平衡的概念转子受材料质量、加工、装配以及运行中多种因素的影响,其质量中心和旋转中心线中间存在一定量的偏心距,使得转子在工作时形成周期性的离心力干扰,在轴承上产生动载荷,从而引起机器振动的现象不平衡产生的离心力大小3.3转子不平衡振动的故障特征①不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动,在转子径向测点上得到的频谱图,转速频率成分具有突出的峰值②单纯的不平衡振动,转速频率的高次谐波幅值很低,因此在时域上的波形是一个正弦波③转子的轴心轨迹形状基本上为一个圆或者椭圆,这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头,其信号相位差接近90°④转子的进动方向为同步正进动⑤除了悬臂转子外,对于普通两端支撑的转子,不平衡在轴向上的振幅一般不明显⑥转子振幅对转速变化很敏感,转速下降,振幅将明显下降3.4转子不平衡振动的原因①固有质量不平衡(设计错误、材料缺陷、加工与装配误差、动平衡方法不正确)②转子运行中的不平衡(转子弯曲、转子平衡状态破坏)3.5怎样区别转子弯曲不平衡和质量不平衡①振幅随转速的变化:质量不平衡与转速之间按照固定的关系式变化,弯曲的没有固定的②相位随转速的变化:质量的相位处于变动中,弯曲的基本不变③振幅随负荷变化:质量的振动不随负荷变化,弯曲的会3.6转子不对中故障的特征①改变了轴承中的油膜压力②轴承的振动幅值随转子负荷的增大而增高③平行不对中主要引起径向振动④不对中使刚性联轴节两侧的转子振动产生相位差⑤从振动频率上分析,不同类型的转子和不同形式的不对中情况引起的振动频率是不相同的⑥大型涡轮机械上多跨转子的不对中,一般伴随有其他故障因素,因而振动情况更为复杂⑦转子之间的不对中,由于在轴承不对中方向上产生了一个预加载荷,轴颈运动的轴心轨迹形状为椭圆形,随着预加载荷的增大,轨迹形状将变为香蕉形、“8”字形或外圈中产生一个内圈等形状3.7转子不对中故障的原因①初始安装对中超差②冷态对中时没有正确估计各个转子中心线的热态升高量,工作时出现主动转子与从动转子动态对中不良③轴承架热膨胀不均匀④管道力作用⑤机壳变形或移位⑥地基不均匀下沉⑦基础变形⑧转子弯曲,同时产生不平衡和不对中故障3.8不对中故障的监测方法①静态检测法(打表发、激光对中法、联轴节表面状态检测法)②动态监测法(振动诊断法、激光对中法、Dodd棒测量法、电涡流绝对值测量法、轴承油膜压力测量法)3.9滑动轴承常见故障的原因和防治措施①巴氏合金松脱(重新浇注)②轴承异常磨损、刮伤、拉毛(轴承装配缺陷、轴承加工误差、转子发生大振动、止推轴承设计误差、供油系统问题)③轴承疲劳(轴承比压合适、轴承间隙合适、用薄的巴氏合金、控制轴瓦温度)④轴承腐蚀⑤轴承气蚀⑥轴承壳体松动⑦轴承间隙不适当⑧轴承温度过高3.10油膜振荡的概述高速滑动轴承的一种特有故障,由油膜力产生的自激振动,转子发生油膜振荡时输入的能量很大,足以引起转子轴承系统零部件的损坏3.11油膜振荡的机理和特点是轴颈涡动运动与转子自振频率相吻合时发生的大幅度共振现象,其特点往往是来势很猛,瞬时间振幅突然升高,很快发生局部油膜破裂,引起轴颈与轴瓦之间摩擦,发出强烈的吼叫声,将严重损坏轴承和转子3.12轴承发生油膜振荡的故障特征①油膜振荡是一种自激振动,维持振动的能量是由轴本身在旋转中产生,它不受外部激励力的影响②高速轻载转子,发生油膜振荡的转速总是高于转子系统的一阶临界转速二倍以上③油膜振荡是一种非线性的油膜共振④轴心轨迹形状紊乱、发散,很多不规则的轨迹叠加成花瓣形状⑤由于转子发生激烈的自激振动,引起轴承油膜破裂,因而会同时发生轴颈和轴瓦的碰撞摩擦,时而发生巨大的吼叫声⑥惯性现象:当转子转速一旦进入油膜共振区,升高转速,振荡频率不变,振幅并不下降3.13油膜不稳定的防止措施①避开油膜共振区域②增加轴承比压③减小轴承间隙④控制适