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1、机械故障诊断技术机械故障诊断技术2009年3月技术培训技术培训中国石油大学（北京）段礼祥博士副教授中国石油大学（北京）段礼祥博士副教授2/20第二章设备主要诊断方法1、振动诊断法：是主要使用的方法1、振动诊断法：是主要使用的方法2、噪声诊断法：声压、声强法3、油液分析法：铁谱、光谱法3、油液分析法：铁谱、光谱法4、无损检测法：超声、声发射技术5、温度检测法：接触法、红外法6、应力、应变法7、其它方法：压力法、电流法、转速法等3/20振动诊断法通过振动传感器测试机体振动，对幅值、频谱幅值、频谱进行分析，对各种故障进行诊断。设备检测视频设备检测视频1 1设备检测视频2设备检测视频24/20振动时域
2、波形5/20振动频域图6/20振动诊断中的关键环节1、测点选择：分析设备结构。2、采集参数：采集频率fc满足:fcfh/2,fh-最高频率采集数据长度(段数,1024点/段):一般取60段,fc=20kHZ。若需进行细化分析，尽可能长。3、采集方便性：使用预设采集文件4、故障分析：1）自动分析：诊断库技术，解决大数据量问题；2）人工分析：解决精密诊断问题。7/202# 信 号 线指示灯31-3：振动通道 4-7：泵效通道 8-10：备用通道 11-14：备用泵效通道 15-16：备用通道2#信号线1#信号线dbc1afe23指示灯1 指示灯2a:A/D同步 b:跟踪 c:测速 d-f：1-3通
3、道的 电荷放大器旋钮76548101291114161315AA向放大EDES-3型机械故障诊断系统(数据采集器)泵出口1# 信 号 线B并口线注水泵泵入口便携式计算机接计算机连接线1#测点：泵端轴承座 2#测点：泵腰轴承座(联轴器端) 3#测点：电机腰轴承座(联轴器端) 4#测点：电机端轴承座 5#15#测点：泵第一级至第十一 级叶轮指示灯5风扇开关电机充电开关指示灯3指示灯4B向放大接 充 电 连 接 线工作开关1采集振动数据的安装： 1.1将数据采集器和计算机放在平坦的地方后，用 并口线连接好计算机和采集器； 1.2用1#信号线连接到采集器的第1通道，并将传 感器安装到1#测点的上表面；
4、 1.3采集2-15#测点的振动数据时，只需依次将传 感器移到相应测点处。2采集轴心轨迹数据的安装： 2.1同1.1； 2.2同1.2； 2.3用2#信号线连接到采集器的第2通道，并将传 感器安装到1#测点的侧表面； 2.4采集2-4#测点的轴心轨迹数据时，只需依次 将两个传感器移到相应测点的上表面和侧表面。3采集泵效数据的安装： 3.1同1.1； 3.2用4#信号线连接到采集器的第4通道，并安装 好泵进口压力传感器； 3.3用5#信号线连接到采集器的第5通道，并安装 好泵出口压力传感器； 3.4用6#信号线连接到采集器的第6通道，并安装 好泵进口温度传感器； 3.5用7#信号线连接到采集器的
5、第7通道，并安装 好泵出口温度传感器。8/20噪声诊断法噪声诊断法振动在空气中传播形成噪声。适于诊断远距离（车辆）、不易接近（涡轮增压器）的设备。声压：声的应力值（分贝dB），n=20log10x极轻声：0-10（安静的环境）轻声：20-30 （图书馆）适中声：40-50（较静办公室）高声：60-70（大商场）甚高声：80-90（繁忙的大街）震耳欲聋：100-120声强：声的单位能量值。9/20如变速箱的诊断：变速箱的噪声水平可以从客观上反映变速箱的工作状态，而成为其质量检测的指标之一。变速箱在工作中，内部构件，如齿轮、轴承等，不断产生振动冲击。当有故障存在时，其振动强度增大，噪声水平超标。在
6、设计变速箱时，就规定了其噪声标准。噪声诊断法噪声诊断法10/20声与振动紧密地联系在一起，是源与流的关系。因振动而发声的物体即是声源，当振动以波的形式在弹性媒质中传播时，便形成声波。噪声是人类不希望听到的声音，是一种环境污染，会对人造成生理和心理的危害。因而，对噪声的监测、诊断和控制是多门学科尤其是机械工程研究的重要课题。噪声诊断法噪声诊断法11/20油液分析法油液分析法油液分析法，包括铁谱、光谱分析法等，是指通过分析设备润滑油的性能指标、颗粒物，来对磨损状态进行诊断。12/20油液分析法油液分析法1、磨损微粒分析 1）目标：确定主要磨损部位、磨损程度。 2）参数：磨粒数量、尺寸分布、成分。
7、3）仪器：铁谱、发射光谱、颗粒计数等13/202、油品变质及污染物分析1）目标：确定油的可用度及相关的系统故障及原因2）参数：油变质和污染物类型及数量 变质产物：氧化物、氮氧化物、硫化物等 污染产物：水分、烟尘、燃油残物、尘埃、乙二醇3）仪器：红外光谱、发射光谱、铁谱 3、常规理化指标分析 1）目标：确定油的可用度及相关子系统故障及原因 2）参数：粘度、水分、总碱值/酸值 不溶物/机械杂质、氧化度、腐蚀度、污染度 3）手段：粘度/闪点/水分仪、滴定法、斑点试验等14/20无损检测法无损检测法频率20000HZ 为超声波1、超声诊断系统组成1、超声诊断系统组成：超声波主机、发射、接收传感器组成。
8、检测原理检测原理：超声波遇不同的界面会返回。双探头分别发射、接收声波，根据反射波形的形状、时差决定零部件缺陷、位置。15/20超声诊断原理图超声诊断原理图设部件厚度为L，超声波速度为V，则两个脉冲间的时差T为：T=2L/VV=2L/T若在时差t处发现附加脉冲，则有缺陷发生，其位置l为l=t*V/2=tL/T16/202、声发射系统组成：2、声发射系统组成：计算机、高频2-8MHz AD卡、接收传感器组成，美国PAC公司检测原理：检测原理：接收金属内部晶格发生变形时产生的高频声音。用于诊断动（高速）、静（压力容器）设备。通过事件数、能量值来反映缺陷的情况。17/20温度检测法温度检测法1. 接触
9、法AD590:(50，150）；PT100:（50,300)；热电偶:(-50,1200)度2 .非接触法红外法测温仪：点温仪、红外热像温仪应力、应变法应力、应变法通过应变片测试设备应力、应变水平，对强度进行评度。其它方法其它方法1.压力法：负压波法进行管道泄漏检测。2.电流法：电机诊断，变频测转子、定子故障。3.转速法：无负载测功、动平衡校正。18/20时间状态FP2故障开始发生点功能故障（滚动轴承卡死）P1：振动分析可发现振动特性 发生变化，P-F间隔1-9个月P2：油液分析可检测出磨粒 P-F间隔1-6个月P3：可听见噪声 P-F间隔1-4周P4：发热P-F间隔1-5天P1P3P4各种诊断方法对故障的敏感程度各种诊断方法对故障的敏感程度P-F曲线:Pi点: 能发现故障的点；F点:显著故障点19/2020/20本章的内容您掌握了吗？
