机械设备状态监测与故障诊断宝典.doc

夺情书生机械设备状态监测与故障诊断机械设备状态监测与故障诊断 1.故障诊断的目的故障诊断的目的：a 及时准确的对各种异常或者故障做出诊断，预防和消除故障，对设备 运行进行必要的指导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，把故障损失降低到最低 水平 b 保证设备发挥最大的设计能力 c 为设备结构改造，优化设计及生产过程提供数据和 信息 总的来说，设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的经济效益 和社会效益 设备故障诊断的任务设备故障诊断的任务：a 监视设备状态，判断其是否正常 b 指导设备的管 理和维修 c 预测和诊断设备的故障并消除故障 2.设备故障诊断技术的定义设备故障诊断技术的定义：指在设备运行中或者基本不拆卸设备的情况下，掌握设备运 行状况，判定产生故障的部位和原因，以及预测预报设备状态的技术 内容内容：a 状态检 测 b 分析诊断 c 故障预测 分类分类：a 按诊断对象分：旋转机械、往复机械、工程结构、运 载器和装置、通信系统、工艺流程诊断技术 b 按诊断目的和要求分（重要）：（1）功能 诊断和运行诊断（2）定期诊断和连续诊断（3）直接诊断和间接诊断（4）常规工程和特殊 工况诊断（5）诊断和离线诊断 c 按诊断方法的完善程度分：a 简易诊断 b 精密诊断 诊断方法诊断方法：a 传统故障诊断方法，利用物理，化学原理和手段及故障所对应的征兆进行诊 断 b 故障的智能诊断方法，将人工智能的理论和方法用于故障诊断 c 故障诊断的数学方法 3.故障信息获取方法：a 直接观察法 b 参数测定法 c 磨损残渣测定法 d 设备性能指标的测定 故障信息的检测方法故障信息的检测方法：a 对振动和噪声类故障：振动法、特征分析法、冲击能量与冲击脉 冲测定法和声学法等 b 对材料裂纹及缺陷损伤：各种无损探伤方法 c 对设备零部件材料的 磨损及腐蚀故障的检测：光纤内窥技术和油液分析技术 d 温度、压力、流量变化引起的故 障检测： 热电阻、热电偶等接触式测温仪和红外测温仪、红外热像仪等非接触式传感器。

4.故障参数判断标准故障参数判断标准：a 绝对判断标准（国家等部门颁布）b 相对判断标准（以正常值为初 始值）c 类比判断标准（数台机器同时运行） 5.故障诊断专家系统组成及各部分功用故障诊断专家系统组成及各部分功用：组成：组成：知识源、推理机、解释系统、专家系统的 管理系统和外部接口等 功用：知识源知识源：用于存储专家知识经验、模型及信息数据；推理推理 机机：控制、协调整个系统并根据当前输入的数据，利用知识库中的知识，按一定的推力策 略去逐步推理直至解决当前问题； 解释系统解释系统：随时回答用户有关推理过程和结果的种种询 问； 专家系统的管理系统专家系统的管理系统：用于监督和控制专家系统中其他部分；外部接口外部接口：用于信息输 入、输出及显示 6.测振系统的组成及功用测振系统的组成及功用：传感器：感知被测振动参量，将其转化为电信号的变化；信号 调理器：将传感器传来的信号进行处理放大；指示仪表：显示振动参量的有效值和峰值； 记录器：记录和显示被测振动随时间的变化曲线或频谱图，以便分析研究；振动信号分析 仪：对振动信号进行分析和处理 7.振动检测技术的运用振动检测技术的运用：a 选定测量和分析的方法 b 确定测量参数 c 确定测量位置 d 确定测 量周期 e 确定测量条件 f 记录测量结果 g 选定判断标准 h 分析劣化趋势 8.故障树故障树：把顶事件、中间事件和底事件用适当的逻辑门自上而下逐级连接起来所构成的 逻辑结构图就是故障树； 故障树分析故障树分析：是一种针对某个特定的不希望事件的演绎推理分析， 是一种将系统故障形成原因进行由整体至部件按树枝状逐级细化的分析方法。