当的轴瓦预负荷⑤选用抗振性好的轴承⑥调整油温4.1往复式压缩机的故障类型与故障原因①压缩机热力参数异常(排气量降低、吸排气压力不正常、温度不正常、工况的改变、油路故障)②压缩机主要零部件的机械故障(气阀故障、活塞杆断裂、连杆螺栓断裂、曲轴断裂、活塞卡住、咬住或撞裂)③压缩机故障振动/动力学故障(曲柄连杆机构的运动惯性力、压缩机故障振动(汽缸、机体和基础振动)和不正常声音(运动机构、汽缸、吸气阀、排气阀故障)4.2气阀故障的形式①阀片损坏②弹簧折断③气阀漏气4.3气阀故障监测和诊断的方法①阀盖安装传感器获得振动信号或噪声信号②在阀室安装位移传感器监测阀片运动规律信号③用P-V示功图监测④测量吸、排气腔内的脉动压力和温度变化4.4压力脉动给压缩机带来哪些不利影响①可能使压缩机的指示功率增加②降低气阀的使用寿命③使得排气量增大或者减小④破坏安全阀的严密性⑤引起管道和设备的振动4.5管道压力脉动的防治措施①采用合理的吸排气顺序②装设缓冲器③装设声学滤波器④装设孔板⑤配置合适的集气管⑦避免管道中气流方向和流速的突变4.6管道机械共振的原因气流压力脉动引起气柱共振以及任何一种激振力4.7管道机械共振的诊断方法①测试方法②计算方法4.8管道机械共振的防治措施①改变支撑条件②采用动力减振器5.1齿轮常见的故障①齿的断裂(疲劳断裂和过负荷断裂)②齿的磨损(粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损)③齿面疲劳(点蚀、剥落)④齿面擦伤和划痕5.2齿轮主要的常规激励和故障激励①刚度激励②传动误差(制造误差、装配误差、轮齿损伤误差、外部激励误差)③啮合冲击④节线冲击5.3齿轮故障的特征①啮合频率及其谐波成分②幅值调制和频率调制所形成的边频带③由齿轮转速频率的低次谐波所构成的附加脉冲④由齿轮加工误差形成的隐含成分5.4倒频谱的含义功率谱对数的功率谱(傅里叶逆变换),即把时间信号x(t)的功率谱函数G(f)取对数,再进行傅里叶变换,其表达式为5.5倒频谱的优点①有效的提取和识别频谱上的周期成分②受传输途径的影响很小5.6齿轮故障的诊断方法①细化谱分析法②倒频谱分析法③时域同步平均法④自适应消噪技术(振动信号诊断)⑤噪声诊断6.1为什么说滚动轴承是最易损坏的承受冲击的能力差,在冲击载荷下容易发生故障、滚动轴承在滚动体上的载荷分布不均匀,在载荷线下面的一个滚动体受力最大,内圈和外圈上各点所受的应力和应力循环次数不同6.2滚动轴承的故障形式转速n<1r/min————塑性变形转速n>10r/min————疲劳剥落(点蚀)、磨粒磨损、裂纹和断裂、压痕、腐蚀、电蚀、胶合(粘着)、微动磨损、烧损6.3滚动轴承故障的检测方法根据轴承的振动和声音检测根据轴承的温度或润滑油的温度检测根据轴承的磨损颗粒检测根据轴承的间隙变化检测根据轴承中的油膜电阻变化检测6.4引起滚动轴承振动的原因外部激励因素:转子的不平衡、不对中、流体激励、结构共振等震动传递本身内部原因:Ⅰ由于轴承结构本身引起的振动①滚动体通过载荷方向产生的振动②套圈的固有振动③轴承弹性特性引起的振动Ⅱ由于轴承形状和精度问题引起的振动①套圈、滚道和滚动体波纹度引起的振动②滚动体大小不均匀和内外圈偏心引起的振动Ⅲ由于轴承使用不正当或装配不正确引起的振动①滚道接触表面局部性缺陷引起的振动②润滑不良,由摩擦引起的振动③装配不正确,轴颈偏斜产生的振动6.5轴承故障引发的激振力有哪些①波形随机,杂乱无章②激励力为尖峰形的脉冲波③激励稳态,成正弦波6.6轴承振动信号中频率域的特点①频谱具有宽频带特性,并且随着缺陷的种类、形状、轴承尺寸和转速而变化三频段:0~20kHz,转子和轴承的故障特性频率(不对中、不平衡)20~60kHz,轴承其他元件的固有频率大于60kHz,属于声发射范围(润滑不良、胶合、剥落裂纹)6.7轴承故障振动检测技术和诊断方法①低频信号接收法②冲击脉冲法(SP M)③共振解调法④光纤传感器技术⑤电涡流传感器技术7.1油样分析技术的概述通过对油液的采样和分析处理,取得设备各摩擦副的磨损状况信息,从而对设备所处工作状态作出科学的判断。
