《工程机械检测与故障诊断 教学课件 ppt 作者 赵常复 等 第1章 概 论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程机械检测与故障诊断 教学课件 ppt 作者 赵常复 等 第1章 概 论（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、34603z1,主编,第1章 概 论,第1章 概 论,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述 1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,1)工程机械运营企业，配置故障检测与诊断系统能减少事故停机率，具有很高的收益/投资比。 2)工程机械运营企业，配置故障检测诊断系统能延长设备维修周期，缩短维修时间，为制订合理的维修制度提供基础信息，可极大地提高经济效益。 3)从社会宏观角度上看，设备维修费用是一笔巨大的数目，而实施故障诊断带来的经济效益是巨大的。 4)我国的公交运营企业每年用于设备大修、小修及处理故障的费用一般占固定资产原值的30%50%。 1.
2、1.1 工程机械术语解释 1)工程机械技术状况：定量检测得到的表征某一时刻工程机械外观和性能参数值的总合。,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,2)工程机械故障：工程机械部分或完全丧失工作能力的现象。 3)故障现象：故障的具体表现。 4)故障树：表示工程机械故障因果关系的分析图。 5)工程机械检测：确定工程机械技术状况或工作能力而进行的检查和测量。 6)工程机械诊断：在不解体(或仅卸下个别小件)条件下，确定工程机械技术状况或查明故障部位、原因而进行的检测、分析与判断。 7)诊断参数：供诊断用的、表征工程机械总成及机构技术状况的数值。 8)诊断周期：工程机械诊断的间隔时间。,1.1 工程机械
3、检测与故障诊断技术概述,9)诊断标准：工程机械诊断方法、技术要求和限值等的统一规定。 10)工程机械检测与诊断站：从事工程机械检测与诊断的企业性机构(暂在维修企业)。 1.1.2 工程机械检测与诊断的目的 1)能及时地、正确地对各种异常状态或故障状态作出诊断，预防或消除故障，对设备的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，以期把故障损失降低到最低水平。 2)保证设备发挥最大的设计能力。 3)通过检测、故障分析、性能评估等，为设备结构改造、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息。,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,1)现代生产设备向大型化、连续化、快速化、自动化方向发
4、展，一方面在提高生产率、成本、节约能源和人力等方面带来很大好处；但另一方面，由于设备故障率增加和因设备故障停工而造成的损失却成十倍，甚至成百倍地增长，维修费用也大幅度增加。 2)高新技术的采用对现代化设备的安全性、可靠性提出越来越高的要求。 3)现有大量生产设备的老化要求加强安全检测和故障诊断。 1.1.3 工程机械技术状况变化的标志 工程机械是由成千上万个零件组成的系统，随着使用时间的延长和行驶里程的增加，零件的形状、组织结构或表面质量等都不可避免地要遭到破坏，相互之间的配合状况和位置精度也逐渐变差，从而导致系统性能的退化，使用可靠性降低。,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,(1)工程
5、机械运行能力下降 工程机械运行能力下降，即动力性变差，具体表现为：工程机械最高行驶速度降低、最大爬坡度减小、加速能力及牵引能力下降等。 (2)工程机械燃油、润滑油消耗增加 发动机由正常工作期进入磨损极限期，零件间的配合间隙增大，工程机械的燃油、润滑油消耗量将明显增加。 (3)工程机械工作可靠性变差 工程机械制动性能下降，车辆因故障停修次数增多、故障频率提高、运输效率降低等，使安全行车无保障，则表明工程机械设备工作可靠性变差。 1.1.4 影响工程机械技术状况变化的因素 1.工程机械结构设计制造质量的影响 2.配件质量对工程机械设备技术变化的影响,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,3.燃油
6、品质的影响 4.润滑油、脂品质的影响 5.运行条件的影响 (1)气温 温度过高或过低都不利于工程机械正常工作。 (2)道路条件 在良好道路上行驶的工程机械，行驶速度能得到发挥，燃油经济性较好，零件磨损较小，使用寿命长；反之，在坏路上行驶时，工程机械制动次数增多，换挡频繁，加剧离合器摩擦片、制动鼓与制动蹄片的磨损，弹簧易疲劳，都将缩短零件或总成的使用寿命。 (3)使用因素的影响 使用因素包括多方面,如驾驶操作方法、装载是否均匀合理以及行驶速度等。 1)驾驶操作。,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,2)装载质量。 3)行驶速度。,1.tif,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,图1-1
7、工程机械总质量与 发动机磨损量的关系,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,图1-2 发动机转速与 磨损量的关系,1.1 工程机械检测与故障诊断技术概述,6.维修质量的影响 (1)维护质量 维护质量的好坏，将直接影响零件的磨损速度和设备使用寿命。 (2)修理质量 工程机械设备通过修理能及时恢复其完好的技术状况。 1.1.5 工程机械零件的磨损规律,图1-3 工程机械零件典型磨损曲线,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,1.2.1 工程机械故障的基本形式 工程机械及其零、部件的故障基本形式大致可分为：损坏、退化、松脱、失调、堵塞及渗漏、整机及子系统故障等类型，它们主要包括： 1.
