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1.设备监测目的意义保障设备安全，防止突发故障。
保障设备精度，提高产品质量和经济效益。
推进设计理念和维修制度的革新。
避免设备事故、人员伤亡、环境污染。
维护社会稳定。
2.故障分类按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障局部性故障按故障发生速度及演变过程分类：突发性故障渐进性故障按其发生的原因分类：磨损性故障错用性故障先天性故障按造成的后果分类：危害性故障安全性故障3.故障规律浴盆曲线：磨合期，正常使用期，耗损期4.故障发生的原因宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷微观上分析：疲劳，磨损，断裂，腐蚀5.零件磨损的一般规律磨合阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段6.零件变形失效塑性变形失效，弹性变形失效，蠕变变形失效，翘曲变形失效7.断裂失效塑性断裂，脆性断裂8.状态监测与故障诊断的技术方法1.振动、噪声诊断技术2. 油液分析技术3. 温度检测技术4. 无损检测技术9.振动的危害降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏10.机械振动的分类按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应（振动规律）分类: 确定性振动随机振动按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动11.机械振动要研究的内容和步骤1. 建立物理力学模型2.建立数学模型3.方程的求解4.结果的阐述12. 随机振动非确定而又具有统计规律，它们的规律不能用时间的确定性函数来描述，但又具有一定的统计规律性。
平稳随机过程与各态历经过程13. 自相关函数∑=∞→+=+nk k k Tx t x t x n t t R 11111)()(1),(lim ττ同一点不同的两个时间函数乘积称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。
它是时差 的函数，在一般情况下，它也依赖于采样时刻 t 1，反映这两个时刻的随机变量的X k （t 1）与X （t1+τ）统计联系。
通用设备故障诊断与维修教案一、教学目标1. 知识目标：（1）了解通用设备的常见故障类型及原因；（2）掌握通用设备故障诊断与维修的基本方法；（3）熟悉常用维修工具和设备的使用。
2. 技能目标：（1）能够独立完成通用设备的故障诊断；（2）能够运用所学知识对设备进行维修；（3）具备一定的设备维护和保养能力。
3. 情感目标：（1）培养学生对通用设备故障诊断与维修的兴趣；（2）增强学生的团队合作意识；（3）提高学生的责任心和安全意识。
二、教学内容1. 通用设备的常见故障类型及原因；2. 通用设备故障诊断与维修的基本方法；3. 常用维修工具和设备的使用；4. 典型故障案例分析与维修。
三、教学方法1. 讲授法：讲解通用设备的故障类型、原因及诊断与维修方法；2. 演示法：展示维修工具和设备的使用，示范故障诊断与维修过程；3. 案例分析法：分析典型故障案例，培养学生解决问题的能力；4. 小组讨论法：分组讨论故障诊断与维修方法，提高学生的团队合作意识。
四、教学准备1. 教室环境布置：确保教学环境整洁、安全；2. 教学设备：计算机、投影仪、故障设备等；3. 教学资料：教案、PPT、故障案例等；4. 维修工具和设备：螺丝刀、扳手、万用表等。
五、教学过程1. 导入：简要介绍通用设备故障诊断与维修的重要性；2. 新课导入：讲解通用设备的常见故障类型及原因；3. 演示维修工具和设备的使用：展示并讲解螺丝刀、扳手、万用表等工具的使用方法；4. 故障诊断与维修方法讲解：讲解故障诊断与维修的基本方法；5. 案例分析：分析典型故障案例，引导学生运用所学知识解决问题；6. 小组讨论：分组讨论故障诊断与维修方法，培养学生的团队合作意识；7. 实践操作：学生动手进行故障诊断与维修实践，巩固所学知识；8. 总结与反馈：总结本节课所学内容，收集学生反馈意见，为下一节课做好准备。
六、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与度；2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的表现，包括团队合作和问题解决能力；3. 实践操作：检查学生在实践操作中的技能掌握情况，包括故障诊断与维修方法的应用；4. 课后作业：布置相关的课后作业，评估学生的理解能力和应用能力；5. 故障诊断与维修竞赛：组织学生进行故障诊断与维修竞赛，评估学生的综合能力。