故障诊断重点Northeastern University机械工程与自动化学院机械设计及理论实用机械振动分析与预知维修Author:Seven文档说明:本文档个人记录了实用机械振动分析与预知维修的知识点和重点,希望对大家有所帮助。
同时感谢在数控机床、可靠性与故障诊断方向工作的前辈们。
November4,2012Contents1预知维修基础22振动基础3 3数据采集4 4信号处理、应用和描述6 5实用振动分析的机械故障诊断8 6振动预知修正10 7油样和微粒分析其他预知维修技术128附录138.1尖峰能量法 (13)Chapter1预知维修基础本章不作为考查内容,但是应该知道四种维修体制(事后维修、定期维修、视情维修、防护维修)及其基本概念,各种维修方案的选用依据。
考试建议:1.建议携带PPT与教材?实用机械振动分析与预知维修?,在PPT 进行页码排序,共70页。
2.文中P表述书籍页码,T表示PPT的页码。
3.可以携带?设备故障诊断(沈庆根编著)?,?测试技术(王明赞编著)?,机械振动(张义民编著)?三本书籍,以备不时之需。
4.文中只是列举出了重点的PPT位置,或者是书上解释不详尽的位置。
Chapter 2振动基础本章主要是对于概念的考察和理解。
主要使用?实用机械振动分析与预知维修?课本作答。
本章知识重点总结如下:1.质量――弹性系统的三个基本性质,抵抗系统振动的固有性质P9。
(T4)(可联系共振点分析),振动的性质――频率,波长等P13。
2.转子系统响应分析。
(T4)3.振动的术语:波峰系数,波形系数,峭度等P16。
波形系数:波形的有效值与波形的平均值之比。
峭度:K 是反映振动信号分布特性的数值统计量,是归一化的4阶中心矩(峭度系数=1n ∑?(x i ?μ)4σ4)。
峭度指标是无量纲参数,由于它与轴承转速、尺寸、载荷等无关,对冲击信号特别敏感,特别适用于表面损伤类故障、尤其是早期故障的诊断。
设备故障与维修知识点总结设备故障是我们在工作和生活中经常遇到的问题之一。
无论是家用电器、办公设备还是工业设备,都可能出现各种故障。
正确地进行设备维修,不仅可以提高设备的使用寿命,还能保证工作的正常进行。
下面,本文将结合一些常见的设备故障案例,总结一些设备维修的知识点,以供读者参考。
一、电器设备故障与维修1. 电源故障电源问题是电器设备故障的常见原因之一。
当电器设备无法正常开启或者频繁断电时,需要首先检查电源插头是否插紧、电源线是否破损等。
如果以上问题都排除,可以考虑更换电源线或电源适配器。
2. 设备无法启动有时候,电器设备无法启动可能是由于主板故障引起的。
这时候可以尝试重启设备,如果问题依然存在,可以将设备拆开,检查主板上的电容、电阻等元件是否出现明显的损坏,如有必要,可以更换故障元件。
3. 噪音过大在使用电器设备的过程中,如果发现设备运行时有异常的噪音,可能是由于电机或风扇等部件故障引起的。
此时应该停止使用设备,并检查相应部件是否损坏,如有必要,可以更换损坏部件。
4. 设备过热当设备长时间运行后,如果设备出现过热的现象,可能是由于风道或散热片等部件堵塞引起的。
此时需要清理设备散热部件,使其通风良好。
二、机械设备故障与维修1. 噪音和振动机械设备在工作时,如果出现异常的噪音和振动,很可能是由于轴承故障引起的。
这时候可以拆卸设备,检查轴承是否有磨损或者松动,如有必要,可以更换轴承。
2. 润滑不良机械设备在使用一段时间后,可能出现润滑不良的现象。
这时候需要检查设备的润滑系统,如润滑油是否充足,润滑点是否有杂质等。
如果润滑系统正常,可以考虑更换润滑油或进行清洗维护。
3. 电路故障一些机械设备在工作时,可能会出现电路故障,例如电机无法启动、控制面板不显示等。