步骤步骤：a 选 择顶事件 b 建立故障树 c 求故障树结构函数 d 定性分析 e 定量分析 9.故障树定性分析故障树定性分析：主要目的是为了弄清系统出现某种最不希望的故障事件有多少种可能 性通过求割集、路集、最小割集、最小路集等； 定量分析定量分析：求顶事件的特征量（可靠度、 重要度、故障率、累积故障率、首次故障时间）和底事件的重要度（结构重要度、概率重 要度和关键重要度） 10.最小割集是最小割集是导致故障树顶事件发生的数目最小而又最必要的底事件的集合；最小路集；最小路集是夺情书生导致故障树顶事件不发生的数目最少而又最必要的底事件的路集 故障树的对偶树故障树的对偶树表达了 故障树全部时间都不发生时，这些时间的逻辑关系 求对偶树方法求对偶树方法：把故障树的每一事件 都变成其对应事件；将全部或门变成与门，将全部与门变成或门 对偶树特点对偶树特点：对偶树的 全部最小割集就是故障树的全部最小路集，而且是一一对应的可利用求最小割集的方法 求对偶树的最小割集，这就是原故障树的最小路集 11.光谱分析基本原理光谱分析基本原理：通过测量物质燃烧发出的特定波长、一定强度的光，从而检测磨粒 的元素成分及含量浓度、机械的运转状态、磨损趋势、判定磨损的部位。

12.发射式光谱分析仪组成发射式光谱分析仪组成：汞灯、电极、透镜、入射狭缝、出射狭缝、光电倍增管等；基基 本原理本原理：由于各种元素原子机构不同，在光源激发作用下，可以产生许多按一定波长排列 的谱线组，称为特征谱线通过检查谱线上有无特征谱线的出现来判断该元素是否存在， 进行光谱定性分析；根据特征谱线强度求出元素含量，进行光谱定量分析 13.直读式铁谱仪组成直读式铁谱仪组成：油样管、沉积管、磁铁、光导纤维、光源、光电探头、信号调制和 读出装置 原理原理：利用虹吸作用使制备好的油样经吸油毛细管流过倾斜安装的沉淀管时， 位于沉淀管下方的高强度高梯度磁场将油样中铁磁性磨损颗粒由大到小依序沉积在沉淀管 内壁不同位置上当其他影响因素固定时，磨粒沉降速度与其尺寸平方成正比因此，沉 淀管左侧沉淀有大磨粒和部分小磨粒，右侧沉降有部分小磨粒在沉淀管大、小磨粒沉淀 位置通过光导纤维引导两道穿过沉淀管的光束，两只光敏探头接受穿过磨粒层的光信号 接受的光信号通过放大处理即可得出代表大小磨粒沉积相对数量的读数值，进行定量分析14.工程机械简易检测和诊断方法工程机械简易检测和诊断方法：a 感觉检测与诊断，包括听诊法、触诊法、观察法 b 简 单仪器检测与诊断，使用的仪器包括温度计量和电子听诊器 15.无损探伤技术无损探伤技术有哪些：主要包括渗透探伤、磁粉探伤、x 射线探伤、超声波探伤、涡流 探伤等。

16.超声波探伤设备组成超声波探伤设备组成：超声波探头、超声波探伤仪、耦合剂等原理：利用电振荡在发 射探头中激发高频超声波，入射到被测物内部后，若遇到缺陷，超声波会被反射、衰减， 再利用接收探头接收从缺陷处反射回来或穿过被测工件后的超声波，并显示，即可获得物 体内部有无缺陷及缺陷的性质 17.稳态测功稳态测功是指发动机在油门拉杆或气门开度一定，转速一定和其他参数保持不变的稳定 状态下，在水力测功器或点涡流测功器上给发动机施加一定负荷，测出其转速及相应扭矩， 从而计算出功率的一种方法. 18.动态测功动态测功原理：当发动机在怠速或空载某一低速下运行时，突然将供油拉杆放置在最大 供油位置，使发动机克服惯性和内部摩擦阻力加速运转，用其加速性能的好坏直接反映最 大功率大小 实现方法实现方法：a 用仪器测角加速度 b 测加速时间 19.气缸密封性的诊断参数气缸密封性的诊断参数有：气缸压缩压力，曲轴箱漏气量、气缸漏气量或者气缸漏气率 等 气缸密封性与气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环合进、排气门等包围的工作介 质的零件有关 20.气缸压缩压力的检测方法和原理：a 气缸压力表检测：压力表采用鲍登管式，一端固定 另一端活动，活动端通过杠杆齿轮机构与指针相连，当压力进入弯管时弯管伸直，通过杠 杆齿轮机构带动指针动作，在表盘上指示出压力的大小。