8、2.2 工程机械故障诊断技术的定义 工程机械设备故障诊断技术就是在设备运行中或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。 1.2.3 工程机械故障诊断技术的内容 工程机械设备故障诊断内容包括状态检测、分析诊断和故障预测三个方面，其具体实施过程可以归纳为以下四个方面：,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,(1)信号采集 设备在运行过程中必然会有力、热、振动及能量等各种量的变化，由此产生各种不同信息，根据不同的诊断需要，选择能表征设备工作状态的不同信号，如振动、压力、温度等，是十分必要的。 (2)信号处理 这是将采集的信号进行分类
9、处理、加工，获得能表征机器特征的过程，也称特征提取过程，如振动信息从时域变换到频域进行频谱分析即是这个过程。 (3)状态识别 将经过信号处理获得的设备特征参数与规定的允许参数或判别参数进行比较、对比以确定设备所处的状态，是否存在故障及故障的类型和性质等，为此应正确制订相应的判别准则和诊断策略。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,(4)诊断决策 根据对设备状态的判断，决定应采取的对策和措施，同时应根据当前信号预测及设备状态可能发展的趋势，进行趋势分析，上述诊断内容可用图1-4来表示。,图1-4 设备诊断过程框图,1.2.4 工程机械故障诊断技术的分类,1.2 工程机械检测与故障诊
10、断技术基本概念及参数,工程机械故障诊断技术根据对象、目的等不同可以有各种分类方法。 1.按目的和要求分类 (1)功能诊断与运行诊断 功能诊断是对新安装的机器设备或刚维修的设备检查其功能是否正常，并根据检查结果对机组进行调整，使设备处于最佳状态；而运行诊断是对正在运行的设备进行状态诊断，了解其故障的情况，其中也包括对设备的寿命进行评估。 (2)定期诊断和连续诊断 定期诊断是每隔一定时间对监测的设备进行测试和分析；连续诊断是利用现代测试手段对设备连续进行监控和诊断。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,(3)直接诊断与间接诊断 直接诊断是直接根据主要零部件的信息确定设备状态，如主轴的
11、裂纹、管道的壁厚等；当受到条件限制无法进行直接诊断时就采用间接诊断，间接诊断是利用二次诊断信息判断主要部件的故障，多数二次诊断信息属于综合信息，如利用轴承的支承油压来判断两根转子对中状况等。 (4)常规工况与特殊工况诊断 大多数是在机器设备常规运行工况下进行监测和诊断的，有时为了分析机组故障，需要收集机组在起停时的信号，这时就需要在起动或停机的特殊工况下进行监测和诊断。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,(5)在线诊断和离线诊断 在线诊断是指对于大型、重要的设备为了保证其安全和可靠运行，需要对所监测的信号自动、连续、定时的进行采集与分析，对出现的故障及时做出诊断；离线诊断是通过
12、磁带记录仪或数据采集器将现场的信号记录并储存起来，再在实验室进行回放分析。 2.按完善工程分类 (1)简易诊断 利用一般简易测量仪器对设备进行检测，根据测得的数据，分析设备的工作状态。 (2)精密诊断技术 利用较完善的分析仪器或诊断装置，对设备故障进行诊断，这种装置配有较完善的分析、诊断软件。 1.2.5 工程机械故障诊断技术的基本方法,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,设备故障的复杂性和设备故障与征兆之间关系的复杂性，决定了设备故障诊断是一种探索性的过程。 1.传统的故障诊断方法 2.故障的智能诊断方法 3.工程机械设备故障信息的获取方法 (1)直接观测法 应用这种方法对机器