这时候需要检查设备的电路板,如有必要,可以使用万用表等仪器对电路进行测量,找出故障点并进行修复。
三、汽车故障与维修1. 电池故障汽车电池是汽车启动的关键,如果汽车无法启动,很可能是电池故障引起的。
设备故障诊断基础知识:振动、噪声、温度、探伤一、描述故障的特征参量1、设备或部件的输出参数设备的输出与输入的关系以及输出变量之间的关系都可以反映设备的运行状态。
2、设备零部件的损伤量变形量、磨损量、裂纹以及腐蚀情况等都是判断设备技术状态的特征参量。
3、设备运转中的二次效应参数主要是设备在运行过程中产生的振动、噪声、温度、电量等。
设备或部件的输出参数和零部件的损伤量都是故障的直接特征参量。
而二次效应参数是间接特征参量。
使用间接特征参量进行故障诊断的优点是,可以在设备运行中并且无需拆卸的条件下进行。
不足之处是间接特征参量与故障之间的关系不是完全确定的。
二、故障诊断的实施过程1、状态监测通过传感器采集设备在运行中的各种信息,将其转变为电信号或其它物理量,再将获取的信号输入到信号处理系统进行处理。
2、分析诊断根据监测到的能够反映设备运行状态的征兆或特征参数的变化情况或将征兆与模式进行比较,来判断故障的存在、性质、原因和严重程度以及发展趋势。
3、治理预防根据分析诊断得出的结论确定治理修正和预防的办法。
状态监测是故障诊断的基础和前提;故障诊断是对监测结果的进一步分析和处理,诊断是目的。
三、振动测量根据能否用确定的时间关系函数来描述,振动分为确定性振动和随机振动。
1、振动的基本参数•振幅:振动体或质点距离平衡位置的幅度。
•频率:每秒振动的次数,用HZ表示。
•周期:振动一次所需要的时间,频率和周期互为倒数。
•相位:表示振动部分相对与其他振动部分或固定部分所处的位置。
2、振动位移对时间的一阶导数是速度、速度对时间的一阶导数是加速度。
加速度对时间积分得速度、速度对时间积分得位移。
因此,位移、速度、加速度这三者,只要测得其中之一,即可通过微分积分的关系求出另外的两个物理量。
3、常用的测振传感器(结构和应用)压电加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的,压电式加速度计无需外电源,属于能量转换型传感器。
它由压紧弹簧、质量块、压电晶片和基座等部分组成,其中,压电晶片是加速度计的核心。
现场设备维修知识点汇总现场设备维修是一项重要的技术工作,不仅涉及到设备运行和生产效率的稳定,也关系到人员安全和资产保值。
本文将汇总一些常见的现场设备维修知识点,以帮助读者快速了解和处理维修问题。
1. 设备故障诊断设备故障诊断是维修的第一步,准确的诊断有助于减少维修时间和成本。
常见的故障诊断方法包括观察和检查设备是否有明显的损坏、听取设备运行时的声音是否正常、及时记录异常的现象和频率等。
此外,也可以借助传感器和测试仪器进行准确的测量和分析。
2. 维修工具和设备维修工作需要使用各种工具和设备,包括扳手、螺丝刀、钳子、电钻、焊接设备等。
合适的工具和设备可以提高维修的效率和质量,减少不必要的操作和风险。
因此,维修人员需要熟悉常用工具和设备的使用方法,并且保持其良好的状态和维护。
3. 常见故障及处理方法在现场设备维修中,一些常见的故障需要及时处理,以保证设备的正常运行。
例如,电路板烧毁、电机异常、传动装置损坏等。
对于这些故障,维修人员需要具备一定的专业知识和经验,能够迅速判断问题所在,并采取相应的修复措施,例如更换元件、修复连接等。
4. 安全措施现场设备维修涉及到电、气、机械等多个方面的安全问题,因此维修人员需要严格遵守相应的安全措施。
首先,需要确保断电或拆卸设备前的安全操作,以防止触电或其他事故的发生。
其次,需要穿戴合适的防护用具,例如安全帽、护目镜、安全手套等。
最后,要注意设备周围的环境,避免烟雾、化学品和其他危险品的接触。