ROZH设备状态监测与故障诊断教材培训教材上海容知测控技术有限公司目录一、设备状态监测与故障诊断技术概述31.1设备状态监测和故障诊断技术的产生和作用31.2设备状态监测和故障诊断的含义41.3设备修理治理与设备监测诊断的关系81.4振动监测诊断技术9二、设备状态监测的实施102.1设备差不多资料112.2设备监测点的选择与标注122.3设备监测周期的确定132.4设备监测信息采集13三、设备振动监测和诊断的理论基础143.1机械振动的分类143.2简谐振动及振动三要素173.3实际振动及振动的时域指标183.4振动的频谱20四、数据采集224.1传感器知识234.2采样254.3信号处理27五、设备故障差不多分析方法275.1时域分析285.2频谱分析285.3趋势分析、多趋势分析、频率趋势分析29 5.4瀑布图305.5多时域、多频谱315.6倒谱分析315.7包络解调315.8长时域波形325.9交叉相位335.10轴心轨迹335.11波德图34六、设备状态的评判346.1绝对判定标准346.2相对判定标准396.3类比判定标准396.4波峰因素评判法406.5频谱图报警法40七、机械设备常见故障振动监测诊断方法407.1不平稳417.2不对中457.3机械松动477.4滚动轴承故障48设备状态监测与故障诊断技术概述1.1设备状态监测和故障诊断技术的产生和作用有三个方面的因素成为设备状态监测和故障诊断技术产生、进展并广泛应用的驱动力，即：流程工业生产的现实需要、测试诊断技术和仪器的进展完善和国家有关的政策。
第一，设备状态监测和故障诊断技术的产生和进展是企业实际需要的结果，要紧是设备的安全性、修理成本的压力。
20 世纪60 年代以来，随着电子技术和运算机技术的快速进展，工业生产越来越现代化。
设备和生产朝着大型化、高速化、自动化、连续化、智能化、环保化等方向进展。
一方面设备更加周密复杂，许多故障专门难靠人的感官发觉，而且有些设备周密复杂，不承诺随便解体检查；另一方面设备突发性事故造成的缺失越来越大；三是设备的修理成本占总的生产成本越来越大。
设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。
机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。
具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。
主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。
其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。
如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。
诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。
1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。
2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。
设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。
它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。
第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。
电力设备的在线监测与故障诊断第二版教学设计一、引言随着电力设备的逐步智能化发展，对于设备的在线监测和故障诊断的要求也越来越高。
本教学设计旨在通过课堂教学和实验操作两个环节，对学生进行电力设备在线监测与故障诊断相关知识的掌握。
二、教学目标1.理解电力设备在线监测的基本原理和常用技术；2.掌握电力设备故障诊断的方法和流程；3.学习使用相关在线监测与故障诊断设备进行实验操作。
三、教学内容1.电力设备在线监测技术1.在线监测系统组成及原理2.传感器原理和常用传感器类型3.信号采集与分析技术2.电力设备故障诊断方法1.故障诊断基本流程2.常用故障诊断方法及原理3.故障诊断案例分享3.实验操作环节1.熟悉在线监测与故障诊断设备2.基本操作和功能练习3.实验数据处理和分析四、教学方法1.理论课堂授课：通过教师讲解、案例分析和讨论等形式，让学生掌握电力设备在线监测和故障诊断的基本概念和方法，了解监测与诊断技术的最新进展。
