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1、第九章、设备故障诊断技术第一节、设备故障概述一、 故障及其分类（一）、按故障发生发展的过程分类1、突发性故障2、渐发性故障（三）、按故障发生的性质分类1、自然故障2、人为故障二、引起故障的外因（一）、环境因素（二）、人为因素1、设计问题2、质量偏差3、使用不当（三）、时间因素三、描述故障的特征参量（一）、直接特征参量1、设备的输出参数2、损伤量（二）、间接特征参量第二节、故障诊断技术及其实施过程一、 设备诊断技术的定义以及实施过程（一）、状态监测：运用传感器进行监测，搜集设备运行状态的参数，包括有用信号和无用信号，排除干扰，提炼出有用信号 （二）、分析诊断：根据得到的特征参数的变化情况， 1.
2、识别设备是否存在故障 2判断故障的性质和程度及产生原因 3预测设备的性能和故障发展趋势 （三）、治理预防：确定治理修正和预防方法。二、状态监测和故障诊断的区别与联系（了解） 1、状态监测是故障诊断的基础和前提条件。它是通过监测手段监视和测量设备或零件的运行信息和特征参数（如振动、声响、温度等等）。 2、设备故障诊断不仅要检查出设备是否发生了故障，还要对设备发生故障的部位，产生故障的原因、性质和程度等作出正确的判断。三、故障诊断技术的分类（熟悉） 1、按诊断的目的、要求、条件分类 分为功能诊断和运行诊断、定期诊断和连续监测、直接诊断和间接诊断、在线诊断和离线诊断、常规诊断和特殊诊断、简易诊断和精
3、密诊断。掌握他们各自的特点 2、按诊断的物理参数分类：见表9-23、按诊断的直接对象分类：与按诊断的物理参数分类对比记忆，参见表9-3第三节、设备故障诊断的常用方法一、振动测量法（掌握） （一）、振动的分类 （二）、振动的基本参数：常使用的基本参数有振幅、频率和相位。 （三）、常用的测振传感器（掌握各自的特点、应用） 1、加速度传感器： 压电式加速传感器：传感器核心是压电晶体，受力就会产生电荷。当加速度计受到振动时，内部质量块的惯性力就作用在压电晶体上产生电荷，电荷量与振动加速度成正比。是接触式测量，应用最广泛。 振动加速度计：能量转换型传感器。它直接将被测振动加速度转换成电荷量输出，而不需要
4、电源供电。 2、速度传感器：（本部分内容有变化） 磁电式速度传感器：固定在弹簧上的可动线圈随机器作惯性振动时，可动线圈切割磁力线产生感应电动势，输出与速度成正比的电压信号。它是能量转换型传感器，工作时不需要电源，输出信号可以不经过变换放大即可远距离传送。 应用范围：灵敏度高，适于测量微小的振动量。是接触式测量。 3、位移传感器：（本部分内容有变化） 涡流位移传感器：非接触式短距离测量，它不断测量传感器与被测对象的距离变化，并转换成与之成正比的电信号。它是能量控制型传感器，必须借助于电源才能将震动位移转换成电信号。 应用范围：测量轴的转速、相位角、振动频率及运动方向在旋转机械的平衡。 （四）、异
5、常振动分析方法（掌握） 1、以振动总值法判别异常振动：这是一种最直接的方法，振动值可用加速度、速度或位移表示，通常都选用振动速度这个参数。 2、以频率分析法诊断异常振动：用振动总值法能判断整机或部件的异常振动，倘若把该振动信号取出后进行频率分析，就能进一步查出异常的原因和位置。这种频率分析工作可以用普通的振动测量仪和记录分析仪组合完成，也可用专门的频谱分析仪器完成。 频谱分析仪：是一种将各种时域信号变为频域信号的分析仪器。注意前置放大器、抗混淆滤波器、A/D转化器的作用 3、以振动脉冲测量法判断异常振动：振动脉冲测量法专门用于滚动轴承的磨损和损伤的故障诊断。 二、噪声测量法 （一）、噪声测量的
6、主要参数 掌握相关的概念、计算公式。对例题要熟练掌握。 1、声压、声强与声功率 2、分贝与声级：包括声压级与声强级 （1）、声压级：声压p与基准声压之比取对数（以10为底）值的20倍，单位为分贝，记作dB。人的“痛阈”声压20pa，声压级120dB。 （2）、声强级：声强I与基准声强之比取对数（以10为底）值的10倍。 （3）、声功率级：声波功率W与基准声波功率之比取对数（以10为底）值的10倍。3、噪声的主观量度：响度、响度级和等响曲线1、等响曲线。 在各个频率下对人的听力进行实验而得出的曲线即等响曲线。图8-8。明白值的含义。比如噪声听起来与频率为1000Hz的声压级80dB的基准纯音一样