5. 预防性维护除了现场设备发生故障时的维修,预防性维护也是非常重要的。
预防性维护包括定期检查设备的状态、清洁设备、润滑和更换部件等。
通过定期的检查和维护,可以及时发现设备的潜在问题,并在问题恶化之前进行修复,从而避免较大的故障和停机时间。
6. 数据分析和记录维修过程中的数据分析和记录对于提高维修效率和质量非常重要。
通过分析记录的数据,可以找出设备的频繁故障点,进而改进维修策略和预防措施。
设备故障诊断基础谈往复式空气压缩机故障振动诊断方法摘要:通过振动形式分析往复式空气压缩机的常见故障,可有效降低设备故障率,实现状态监测和预知维修,确保设备安全、正常、经济地运行。
关键词:往复式空气压缩机;故障;振动诊断1.前言往复式压缩机吸排气是间断性的过程,其出口管道中气体的流动不是定常的,造成出口管道中气流的压力和速度呈周期性变化,即存在气流脉动。
气流脉动不仅降低了压缩机的容积效率,造成产量下降,引起额外的功率消耗,同时更易引起管道的强烈振动,从而使管道附件,特别是管道的连接部位和管道与附件的连接部位等处发生松动和破裂,轻者造成泄漏,重则引起爆炸。
本文对振动原因进行分析并提出减振措施。
2.往复空压机的振动故障及特征分析2.1 往复空压机的故障振动往复式空气压缩机由于存在旋转惯性力、往复惯性力及力矩,将会引起机器和基础的振动。
除了这种机械运动引起的振动之外,往复压缩机由于间歇性吸气和排气,气流的压力脉动还会引起管路振动。
如果气流脉动频率恰好与气柱或管道自振频率相同,就会产生管道共振,这种共振将带来严重的后果,不仅引起压缩机和基础、管道各连接部分松动,严重时甚至会振裂管道。
2.2 往复空压机的振动分析空气压缩机的振动分为本体(含驱动机)的振动及管道的振动,本体的振动主要由其内部不平衡惯性力及力矩引起的,管道的振动主要由管道内气体压力脉动引起,由于它们之间通常是刚性连接的,因此二者又是相互影响的。
空气压缩机本体和管道的振动都是在周期性变化的扰力作用下形成的,属于受迫振动,其振动不仅与振力的大小有关,还与扰力振动频率有关(扰力值变化的频率),同时还与振动系统固有频率及振动系统自由振动的频率的接近程度有关(一般0·8~1·2倍的固有频率为共振区)。
2.2.1 往复空压机的振动分析往复压缩机为曲柄连杆机构,属于往返式机械,运转时产生往复扰力。
假定往复运动质量是mb(含活塞质量、十字质量、活塞杆质量及连杆核算到十字头的质量则往复运动的惯性为Pb=mbrω2(cosθ+λcos2θ) =pb1+pb2(1)ω=πn/30 rad/s (2)式中n———机械转速mb———往复运行质量, kgr———曲柄旋转半径θ———曲柄转角λ———连杆比,即曲柄旋转半径与连杆长度之比,通常活塞式空气压缩机的λ=0·2~0·25由式(1)可以看出,Pb由两部分组成,其中Pb1=mbrω2cosθ(N) (2)为一阶往复惯性力,其大小变化的周期等于曲柄旋转一周的时间,即以随机于转速变化;Pb2=mbrω2cos2θ(N) (3)为二阶段惯性力,其大小以二倍转速变化。
1.1.设备故障诊断的含义设备故障诊断是指应用现代测试分析手段和诊断理论方法,对运行中的机械设备出现故障的机理、原因、部位和故障程度进行识别和诊断,并且根据诊断结论,确定设备的维修方案和防范措施。
1.2.设备故障诊断的过程信号采集→信号处理→故障诊断→诊断决策→故障防治与控制1.3.设备故障诊断的特性多样性、层次性、多因素相关性、延时性、不确定性1.4.三种维修制度事后维修(故障维修)、定期维修(计划维修)、状态监测维修(预知性维修)1.5设备故障的类型有哪些①结构损伤性故障(裂纹、磨损、腐蚀、变形、断裂、剥落和烧伤)②运动状态劣化性故障(机械位置不良、刚性不足、摩擦、流体激振、非线性的谐波共振)1.6设备故障诊断的功能①不停机不拆卸的状态下检测②可预测设备的可靠性程度③确定故障来源,提出整改措施1.7.