2.实验操作：通过使用设备进行实验操作，让学生深入了解在线监测与故障诊断设备的组成和原理，并且掌握相关操作技能。
3.电子教学：提供电子学习资源，本着学生为中心的原则，让学生自主选择自己感兴趣的课程内容进行学习。
五、教学评估1.课堂考试：通过考试形式，检查学生对于本教学内容的掌握程度。
2.实验报告：对学生的实验操作及数据分析进行评估，检查是否熟练掌握在线监测与故障诊断设备的操作和数据处理能力。
3.学生评价：通过学生的反馈意见，了解学生对教学方法和教学内容的评价，以此改进教学。
六、教学资源1.本教学设计包含课件、实验操作内容、教学视频等多种电子教学资源，供学生自主学习和巩固所学内容。
七、总结本教学设计旨在通过课堂教学和实验操作两个环节，对学生进行电力设备在线监测与故障诊断相关知识的掌握。
本教学设计内容全面，结构合理，增加了实验操作环节，有助于学生更好的掌握在线监测与故障诊断设备的操作和数据处理能力，提高其应用实践能力。
设备状态监测与故障诊断设备的状态监测与故障诊断是指利用现代科学技术和仪器、根据设备外部信息参数的变化来判断机器内部的工作状态或机械结构的损失状况，确定故障的性质、程度、类别和部位，预报其发展趋势，并研究故障产生的机理。
状态监测与故障诊断技术是近年来国内外发展较快的一门新兴学科，它所包含的内容比较广泛，诸如机械状态量（力、位移、振动、噪声、温度、压力和流量等）的监测，状态特征参数变化的辨识，机械产生振动和损伤时的原因分析、振源判断、故障预防，机械零部件使用期间的可靠性分析和剩余寿命估计等等。
设备状态监测与故障诊断技术是保障设备安全运行的基本措施之一。
一、设备故障的基本知识1 、定义设备故障（Fault ）的一般性定义是：设备在规定时间内、规定条件下，丧失规定功能的状况。
美国政府《工程项目管理人员测试性与诊断性指南》(AD －A208917)中，则把故障定义为：“造成装置、组件或元件不能按规定方式工作的一种物理状态”。
在工程实例中，我们还常常听到另一个词汇：失效（Failure ）。
国家标准GB3187—82《可靠性基本名词术语及定义》中规定，失效是产品丧失规定的功能，对可修复产品通常称为故障。
国家军用标准GJB451—90《可靠性维修性术语》指出，故障是产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态，对某些产品称为失效。
由此可见，“失效”和“故障”均为表示产品不能完成或丧失功能的现象。
在实际工程中，对于“失效”和“故障”没有严格的区别，通常对于可修复产品常用“故障”，而对于不可修复产品常用“失效”。
对于各种设备系统而言，其包含着大量可修复的零部件，因此常常统一用“故障”来表示各级零部件直至系统不能完成规定功能的事件。
2、设备故障分布规律设备故障的发生、发展过程都有其客观规律。
研究故障规律对制定维修策略，以及建立更加科学的维修体制都是十分有利的。
典型故障曲线——浴盆曲线1-1典型故障曲线——浴盆曲线 通过大量的实践证明，可维修设备的故障率λ(t)随着设备使用期的延续，而呈现三个不同趋势的阶段。
设备状态监测与故障诊断设备的状态监测与故障诊断是指利用现代科学技术和仪器、根据设备外部信息参数的变化来判断机器内部的工作状态或机械结构的损失状况，确定故障的性质、程度、类别和部位，预报其发展趋势，并研究故障产生的机理。
状态监测与故障诊断技术是近年来国内外发展较快的一门新兴学科，它所包含的内容比较广泛，诸如机械状态量（力、位移、振动、噪声、温度、压力和流量等）的监测，状态特征参数变化的辨识，机械产生振动和损伤时的原因分析、振源判断、故障预防，机械零部件使用期间的可靠性分析和剩余寿命估计等等。
设备状态监测与故障诊断技术是保障设备安全运行的基本措施之一。
一、设备故障的基本知识1 、定义设备故障（Fault ）的一般性定义是：设备在规定时间内、规定条件下，丧失规定功能的状况。
美国政府《工程项目管理人员测试性与诊断性指南》(AD －A208917)中，则把故障定义为：“造成装置、组件或元件不能按规定方式工作的一种物理状态”。
在工程实例中，我们还常常听到另一个词汇：失效（Failure ）。
国家标准GB3187—82《可靠性基本名词术语及定义》中规定，失效是产品丧失规定的功能，对可修复产品通常称为故障。
