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设备故障和诊断第1页/共50页第2页/共50页第六章 设备故障和诊断引言故障是设备在寿命周期内必然发生的现象。从设备的设计、制造、安装、维护过程中尽量减少和延迟故障事件；从设备状态监测和设备故障诊断中，提高故障发生的预知性，以便采取适当措施。故障监测和诊断技术发展迅速第3页/共50页第六章 设备故障与诊断§目录本章主要内容：第一节 故障的概念 第二节 故障的典型模式和原因第三节 故障分析和改进管理第四节 诊断技术和状态监测第4页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障本节主要讲授内容:一 故障的定义二 设备的可靠度与故障率（了解）三 设备的典型故障率曲线四 故障的分类五 设备事故(增)第5页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障一 故障的定义故障：设备在规定时间内、规定条件下丧失规定功能的状况。规定功能的丧失、设备异常、缺陷等都属于设备故障设备故障和设备可靠性对应。可修复故障不可修复故障第6页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障二 设备的可靠度与故障率（了解）设备的可靠度：在规定条件下和规定时间内能够实现其功能的概率，用R表示，它是时间的函数，为R(t)，并且0≤R(t)≤1设F(t)为累计故障率或不可靠度，则第7页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障二 设备的可靠度与故障率（了解）故障概率密度函数：单位时间内发生故障的概率因为：所以：设λ(t)为故障率，则上式为:故障率与可靠度的关系当故障率为常数时:第8页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障三 设备的典型故障率曲线通过大量的实践证明，可维修设备的故障率λ（t）随着设备使用期的延续，而呈现三个不同趋势的阶段。典型的故障率分布曲线是下图所表示的浴盆曲线，它将使用维修期间的设备故障状态分为三个时间： 第9页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障三 设备的典型故障率曲线早期故障期(0≤t＜t1)这一时期的特点是故障率由高到低，故障是由于设计、制造、装配等缺陷以及操作不熟练等原因造成的。随着故障的排除,故障逐步减少、早期故障相当于设备的安装试车阶段，经过磨合、调整，设备将进入正常工作阶段。当设备进行大修理或技术改造后，早期故障期将再次出现。 第10页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障三 设备的典型故障率曲线偶发故障期（t1=tt2）这一时期的特点是故障率基本保持不变，即λ(t) =（常数），其可靠度R（t）是指数分布。在偶发故障期故障是随机产生的，多数由于设备零件某些无法预测的缺陷所引起。因为设备保养工作随时将这些故障排除，此时期成为设备的最佳工作期，这对应着设备的正常磨损阶段。 第11页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障三 设备的典型故障率曲线耗损故障期（t2=t=Ti，Ti为两次大修间的正常工作时间）这段时期的特点是设备故障率急剧升高。由于大多数零部件经过长期的运转，磨损严重增加了产生故障的机会。应在这一时期出现前不久，进行预防维修，或在这一时期刚出现时，进行设备小修，可以防止故障大量涌现，降低故障率和维修工作量。 第12页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障四 故障的分类第13页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.1 设备的故障五 设备事故(增)一般事故重大事故特大事故责任事故质量事故自然事故第14页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.2 故障的典型模式和原因本节主要讲授内容:一 机械设备中常见的故障模式二 故障产生的原因第15页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.2 故障的典型模式和原因一 机械设备中常见的故障模式异常振动、磨损、疲劳、裂纹、破裂、过度变形腐蚀、剥离、渗漏、堵塞、松弛、溶融，蒸发绝缘劣化、异常声响、油质劣化、材质劣化、其它。第16页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.2 故障的典型模式和原因一 机械设备中常见的故障模式属于机械零部件材料性能方面：疲劳、断裂、裂纹、蠕变、过度变形、材质劣化等；属于化学、物理状况异常方面：腐蚀、油质劣化、绝缘绝热劣化、导电导热劣化、浴融、蒸发等；属于设备运动状态方面：振动、渗漏、堵塞、异常噪声等；多种原因的综合表现：磨损。第17页/共50页第六章 设备故障和诊断§6.2 故障的典型模式和原因一 机械设备中常见的故障模式损坏型故障模式：断裂、碎裂、开裂、点蚀、烧蚀、击穿、变形、拉伤、龟裂、压痕等。退化型故障模式：老化、变质、剥落、异常磨损等松脱型故障模式：松动、脱落等。失调型故障模式：压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等。堵塞与渗漏型故障模式：堵塞、气阻、漏水、漏气、渗油等。性能衰退或功能失效型故障模式：功能失效、性能衰退、异响、过热等。 第18页/共50页第六章 设