设备状态监测与故障诊断的技术和方法振动信号监测诊断技术(普遍性、信息量丰富、易处理与分析)声信号监测诊断技术(声音监听法、频谱分析法、声强法)温度信号监测诊断技术润滑油的分析诊断技术其他无损检测诊断技术1.8.设备故障状态的识别方法信息比较诊断法、参数变化诊断法、模拟试验诊断法、函数诊断法、故障树分析诊断法、模糊诊断法、神经网络诊断法、专家系统2.1信号的含义和分类信号是表征客观事物状态或行为信息的载体分类:确定性信号与非确定性信号;连续信号和离散信号;能量信号和功率信号;时限与频限信号2.2.信号时域分解直流分量和交流分量脉冲分量实部分量和虚部分量正交函数分量2.3.信号的时域统计均值均方值方差2.4.时域相关分析相关系数:2.5.频谱分析法利用傅里叶变换的方法对振动的信号进行分解,并按频率顺序展开,使其成为频率的函数,进而在频率域中对信号进行研究和处理的一种过程,称为频谱分析2.6.振动监测的基本参数振幅、频率、相位2.7.旋转机械常用的振动信号处理图形轴心轨迹:轴颈中心相对于轴承座在轴线垂直平面内的运动轨迹转子振型:转子轴线上各点的振动位移所连成的一条空间曲线轴颈涡动中心位置:在滑动轴承中,轴颈中心在激扰力作用下是绕着某一中心点运动的波特图:描述转子振幅和相位随转速变化的关系曲线,纵坐标为振幅和相位,横坐标为转子的转速或转速频率极坐标图:把转子的振幅与相位随转速的变化关系用极坐标的形式表示出来(直观,方便,清晰,抗干扰)三维坐标图(级联图、瀑布图):随转速上升,机械振动的基础幅指上升阶比谱分析:将频谱图上横坐标的每个频率值除以某个参考频率值(读数清晰、周期采样、精度高)3.1旋转机械的故障类型有哪些①转自不平衡②转子不对中③滑动轴承故障④转子摩擦⑤浮动环密封故障3.2转子不平衡的概念转子受材料质量、加工、装配以及运行中多种因素的影响,其质量中心和旋转中心线中间存在一定量的偏心距,使得转子在工作时形成周期性的离心力干扰,在轴承上产生动载荷,从而引起机器振动的现象不平衡产生的离心力大小3.3转子不平衡振动的故障特征①不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动,在转子径向测点上得到的频谱图,转速频率成分具有突出的峰值②单纯的不平衡振动,转速频率的高次谐波幅值很低,因此在时域上的波形是一个正弦波③转子的轴心轨迹形状基本上为一个圆或者椭圆,这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头,其信号相位差接近90°④转子的进动方向为同步正进动⑤除了悬臂转子外,对于普通两端支撑的转子,不平衡在轴向上的振幅一般不明显⑥转子振幅对转速变化很敏感,转速下降,振幅将明显下降3.4转子不平衡振动的原因①固有质量不平衡(设计错误、材料缺陷、加工与装配误差、动平衡方法不正确)②转子运行中的不平衡(转子弯曲、转子平衡状态破坏)3.5怎样区别转子弯曲不平衡和质量不平衡①振幅随转速的变化:质量不平衡与转速之间按照固定的关系式变化,弯曲的没有固定的②相位随转速的变化:质量的相位处于变动中,弯曲的基本不变③振幅随负荷变化:质量的振动不随负荷变化,弯曲的会3.6转子不对中故障的特征①改变了轴承中的油膜压力②轴承的振动幅值随转子负荷的增大而增高③平行不对中主要引起径向振动④不对中使刚性联轴节两侧的转子振动产生相位差⑤从振动频率上分析,不同类型的转子和不同形式的不对中情况引起的振动频率是不相同的⑥大型涡轮机械上多跨转子的不对中,一般伴随有其他故障因素,因而振动情况更为复杂⑦转子之间的不对中,由于在轴承不对中方向上产生了一个预加载荷,轴颈运动的轴心轨迹形状为椭圆形,随着预加载荷的增大,轨迹形状将变为香蕉形、“8”字形或外圈中产生一个内圈等形状3.7转子不对中故障的原因①初始安装对中超差②冷态对中时没有正确估计各个转子中心线的热态升高量,工作时出现主动转子与从动转子动态对中