国家军用标准GJB451—90《可靠性维修性术语》指出，故障是产品或产品的一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态，对某些产品称为失效。
由此可见，“失效”和“故障”均为表示产品不能完成或丧失功能的现象。
在实际工程中，对于“失效”和“故障”没有严格的区别，通常对于可修复产品常用“故障”，而对于不可修复产品常用“失效”。
对于各种设备系统而言，其包含着大量可修复的零部件，因此常常统一用“故障”来表示各级零部件直至系统不能完成规定功能的事件。
2、设备故障分布规律设备故障的发生、发展过程都有其客观规律。
研究故障规律对制定维修策略，以及建立更加科学的维修体制都是十分有利的。
典型故障曲线——浴盆曲线1-1典型故障曲线——浴盆曲线 通过大量的实践证明，可维修设备的故障率λ(t)随着设备使用期的延续，而呈现三个不同趋势的阶段。
典型的故障率分布曲线，可参见图时间t1-1所示的浴盆曲线(bathtub curve)，它将使用维修期间的设备故障状态分为三个时间：（1）早期故障期(0≤t<t1)：是指设备安装调试过程至移交生产试用阶段。
这一时期的特点是故障率由高到低。
造成早期故障的原因主要是由设计、制造上的缺陷，包装、运输中的损伤，安装调试不到位，使用工人操作不习惯或尚未全部熟练掌握其性能等原因所造成的。
设备处于早期故障期，其故障率开始往往很高，但通过跑合运行、故障排除和使用维修人员对设备的逐步熟悉，故障率将逐渐降低并趋于稳定，设备进入正常工作阶段。
此段时间的长短，随产品、系统的设计与制造质量而异。
不过，当设备进行大修理或技术改造后，早期故障期还将再次出现。
早期故障率是影响设备可靠性的一个重要因素，会使设备的平均无故障工作时间减少。
从设备的总役龄来看，这段时间虽不长，但必须认真对待，否则影响新设备效能的正常发挥，对资金回收不利。
对于已定型的成批生产的设备和熟练的操作人员来说，早期故障期相对较短。
工程实例：攀钢二期工程新建的深井泵站在投产初期，水泵运行台时时常只有数百小时，甚至只有几十小时就必须检修，且检修1台水泵耗时近半个月。
当时只能出动车间绝大部分的检修力量，不分黑天白夜的加班加点组织抢修。
（2）偶发故障期 (t1≤t<t2)：经过第一阶段的调试、试用后，设备的各部分机件进人正常磨损阶段，操作人员逐步掌握了设备的性能、原理和机构调整的特点。
设备进入偶发故障期。
在此期间故障率大致处于稳定状态，趋于定值。
在此期间，故障的发生是随机的。
在偶发故障期内，设备的故障率最低，而且稳定。
因而可以说，这是设备的最佳状态期或称正常工作期。
这个区段称为有效寿命。
偶发故障期的故障，一般是由于设备使用不当，维修不力，工作条件（负荷、环境等）变化，或者由于材料缺陷、控制失灵、结构不合理等设计、制造上存在的问题所致。
故通过提高设计质量、改进使用管理、加强监视诊断与维护保养等工作，可使故障率降低到最低。
对于偶发期故障，一般需要进行统计分析。
为此，必须健全设备运行、故障动态和维修保养的记录，建立设备检查与生产日志等制度，对故障进行登记与分析。
工程实例：上述的深井泵站在投产2～3年后，随着对设备的逐步熟悉，检修维护水平的逐步提高，设备便进入偶发故障期，这一时期水泵的大修台时普遍提高到7000h，部分甚至可到12000h以上。
一般每年大修台数为2～3台，大修台时60工。
相对早期故障期，工作量极大减少，目前只配备数个钳工就可完全胜任设备检修工作。
（3）耗损故障期 (t2≤t)：这段时期的特点是设备故障率急剧升高。
此时设备经过上述稳定阶段，大多数零部件由于长期的运转，其机械磨损、疲劳、老化、腐蚀逐步加剧而丧失机能，使设备故障率开始上升，进人耗损故障期。
这说明设备的一些零部件已经达到了其使用寿命。
因此，应在这一时期出现前不久，进行针对性的预防维修，或在这一时期刚出现时，进行设备修理，便可防止故障大量涌现，降低故障率和维修工作量，延长设备的使用寿命。
但如果坚持继续使用，就可能造成设备事故。
归纳来说，这三个阶段对应着故障分布的三种基本类型：早期为故障递减型；偶发期为故障恒定型；耗损期为故障递增型。
3、故障分类故障的分类方法有多种，它们可分别从不同的角度，如经济性、安全性、复杂性、故障发展速度、起因等方面，观察设备丧失工作效能的程度。
不同的分类方法反映了设备故障的不同侧面，对机械故障进行分类的目的是为了更好地针对不同的故障形式采取相应的对策。
常见的故障分类如下所述：（1）按故障的性质分类：间断性故障和永久性故障（2）按故障形成的速度（即发生的快慢）分类：突发性故障和渐发性故障（3）按故障的原因分类：外因故障和内因故障（4）按故障危害性分类：危险性故障和安全性故障（5）按功能丧失程度分类：局部性故障和完全性故障（6）按故障的相关性分类：相关故障和非相关故障（7）按功能分类：潜在故障和功能故障（8）按故障影响的程度分：轻微故障、一般故障、严重故障和恶性故障二、故障诊断及其分类故障诊断，就是对机械系统所处的状态进行监测，判断其是否正常，当出现异常时分析其产生的原因和部位，并预报其发展趋势。