7、响，则该噪声的响度级为80方。 2、计权声级 （了解）声级计的频率计权网络是基于等响曲线设计出的滤波线路，不同的滤波线路对不同频率的声音信号实行不同程度的衰减，使得仪器的读数能近似地表达人对声音的响应。 特别注意计权网络设ABC三个网络。 计权网络：模拟人耳对不同声音的反映而设计的滤波线路，对不同频率信号作不同衰减。 C网络（LC）对整个可听频率范围内所有频率的信号一样地通过。 B网络（LB）它使通过信号有一定衰减，随频率降低衰减度增加。 A网络（LA）-它使通过信号有更大的衰减，随频率降低衰减度增加，低频很不敏感。 故障的噪声识别法：用声级计分别测得LA、LB、LC，就可粗略判断噪声的频率特
8、性。 LA=LB=LC：该噪声主要集中在高频段。 LC=LBLA：该噪声主要集中在中频段。 LCLBLA：该噪声主要集中在低频段。 （二）、噪声测量仪器 噪声测量主要是声压级、声功率级及噪声频谱的测量。所用的测量仪器包括传声器、声级计、校准器、频谱分析仪等。 4、故障的噪声识别方法 三、温度测量法 （一）、测温仪表 1、热电偶：测温范围01800度，理解基本工作原理 常用热电偶分为标准化热电偶和非标准化热电偶，前者性能优良，同一型号具有互换性，后者多用于特殊场合，使用范围和数量不如标准化热电偶，但是可以用于特殊场合。 2、热电阻温度计:利用材料电阻率随温度变化而变化的特点制成 3、红外测温仪器
9、:利用红外线辐射原理制成。核心为红外探测器，另外还包括光学系统和信号处理系统。 常用的包括红外测温仪与红外热像仪 （二）、通过温度测量所能发现的常见故障（需要掌握） 轴承损坏，表面摩擦异常，其内、外都出现温度异常升高。 流体系统故障，油温不正常升高，使相应机件表面温度异常高。 发热量异常：内燃机、加热炉等燃烧不正常，外壳表面会出现不均匀的温度分布。 污染物质积聚：管道、锅炉、烟道内污染物质积聚，改变其外表面的温度分布。 保温材料损坏。 电器元件故障，包括接触不良、元器件内部损伤，都来会异常发热。 非金属部件故障，引起热传导特性的异常。 机件内部缺陷：缺陷部位阻档热流，形成“热点”；疏散热流而形
10、成“冷点” 裂纹探测（用红外测温技术） 四、裂纹的无损探测法 （一）、目视光学检测法 （二）、渗透法：在金属表面涂上具有浸透性的某种有色液体，擦拭以后能显示裂纹。 （三）、磁粉法：裂纹会留下磁粉，检查后要进行退磁处理。 （四）、射线探测法：常用易于穿透物质的X，r射线，此种方法费用较高。 （五）、超声波探测法:高频超声波（110MHz）射入到检测物的内部，如遇到内部缺陷，则一部分射入的超声波在缺（六）、声发射检测法：在声发射检测中，信号是缺陷在应力作用下自发产生的，从接收到来自缺陷的声信号推知缺陷的存在和其所处状态。因为缺陷主动参与检测，这是声发射检测与其他无损检测法的最大区别。声发射法可更客
11、观的评价运行中设备的安全性和可靠性。声发射检测有如下特点 1、需对设备外加应力， 2、灵敏度高，检查覆盖面积大，不会漏检，可以远距离监测。 3、可在设备运行状态中进行 4、不能反映静态缺陷情况 （七）、涡流检测法：利用涡流裂纹探测器进行检测，原料是探测器接触裂纹时，使探测器线圈的阻抗减弱而引起电压的变化。 五、磨损的油液污染监测法 （一）、油液光谱分析法：油样光谱分析磨屑粒度一般能在小于10微米进行取样，但不能给出磨损颗粒的尺寸、形状，因此适用于早期的、精密的磨损诊断。 （二）、油液铁谱分析：能提供磨损残渣的数量、粒度、形态和成分四种参数，通过研究即可掌握有关的磨损情况。微粒100m （三）、磁塞分析法：它是用肉眼直接观察残渣的大小、数量和形状，从而判断机器零件的磨损状态。它适用于磨粒残渣大于70微米的情况