B 测起动机电流法：起动机带动 发动机曲轴所需的扭矩是电流的函数，并与气缸压缩压力成正比，起动机电流的变化与气 缸压力的变化存在对应关系C 测起动机电压法：通过起动机在发动机遇到阻力不一样， 引起发动机电压变化来反映各缸气缸内的实际密封状况 21.柴油机燃油系的压力检测波形柴油机燃油系的压力检测波形：a 全周期单缸波：波形上有一个人工移动的亮点，指针 式表头可以指示出亮点所在位置的瞬态压力，可准确测出某缸高压油管中的残余压力、针夺情书生阀开启和关闭压力及最大压力； b 多缸平列波：以各缸高压油管内的残余压力为基线，将 各缸波形按着着火次序从左向右首尾相接的一种排列形式用于比较各缸的压力值一致性； c 多缸并列波：将各单缸波形按着着火次序自上而下单独放置并将其首部对其的一种排列 形式通过观测各缸波形三阶段面积的大小，比较各缸供油量、喷油量的一致性；d 多缸 重叠波：将各单缸波形之首对齐并重叠在一起的一种排列形式用于观测各缸波形在高度、 长度和面积的一致程度，比较各缸压力、供油量和喷油量的一致性 22.发动机启动困难的现象发动机启动困难的现象：a 启动时无着车征兆或多次启动发动不起来 b 启动时排气管冒 烟极少或者不冒烟；c 排气管冒白烟。

原因原因：1.邮箱无油或者开关未打开 2 油箱盖通气孔 堵塞 3 油管堵塞、破裂或者接头漏油 4 油路中有水或气或气缸内有水 5 柴油滤清器堵塞或 者不封闭 6 输油泵工作不良 7 所用柴油品质太差或牌号不对 8 高压油管破裂或松动 9 供油 时间不对或联轴器松动 10 喷油器喷孔堵塞或者喷雾不良等 23.柴油机过热原因柴油机过热原因：1 冷却水量不足 2 风扇皮带打滑或者断裂 3 点火时间或供油时间太晚 4 混合气太稀或太浓 5 突爆或早燃 6 燃烧室积碳过多 7 散热器下部出水管冻结或堵塞 8 节 温器主阀门打不开或打开太迟 9 散热器和水套内沉积的水垢、锈蚀太厚 10 机械长时间超负 荷工作等 24.柴油机机油压力过低原因柴油机机油压力过低原因：1 机油压力表失准 2 传感器效能不佳 3 机油粘度降低 4 机油 被稀释 5 机油池油面太低 6 机油滤清器堵塞 7 机油限压阀调整不当、关闭不严或其弹簧折 断 8 机油泵损坏 9 内、外管路有泄漏等 25.发动机异响主要有发动机异响主要有：机械异响（运动配合副间隙太大或配合表面有损伤，运动中引起振 动和冲击产生声波）燃烧异响（发动机不正常燃烧）空气异响：气流在发动机进气门、排 气门和运转中的风扇处因气流振动而造成的。

电磁异响（电磁元件内由于磁场交替变化引 起某些部件或某一部分空间容积产生振动而造成的） 影响因素：发动机转速、温度、负荷、 润滑条件等 26.离合器打滑原理离合器打滑原理：利用离合器打滑测量仪，检查时与发动机的转速成正比的脉冲信号每 输出一个脉冲，闪光灯闪亮一次，闪光灯闪光频率也与发动机转速成正比，将频闪灯的光 点投到传动轴上，就可发现离合器是否打滑，若不打滑，传动轴看起来不动一样，若打滑， 可看到传动轴上某点慢慢移动 27.主离合器常见故障主离合器常见故障：1 分离不彻底，变现为发动机怠速运转，踩下离合踏板，原地挂档 有齿轮撞击声，难以挂入，严重时原地挂档后发动机熄火2 起步发抖，表现为离合器不 能平稳结合且产生抖振，严重时使车辆产生抖振现象3 传力打滑，车辆低档起步时，离 合器已结合，但不能起步或起步不灵敏，车辆加速时，车速不能随发动机转速升高而升高 且伴有离合器发热4 异响：即离合器接合时发出不正常响声 28.机械式变速箱主要故障机械式变速箱主要故障：1 跳档：变速箱从某档自动跳回空挡位置2 乱档：离合器分 离时，挂不上档或摘不下档或挂错档3 异响：变速箱发出干磨撞击等不正常声音。

29.液力变矩器动力换挡变速箱油工作无力的原因：1 油位过低 2 油管泄漏，进油管滤网堵 塞后油管接头松动 3 调压阀弹簧失效或断裂，调压阀调整不当 4 油泵磨损严重 5 各档油路 泄漏 6 操作阀质量不合格 8 变矩器泄漏 30.机械转向系。