在设备故障诊断技术中，诊断方法的分类问题是一个比较重要的问题，它不仅是建立一个学科所必需的条件，给人以明确的科学体系，而且更能启迪人们，改进已有的诊断方法，寻求新的突破。
因此，了解设备故障诊断的分类，对我们今后更好地理解和运用诊断技术，具有积极的意义。
下面，简要介绍一些常见的故障分类方法。
1、按目的分：分成功能诊断和运行诊断2、按方式分：分成巡回检测和在线监测3、按提取信息的方式分：分成直接诊断和间接诊断4、按诊断时所要求的机械运行工况条件分：分成常规工况诊断和特殊工况诊断5、按功能分：分成简易诊断和精密诊断三、设备故障诊断技术的发展与展望故障诊断技术是现代科学技术与生产高度发展，各学科相互渗透、相互交叉、相互促进的产物。
除了故障机理的研究得益于数学、物理学、力学、机械学、声学、化学等基础学科之外，还特别地从自动控制、信号处理、人工智能、计算机技术的发展中得到支持。
追溯设备故障诊断的历史，实际上自有工业生产以来就已存在。
早期的人们主要是依据五官感觉，如对设备的触摸，对声音、振动等状态特征的感受，同时凭借工匠的经验，以此来判断某些故障的存在，并提出修复的措施，例如，有经验的工人常利用听棒来判断旋转设备轴承及转子的状态等。
这一阶段我们估且称之为感性阶段，即利用人的五官来感受各种设备故障信息。
之后，随着振动、温度、压力、流量等传感器的广泛应用，设备故障诊断的历史发生了第一次革命性的转变，进入了量化阶段。
但是故障诊断技术真正作为一门学科，则是20世纪60年代以后才发展起来的，这也是设备故障诊断历史上第二次革命性的转变。
近年来，人工智能和网络化已逐步成为故障诊断的主要发展方向，这必将推动设备故障诊断第三次革命性的转变。
简而言之，设备故障诊断技术是现代科学技术与生产高度发展，各学科相互渗透、相互交叉、相互促进的产物，其真正发展成为一门学科的时期大约在20世纪60年代，是在设备管理与维修模式发展的基础上成长起来的。
故障诊断技术经过40多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程、飞机、汽车、冶金、矿山设备等领域。
但同时我们也应该看到，尽管设备故障诊断技术已取得了长足的进步，但它作为一门正在发展的新型学科，目前还远未达到完善的水平，主要表现在：理论与实际结合力度不够，故障诊断是一门实践性极强的技术，目前从事设备故障诊断研究的人员多为高校或研究单位，他们对现场设备缺乏深入了解，而现场技术人员通常又没有足够的时间和技术基础，将所观察、检测到的现象上升到理论加以分析、归纳、总结；诊断技术发展不平衡，虽然旋转机械的故障诊断理论和实践都取得了较成熟的效果，但是往复机械的诊断理论和实践还有待提高；诊断仪器的性能与现场设备的实际需求存在差距；现场设备诊断系统的实际效果表现欠佳，智能化水平较低，简易诊断的仪器功能较为单一，精度不高，而精密诊断的仪器价格较为昂贵，且对使用人员的专业技术水平要求很高，在易用性方面还存在较大不足等。
相信随着现代科学技术的不断发展，这些问题都将逐步得以缓解，并最终得到有效解决。
四、诊断技术基本方法简介对设备的诊断有不同的技术手段，较为常用的有振动监测与诊断、温度监测与诊断、噪声监测、油液诊断、无损探伤技术等。
设备诊断技术尽管很多，但基本上离不开信息的采集，信息的分析处理，状况的识别、诊断、预测和决策三个环节。
设备状态监测与诊断技术的主要工作内容是：（1）保证机器运行状态在设计的范围内（2）随时报告运行状态的变化情况和恶化趋势（3）提供机器状态的准确描述（4）故障报警五、故障诊断技术作用及意义现今社会，设备诊断技术日益获得重视和发展，一方面是随着科学技术和生产发展，设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备更加复杂，各部分间的关联更加密切，往往微小的故障就可能引发连锁反应，从而导致整个设备系统或与设备有关的环境遭受灾难性的破坏。
这不仅会造成巨大经济损失，而且会危及人身安全，导致环境事故等，后果不堪设想。
例如：1973年美国三里岛核电站堆芯损坏事故；1985年美国“挑战者”号航天飞机坠毁；1984年印度博帕尔市农药厂异氰酸甲酯毒气外泄事故；1986年前苏联切尔若贝利核电站泄漏事故；1986年欧洲莱茵河瑞士化学工业污染事故等，这些都是由设备故障造成的震惊世界的恶性事故。
