机械故障诊断73683.docVIP

机械故障诊断 故障是机械可靠性与维修研究的前提条件。在机械的设计与使用中, 如何有效地预防、控制和排除各种故障, 发挥机械的最大功效一直是人们研究的重要课题。 一、机械故障诊断的含义 机械故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。油液监测、振动监测、噪声监测、性能趋势分析和无损探伤等为其主要的诊断技术方式。, 运行可靠; 二是要/物尽其用0, 保证设备发挥其最大效益; 三是要保证设备如将有故障或已发生故障, 能及时而正确地诊断出来, 加以维修, 以减少维修时间, 提高维修质量, 应使重要的设备能按设备状态进行维修(即视情维修或预知维修), 改变目前的按时维修的维修体制。 对机械设备的诊断: 一是防患于未然, 早期诊断; 二是诊断故障, 分析情况, 采取措施。可将设备诊断过程概括如下图所示的框图。 三、机械使用与技术状态的变化 随着有害过程的发展, 首先将使零部件出现损伤, 具体表现为磨损、变形、裂纹、疲劳、腐蚀等, 损伤的出现使机械零部件的结构参数发生变化, 如尺寸公差、形位公差、配合间隙等的改变。结构参数的变化又导致了机械功能输出参数发生变化, 如机械的输出功率、速度等的改变。随着损伤程度的进一步扩大, 机械零部件的结构参数逐渐超出允许值。若机械零部件的结构参数超出允许值, 而功能输出参数并未超出允许极限范围,则认为机械出现了潜在故障, 对应状态为失常状态, 此时应通过维护进行消除若结构参数超限后, 功能输出参数也超出允许值, 则认为机械发生了功能故障, 对应状态为故障状态, 此时应修理排除相应故障。若机械经过长时间使用后, 其主要零部件的结构参数都达到极限值, 且系统功能输出参数严重超限, 使用的经济性明显下降, 此时机械处于极限技术状态, 需要进行大修或更新。 四、机械故障特性分析 机械故障是与磨损、腐蚀、疲劳、老化等机理分不开的, 根据机械故障形成的一般过程, 机械故障主要有以下五种特性： 1、潜在性。机械在使用中会出现各种损伤, 损伤引起零部件结构参数发生变化, 当损伤发展到使零部件结构参数超出允许值时, 机械即出现潜在故障。由于机械设计存在一定的裕度安全系数, 因此即使某些零部件的结构参数超出允许值后, 机械的功能输出参数仍在允许的范围内, 也即机械并未发生功能故障。从潜在故障发展到功能故障一般具有较长的一段时间, 因为通过润滑、清洁、紧固、调整等手段, 可以消除或减缓损伤的发展, 使潜在故障得到一定程度的控制甚至消除。机械故障的潜在性可通过维护保养来减少功能故障的发生,从而大大延长了机械的使用寿命。 2、渐发性。磨损、腐蚀、疲劳、老化等过程的发生与时间关系密切，因此机械的损伤是逐步产生的, 零部件的结构参数也是缓慢变化的, 机械的性能参数也是逐渐恶化的。绝大多数故障可能事先通过仪器进行测试和监控,故障发生的概率与机械运转的时间有关, 机械使用时间越长, 发生故障的概率就越大。故障的渐发性使机械的多数故障可以预防, 故障诊断、视情维修就是建立在这一基础上的。 3、耗损性。机械磨损、腐蚀、疲劳、老化等过程伴随着能量与质量的变化, 其过程是不可逆转的。表现为机械老化程度逐步加剧, 故障越来越多。随着使用时间的增加, 局部故障的排除虽然能恢复机械的性能, 但机械的故障率仍不断上升, 新的故障将不断出现。同时损伤的消除也是不完全性的, 维修不可能使机械的性能恢复到使用前的状态。机械故障的耗损性决定了机械维修级别与深度的差异, 同时机械故障分布模型也不能简单用指数分布来描述。 4、模糊性。机械使用中, 由于受到各种使用及环境条件的影响, 其损伤与输出参数的变化都具有一定的随机性与分散性, 同时, 由于材料与制造等因素的影响, 机械的各种极限值、初始值也具有不同的分布, 同一机械,在不同的使用环境下, 输出参数随时间也具有不同的分布, 从而导致参数变化及故障判别标准都具有一定的分散性, 使机械故障的发生与判别标准都具有一定的模糊性。机械故障的模糊性给机械故障的诊断与判别增加了一定的难度, 也要求机械故障的研究必须宏观与微观相结合。 5、多样性。机械使用中, 由于磨损、腐蚀、疲劳、老化过程的同时作用, 同一零部件往往存在多种故障机理, 产生多种故障模式, 如轴的弯曲变形、磨损、疲劳断裂等，这些故障不仅故障机理与表现形式不同, 而且分布模型及在各级的影响程度也不同, 使故障呈现出多样性。机械故障的多样性要求对故障按不同机理与模式单独进行研究。 五、机械故障诊断的发展趋势 设备故障诊断技术与当代前沿科学的融合, 是设备故障诊断技术的发展方向。当今故障诊断技术的发展趋势是传感器的精密化、多维化、诊断理论、诊断模型的多元化, 诊断技术的智能化, 表现在如下