13、状态做出判断主要靠人的经验和感官，且限于能观测到的或接触到的机器零部件。 (2)参数测定法 根据设备运动的各种参数的变化来获取故障信息是广泛应用的一种方法。 (3)磨损残渣测定法 测定机器零部件如轴承、齿轮、活塞环等的磨损残渣在润滑油中的含量，也是一种有效的获取故障信息的方法。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,(4)设备性能指标的测定 设备性能包括整机及零部件性能，通过测量机器性能及输入、输出量的变化信息来判断机器的工作状态也是一种重要方法。 4.工程机械设备故障的检测方法 (1)振动和噪声的故障检测 1)振动法：对机器主要部位的振动值如位移、速度、加速度、转速及相位值等进行
14、测定，与标准值进行比较，据此可以宏观地对机器的运行状况进行评定，这是最常用的方法。 2)特征分析法：对测得的上述振动量在时域、频域、时-频域进行特征分析，用以确定机器各种故障的内容和性质。 3)模态分析与参数识别法：利用测得的振动参数对机器零部件的模态参数进行识别，以确定故障的原因和部位。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,4)冲击能量与冲击脉冲测定法：利用共振解调技术测定滚动轴承的故障。 5)声学法：对机器噪声的测量可以了解机器运行情况并寻找振动源。 (2)材料裂纹及缺陷损伤的故障检测 1)超声波探伤法：该方法成本低，可测厚度大，速度快，对人体无害，主要用来检测平面型缺陷。
15、2)射线探伤法：主要采用和射线；该法主要用于展示体积型缺陷，适用于一切材料，测量成本较高，对人体有一定损害，使用时应注意。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,3)渗透探伤法：主要有荧光渗透与着色渗透两种，该法操作简单、成本低，应用范围广，可直观显示，但仅适用于有表面缺陷的损伤类型。 4)磁粉探伤法：该法使用简便，较渗透探伤更灵敏，能探测近表面的缺陷，但仅适用于铁磁性材料。 5)涡流探伤法：这种方法对封闭在材料表面下的缺陷有较高检测灵敏度，它属于电学测方法，容易实现自动化和计算机处理。 6)激光全息检测法：它是20世纪60年代发展起来的一种技术，可检测各种蜂窝结构、叠层结构、高压
16、容器等。 7)微波检测技术：它也是近几十年来发展起来的一种新技术，对非金属的贯穿能力远大于超声波方法，其特点是快速、简便，是一种非接触式的无损检测。,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,8)声发射技术：它主要对大型构件结构的完整性进行监测和评价，对缺陷的增长可实行动态、实时监测且检测灵敏度高，目前在压力容器、核电站重点部位及放射性物质泄漏、输送管道焊接部位缺陷等方面的检测获得了广泛的应用。 (3)设备零部件材料的磨损及腐蚀故障检测 1)光纤内窥技术：它是利用特制的光纤内窥技术直接观测到材料表面磨损及腐蚀情况。 2)油液分析技术：油液分析技术可分为两大类，一类是油液本身物理、化学性能分析；另一类是对油液中残渣的分析。 (4)温度、压力、流量变化引起的故障检测 机器设备系统的有些故障往往反映在一些工艺参数，如温度、压力、流量的变化中。 (5)诊断参数的选择和判断标准,1.2 工程机械检测与故障诊断技术基本概念及参数,1)诊断参数的选择。 诊断参数的多能性。一个参数的多能性应理解为它能全面地表征诊断对象状态的能力。机械中的一种劣化或故障可能引起很多状态参数的变化，而这些
