机械故障诊断学第1章.ppt

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1、设备状态监测与设备状态监测与故障诊断故障诊断2008级硕士研究生课程 2009年2月27日 李群明 钟秉林钟秉林钟秉林钟秉林,黄仁黄仁黄仁黄仁,机械故障诊断学机械故障诊断学机械故障诊断学机械故障诊断学(第第第第3 3版版版版),),北京北京北京北京:机械工业出机械工业出机械工业出机械工业出版社版社版社版社,2007;(,2007;(第第第第1 1版版版版,1997),1997)陈长征陈长征,胡立新等胡立新等,设备振动分析与故障诊断技术设备振动分析与故障诊断技术,科学出科学出版社版社,2007,2007 杨国安杨国安,机械设备故障诊断实用技术机械设备故障诊断实用技术,中国石化出版社中国石化出版社

2、,2007,2007 屈梁生屈梁生,机械故障的全息诊断原理机械故障的全息诊断原理,科学出版社科学出版社,2007,2007 杨志伊杨志伊,郑文郑文,设备状态监测与故障诊断设备状态监测与故障诊断,中国计划出版社中国计划出版社,20062006 张来斌等张来斌等,机械设备故障诊断技术及方法机械设备故障诊断技术及方法,石油工业出版社石油工业出版社,20002000 张安华张安华,机电设备状态监测与故障诊断技术机电设备状态监测与故障诊断技术,西北工业大学西北工业大学出版社出版社,1995,1995参考教材第1章 绪 论1-1 故障诊断的意义、内容、方法1-2 故障诊断技术的发展1-3 计算机辅助监视诊

3、断系统的主要环节及诊断策略1-4 故障诊断与机械系统可靠性及维修性的关系1.故障诊断的意义：保障生产安全、改革设备维修制度、提高生产率。2.故障的含义：设备在规定时间、规定条件下丧失规定功能的状况机械系统偏离功能；功能失效。3.状态监测：对设备的运动状况进行日常的、连续的、规范的工作状态的检查和测量4.故障诊断技术：是了解、掌握设备在使用中的状态，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及其原因，并预报故障发展趋势的技术。1-1 1-1 故障诊断的意义、内容、方法故障诊断的意义、内容、方法5.故障诊断基本内容：设备运行状态的监测利用监测信息，判断是否正常？发现故障苗头；设备运行状态的趋势预报利用

4、运行状态的发展趋势，预知设备的劣化速度，为生产安排、维修计划做准备。故障类型、程度、部位和原因的确定为诊断决策提供依据。6.故障诊断方法：按诊断环境分类：离线与在线诊断；按监测手段分类：振动监测诊断法、噪声监测诊断法、温度监测诊断法、声发射监测诊断法、压力监测诊断法、油液监测诊断法、金相分析诊断法等；按诊断方法、原理分类：频域诊断法、时域诊断法、统计分析法、信息理论分析法、模式识别法、人工神经网络、专家系统等等；按诊断对象分类：军械装备，矿山机械、选矿机械、旋转机械等。总体：第二次世界大战中，认识到这种技术的重要性；第二次世界大战后，因对应技术未发展而发展不快；60年代后，电子技术、计算机技术

5、发展、1965年FFT方法和对应的数字信号处理和分析技术的发展为设备诊断技术奠定了技术基础。1-2 故障诊断技术的发展美国：1967年成立美国机械故障预防小组，在航空、航天、军事、核能等尖端部门目前处于领先地位。英国：70年代初成立机器保健与状态监测协会，在摩擦、磨损、汽车、飞机发动机监测与诊断具有领先地位。欧洲一些国家：瑞典SPM公司-轴承监测技术，AGEMA公司-红外热像技术；丹麦B&K公司-振动、噪声监测技术；挪威-舰船诊断技术。日本：70年代起步，在民用工业（钢铁、化工、铁道等）有优势。中国：1979年第一次办学习班，80年代初开始，目前在石化、冶金、电力等行业应用较好，在其它领域逐步

6、展开。1.以监测仪表为主体的监测装置：如Bently序列、Philips序列等，由传感器和指示仪表构成，主要用于监测振动。缺点：幅值监测不能动态过程特征；强烈振动前，故障征兆不明显；仪表无分析功能，靠人工经验判断。2.监测仪表配备软硬件装置：由传感器+频谱分析仪构成，具有频谱分析、谱阵图、波特图、轴心轨迹图等功能。缺点：不能自动判断，诊断依赖于领域专家；不能预防突发性故障；大型设备结构复杂，故障与征兆无一一对应关系，难免误诊断。3.计算机辅助监测与诊断系统：由传感器+接口装置+计算机（含人工智能技术）组成。可实时监测和自动诊断，是机械工况监测与故障诊断的主要发展领域。（目前无商品供应，但国内外

7、有这种系统的开发与应用）三种层次的监测方法：一些诊断技术极其应用范围：（见下表）1-3 计算机辅助监视诊断系统的主要环节 及诊断策略1.工况监测与故障诊断系统的主要环节2.计算机辅助监测、诊断方案1-4 故障诊断与产品可靠性及维修性的关系1.产品可靠性与故障诊断的关系n可靠度：产品无故障概率，可靠度函数 R（t）n故障概率：F（t）2.产品可维修性与故障诊断的关系产品可维修性与故障诊断的关系可靠性可靠性:产品是否经久耐用产品是否经久耐用可维修性可维修性:产品发生故障后是否容易诊断和修复产品发生故障后是否容易诊断和修复利用率利用率:可修复产品在某一时间内可修复产品在某一时间内,能维持其规能维持其

8、规定功能的属性定功能的属性平均无故障正常工作时间平均无故障正常工作时间停机维修时间停机维修时间预知知维修的意修的意义:状状态维修修2.设备维修制度的改革事后维修制度-POM(Postmortem Maintenance)早期维修制度。特点：不坏不修，应用于小型设备。预防维修制度-PM（Preventive Maintenance）又称以时间为基础的维修制度TBM（Time Based Maintenance）或计划维修制度。特点：静态维修制度。当设备到了计划规定的台小时，或吨公里进行强制维修，大多数工交企业仍采用。预知维修制度-PRM（Predictive Maintenance）又称为以状态为基础的维修制度CBM(Condition Based Maintenance)。特点：以状态监测为基础，根据设备运行状态的实际优劣程度决定维修时间和维修规模，是动态维修制度，是发展方向。