8.机械故障诊断技术--油液分析要点.ppt

机械设备故障诊断技术　　　　　　　　　----油液分析技术 北京科技大学 机械工程学院 阳建宏 2010.04 信号处理方法 油液分析 油液分析 油液分析的概述 磨屑的形貌特征 油液分析的常用方法 应用分析 概述 油液分析适用于不便于振动监测的设备，尤其是低速回转机械及往复机械 液压油和润滑油广泛应用于机械设备，机器运行时，在油液中携带大量设备运行状态的信息。 机械零件间摩擦磨损产生磨屑，其磨粒进入润滑油后，使油质劣化 不同磨损阶段其磨屑颗粒的大小、多少以及其形貌都有明显的不同 磨屑的化学成分的测定，有助于判别什么零件受到损伤 概述 概述 分析磨屑大小及数量情况 —分析零件磨损到什么阶段 辨识磨屑的金属化学成分 —分析那些零件受到磨损 分析磨屑形貌 —分析零件的故障机理 概述 润滑油中20中元素的来源 概述 获取磨屑的方法： 光谱分析：磨屑的有效尺寸范围为0.1～10μm,对大于2μm的微粒，检测效率大为降低 铁谱技术：有效的检测从1μm到上百微米量级的微粒 磁塞技术：有效的检测上百微米甚至毫米级的颗粒 油液分析 油液分析的概述 磨屑的形貌特征 油液分析的常用方法 应用分析 磨屑的形貌特征 由于机械设备摩擦副两表面间存在以下不同的因素 使得设备的磨损类型也不相同，从而磨损所产生的磨损颗粒也各不相同，都有不同的形貌特征。 磨屑的形貌特征 正常磨损颗粒 机器在正常运转状态下由于滑动摩擦所产生的磨粒 当摩擦副正常磨合时，其表面会形成一层光滑表层，称为剪切混合层，其厚度约为1 μm 剪切混合层在摩擦力的周期性反复作用下会因疲劳而产生小片剥落，形成正常的摩擦磨粒 这个表层不断剥落又不断新生，形成了一个动 的稳定的磨损表面 磨粒的特点: ▲ 磨粒呈薄片状，具有光滑的表面； ▲ 其长轴尺寸范围从0.5～15μm，甚至更小； ▲ 其厚度在0.15～1 μm 之间； ▲ 长轴尺寸与厚度之比大约为3 ：1～10 ：1 磨屑的形貌特征 疲劳磨损磨粒 摩擦副两表面作相对运动，特别是滚动时，在交变接触应力的作用下，应力集中的区域会发生材料疲劳。 磨屑的形貌特征 磨料磨损颗粒 也称为切削磨损：由于硬质颗粒或硬凸起的切削作用而造成的摩擦副表面材料脱落的现象。 磨料磨损颗粒的形态与机加工产生的切屑几乎完全一致，只是处于显微数量级，在高倍光学显微镜下有轻微金属光泽。 磨屑的形貌特征 粘着磨损磨粒 负载或速度过高时，润滑油膜破裂，接触应力超过摩擦副表面材料的屈服强度，接触点发生形变直至固相焊合。 在切应力作用下，接触点沿强度较弱处断开，摩擦副表面材料从一个表面转移到另一个表面。 粘着磨损按严重程度可分为：擦伤、划伤和咬死。 磨粒的特点: ▲ 表面粗糙，可以看到滑动的条纹、严重拉毛、轮廓不规则 ▲ 有时呈现出不同程度的回火色，甚至会出现两种材料固相焊合现象。 ▲ 尺寸范围大于15 μm ▲ 长轴尺寸与厚度之比大约为6 ：1～10 ：1 磨屑的形貌特征 腐蚀磨损磨粒 因表面与腐蚀性介质发生化学或电化学反应造成材料损失 机械摩擦破坏了金属表面层氧化膜的保护作用 腐蚀磨损是机械摩擦和化学腐蚀同时反复交替作用的结果 磨粒的特点: ▲ 极细和极均匀的亚微米级黄褐色颗粒 ▲ 没有金属光泽 ▲ 大多数腐蚀磨损磨粒的粒度小于光学显微镜分辨率 ▲ 不显示任何铁磁性 磨屑的形貌特征 铁的氧化物颗粒 铁的氧化物分为红色氧化物和黑色氧化物 红色氧化物－－多晶体团粒的粒度较大，无 清晰边缘，无光泽；在可见 光和偏振光下均呈橙黄或桔 红色，不表现磁性。 黑色氧化物－－ 粗糙不平的岩石状，颜色为