不良③轴承架热膨胀不均匀④管道力作用⑤机壳变形或移位⑥地基不均匀下沉⑦基础变形⑧转子弯曲,同时产生不平衡和不对中故障3.8不对中故障的监测方法①静态检测法(打表发、激光对中法、联轴节表面状态检测法)②动态监测法(振动诊断法、激光对中法、Dodd棒测量法、电涡流绝对值测量法、轴承油膜压力测量法)3.9滑动轴承常见故障的原因和防治措施①巴氏合金松脱(重新浇注)②轴承异常磨损、刮伤、拉毛(轴承装配缺陷、轴承加工误差、转子发生大振动、止推轴承设计误差、供油系统问题)③轴承疲劳(轴承比压合适、轴承间隙合适、用薄的巴氏合金、控制轴瓦温度)④轴承腐蚀⑤轴承气蚀⑥轴承壳体松动⑦轴承间隙不适当⑧轴承温度过高3.10油膜振荡的概述高速滑动轴承的一种特有故障,由油膜力产生的自激振动,转子发生油膜振荡时输入的能量很大,足以引起转子轴承系统零部件的损坏3.11油膜振荡的机理和特点是轴颈涡动运动与转子自振频率相吻合时发生的大幅度共振现象,其特点往往是来势很猛,瞬时间振幅突然升高,很快发生局部油膜破裂,引起轴颈与轴瓦之间摩擦,发出强烈的吼叫声,将严重损坏轴承和转子3.12轴承发生油膜振荡的故障特征①油膜振荡是一种自激振动,维持振动的能量是由轴本身在旋转中产生,它不受外部激励力的影响②高速轻载转子,发生油膜振荡的转速总是高于转子系统的一阶临界转速二倍以上③油膜振荡是一种非线性的油膜共振④轴心轨迹形状紊乱、发散,很多不规则的轨迹叠加成花瓣形状⑤由于转子发生激烈的自激振动,引起轴承油膜破裂,因而会同时发生轴颈和轴瓦的碰撞摩擦,时而发生巨大的吼叫声⑥惯性现象:当转子转速一旦进入油膜共振区,升高转速,振荡频率不变,振幅并不下降3.13油膜不稳定的防止措施①避开油膜共振区域②增加轴承比压③减小轴承间隙④控制适当的轴瓦预负荷⑤选用抗振性好的轴承⑥调整油温4.1往复式压缩机的故障类型与故障原因①压缩机热力参数异常(排气量降低、吸排气压力不正常、温度不正常、工况的改变、油路故障)②压缩机主要零部件的机械故障(气阀故障、活塞杆断裂、连杆螺栓断裂、曲轴断裂、活塞卡住、咬住或撞裂)③压缩机故障振动/动力学故障(曲柄连杆机构的运动惯性力、压缩机故障振动(汽缸、机体和基础振动)和不正常声音(运动机构、汽缸、吸气阀、排气阀故障)4.2气阀故障的形式①阀片损坏②弹簧折断③气阀漏气4.3气阀故障监测和诊断的方法①阀盖安装传感器获得振动信号或噪声信号②在阀室安装位移传感器监测阀片运动规律信号③用P-V示功图监测④测量吸、排气腔内的脉动压力和温度变化4.4压力脉动给压缩机带来哪些不利影响①可能使压缩机的指示功率增加②降低气阀的使用寿命③使得排气量增大或者减小④破坏安全阀的严密性⑤引起管道和设备的振动4.5管道压力脉动的防治措施①采用合理的吸排气顺序②装设缓冲器③装设声学滤波器④装设孔板⑤配置合适的集气管⑦避免管道中气流方向和流速的突变4.6管道机械共振的原因气流压力脉动引起气柱共振以及任何一种激振力4.7管道机械共振的诊断方法①测试方法②计算方法4.8管道机械共振的防治措施①改变支撑条件②采用动力减振器5.1齿轮常见的故障①齿的断裂(疲劳断裂和过负荷断裂)②齿的磨损(粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损)③齿面疲劳(点蚀、剥落)④齿面擦伤和划痕5.2齿轮主要的常规激励和故障激励①刚度激励②传动误差(制造误差、装配误差、轮齿损伤误差、外部激励误差)③啮合冲击④节线冲击5.3齿轮故障的特征①啮合频率及其谐波成分②幅值调制和频率调制所形成的边频带③由齿轮转速频率的低次谐波所构成的附加脉冲④由齿轮加工误差形成的隐含成分5.4倒频谱的含义功率谱对数的功率谱(傅里叶逆变换),即把时间信号x(t)的功率谱函数G(f)取对数,再进行傅里叶变换,其表达式为5.5倒频谱的优点①有效的提取和识别频谱上的周期成分②受传输途径的影响很小5.6齿轮故障的诊断方法①细化谱分析法②倒频谱分析法③时域同步平均法④自适应消噪技术(振动信号诊断)⑤噪声诊断6.1为什么说滚动轴承是最易损坏的承受冲击的能力差,在冲击载荷下容易发生故障、滚动轴承在滚动体上的载荷分布不均匀,在载荷线下面的一个滚动体受力最大,内圈和外圈上各点所受的应力和应力循环次数不同6.2滚动轴承的故障形式转速n<1r/min————塑性变形转速n>10r/min————疲劳剥落(点蚀)、磨粒磨损、裂纹和断裂、压痕、腐蚀、电蚀、胶合(粘着)、微动磨损、烧损6.3滚动轴承故障的检测方法根据轴承的振动和声音检测根据轴承的温度或润滑油的温度检测根据轴承的磨损颗粒检测根据轴承的间隙变化检测根据轴承中的油膜电阻变化检测6.4引起滚动轴承振动的原因外部激励因素:转子的不平衡、不对中、流体激励、结构共振等震动传递本身内部原因:Ⅰ由于轴承结构本身引起的振动①滚动体通过载荷方向产生的振动②套圈的固有振动③轴承弹性特性引起的振动Ⅱ由于轴承形状和精度问题引起的振动①套圈、滚道和滚动体波纹度引起的振动②滚动体大小不均匀和内外圈偏心引起的振动Ⅲ由于轴承使用不正当或装配不正确引起的振动①滚道接触表面局部性缺陷引起的振动②润滑不良,由摩擦引起的振动③装配不正确,轴颈偏斜产生的振动6.5轴承故障引发的激振力有哪些①波形随机,杂乱无章②激励力为尖峰形的脉冲波③激励稳态,成正弦波6.6轴承振动信号中频率域的特点①频谱具有宽频带特性,并且随着缺陷的种类、形状、轴承尺寸和转速而变化三频段:0~20kHz,转子和轴承的故障特性频率(不对中、不平衡)20~60kHz,轴承其他元件的固有频率大于60kHz,属于声发射范围(润滑不良、胶合、剥落裂纹)6.7轴承故障振动检测技术和诊断方法①低频信号接收法②冲击脉冲法(SP M)③共振解调法④光纤传感器技术⑤电涡流传感器技术7.1油样分析技术的概述通过对油液的采样和分析处理,取得设备各摩擦副的磨损状况信息,从而对设备所处工作状态作出科学的判断。
7.2常用的油样分析技术①光谱分析(SOA):原子吸收光谱测定法、原子发射光谱测定法、X射线荧光光谱测定法②铁谱分析③颗粒计数器④磁塞7.3声发射的概述材料在外载荷(如力、热、电、磁等)或内力的作用下以弹性波的形式释放应变能的现象7.4声发射信号传播过程声发射源→材料中传播→传感器耦合界面→传感器→声发射仪接收信号→信号处理→数据显示7.5声发射信号的表征参数①计数和计数率②幅度和幅度分布③声发射源定位7.6声发射检测仪器的作用①接收声发射信号②处理信号③显示声发射数据7.7声发射仪器的分类接收信号的通道数目:单通道、双通道、多通道7.8声发射检测的研究及应用领域①石油化工工业②电力工业③材料试验④民用工程⑤航天和航空工业⑥金属加工⑦交通运输业⑧其他8.1专家系统的概述专家系统是人工智能研究的一个分支,是一个拥有大量专业的计算机程序系统,它应用人工智能技术,根据专家提供的领域只是进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,解决那些只有人类专家才能解决的复杂问题8.2专家系统的结构知识库(基本事实、规则和其他有关信息)、推理机(核心)、人机接口8.3专家系统包括哪些基本问题专家系统是一个知识处理系统,包括知识的获取、表示(核心)和利用三个基本问题8.4常用的知识表示方法有哪些产生式表示、框架表示、谓词逻辑表示、过程表示8.5产生式表示的形式IF<条件>THE N<结论>8.6产生式系统的组成规则库、综合数据库、推理机(控制策略和推理方式)8.7产生式表示的优缺点优点:模块化、一致性、自然性缺点:推理效率低8.8专家系统的推理方式有哪些基于规则的推理(正向、反向和混合推理缺点:知识获取困难和推理脆弱性)基于模型的推理(缺点:推理效率低和系统模型难以建立)基于案例的推理(优点:知识获取容易、具有学习功能、适应力强、易接受;缺点:检索困难、不保证得到最佳方案)。