设备状态检测与故障诊断(第1讲)
设备状态监测与故障诊断
1.设备监测目的意义保障设备安全，防止突发故障。
保障设备精度，提高产品质量和经济效益。
推进设计理念和维修制度的革新。
避免设备事故、人员伤亡、环境污染。
维护社会稳定。
2.故障分类按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障局部性故障按故障发生速度及演变过程分类：突发性故障渐进性故障按其发生的原因分类：磨损性故障错用性故障先天性故障按造成的后果分类：危害性故障安全性故障3.故障规律浴盆曲线：磨合期，正常使用期，耗损期4.故障发生的原因宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷微观上分析：疲劳，磨损，断裂，腐蚀5.零件磨损的一般规律磨合阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段6.零件变形失效塑性变形失效，弹性变形失效，蠕变变形失效，翘曲变形失效7.断裂失效塑性断裂，脆性断裂8.状态监测与故障诊断的技术方法1.振动、噪声诊断技术2. 油液分析技术3. 温度检测技术4. 无损检测技术9.振动的危害降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏10.机械振动的分类按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应（振动规律）分类: 确定性振动随机振动按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动11.机械振动要研究的内容和步骤1. 建立物理力学模型2.建立数学模型3.方程的求解4.结果的阐述12. 随机振动非确定而又具有统计规律，它们的规律不能用时间的确定性函数来描述，但又具有一定的统计规律性。
平稳随机过程与各态历经过程13. 自相关函数∑=∞→+=+nk k k Tx t x t x n t t R 11111)()(1),(lim ττ同一点不同的两个时间函数乘积称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。
它是时差 的函数，在一般情况下，它也依赖于采样时刻 t 1，反映这两个时刻的随机变量的X k （t 1）与X （t1+τ）统计联系。
状态监测与故障诊断PPT培训课件
(0~40)×R (0~1.2)×R (1.5~3.5)×R (3.5~15)×R (15~40)×R 叶片数×R 40×R ~20kHz
8.8 mm/s pk 7.6 mm/s pk 6.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 2.5 mm/s pk 3.0 g pk
R的错误与传感器有关的，与传感器相关问 题大都来自于不正确的安装方式。要做的第一件事 是检查频谱中是否有峰值出现，不仅是与电气有关 的峰值（在行频及其倍数处），还要确保存在与机 器状态相关的信息
3、测试环境的修正
测试设备运行要稳定
分析测试点要正确
4、识别运动速度频率处的峰值
1.提高设备运行的可靠性 2.减少设备故障导致的维修费用 3.提高产品的质量
常用的设备维护体制
1.故障后维修
故障后维修是指允许设备运行到故障损坏为止， 而不预先采取措施。它也被称为事后维修。 其维修理念是:任其损坏。
常用的设备维护体制
2.计划维修
计划维修是指按企业的维修计划进行的维修 其维修理念是：
设备为何发生故障
据统计，工业现场的轴承 仅有10%达到设计寿命 (1) 40%由于润滑不良造成失效
(2) 30%由于不对中等装配原因引起故障 (3) 20%是由于过载使用或制造上的原因导致故障
设备为何发生故障
设备故障产生的原因 ❖ 设计、制造 ❖ 安装的原因 ❖ 维护方法的不当 ❖ 超负荷使用
设备维护的重要性
振动 ②H 0.07 0.05 0.07 0.07
烈度
cm/s ③H 0.06 0.07 0.14 0.05
CD
④H 0.07 0.06 0.17 0.07
C泵的振动超过同类诸泵的
设备状态监测及故障诊断
设备状态监测及故障诊断近年来，为了提高设备管理与维修的现代化水平，在省设协和油田设备处的大力支持与帮助下，我厂应用状态监测及故障诊断技术，及时发现并解决了许多设备隐患，提高了设备运行可靠度，为电厂长周期、满负荷生产奠定了良好的基础。
1 开展状态监测与故障诊断工作的缘由1.1 状态监测与故障诊断是一种新的管理理念电厂生产的特点是自动化水平高、生产连续性强，一旦某台设备发生故障，将迫使机组降低负荷，甚至停机。
多年的摔打与磨练告诉我们：单凭眼看、手摸、耳听、鼻嗅等感观经验来判断设备故障已无法适应现代化生产的需要，只有开展状态监测和故障诊断工作才能彻底摆脱这种落后的管理模式。
1.2 状态监测和故障诊断是提高设备管理水平的需要我厂已搞过8次大修，在检修项目的确立和设备系统部件的更换上，虽然针对性、方向性有了很大提高，但确切性、适宜性、经济性仍有差距。
根据“四个凡是”的贯标精神要求，设备、系统的大小修的立项应更具科学性、针对性，减少盲目性，要解决这一问题，惟有开展状态监测和故障诊断。
1.3 状态监测和故障诊断是降本增效的需要。
我厂检修费用一年比一年紧缩，降本增效压力逐年递增，如何进一步降低发电成本，是摆在全厂干部职工面前的一个现实问题。
从历年大修情况来看，部分单位存在不同程度的欠修和过剩检修。
过剩检修意味着工作量加大，费用增加，造成人、财、物的浪费，而欠修将给设备运行带来隐患。
开展状态监测和故障诊断可有效避免欠修和过剩检修，做到物尽其用，达到降本增效的目的。
1.4 状态监测和故障诊断是二期投产的需要我厂二期两台机组相继投产，如果按照过去三年一大修的计划，每年至少要安排一台机组大修，甚至一年安排两台机组的大修。
我厂经过8次机组大修，积累了丰富的检修经验，对设备、系统的性能特点有了更深的了解。
特别是1999年和2000年的机组技改性大修，使设备的可靠性有了明显提高，基本具备了把机组三年一大修改为四年一大修的条件。
机械设备状态监测与故障诊断技术
（大、中、小修 ） 不足维修——新故障和潜在的故障因素
路漫漫其悠远
机械设备状态监测与故障诊断技术
第一章 概 述
2.2重要缺陷—传统的检修方式对于故障的寻找往往需要
对设备的大拆大卸才能实现，检修周期长，且检修后，设备
机械设备状态监测与故 障诊断技术
路漫漫其悠远
2020/11/18
机械设备状态监测与故障诊断技术
第一章 概述
近些年来，设备状态监测与故障诊断逐渐进入工程应用 阶段，技术日趋成熟，应用范围日趋广泛，成为现代设备维 护技术的一个重要组成部分。
一、实施设备状态监测与故障诊断的意义
1.机械设备维护的基本任务：对设备进行合理的技术维护、 及时发现异常和故障、适时采取检修措施以最大限度保证其 正常运行。 2.传统的机械设备维护方法——一定意义上的经验维护法 特点：具有相当的局限性，往往依靠人的眼看、耳听、手摸 等感观手段获取某种信息继而凭借过去的经验来加以判断。
路漫漫其悠远
齿轮座受倾翻力矩作用
机械设备状态监测与故障诊断技术
机械振动及设备故障诊断方向
轧机主传动系统故障诊断
a. 咬入
路漫漫其悠远
c.抛出
齿轮座振动纪录曲线机械设备状态监测与故障诊断技术
机械振动及设备故障诊断方向
小波分析在故障诊断中的应用
小波具有时频“聚焦”特性 高斯小波—最大熵谱分析 小波分析—AR谱 实现微弱故障诊断信号分离和提取，发现早期故障 R1减速机高速轴工作侧轴承保持架不平衡产生的故障频率 计算值3.19HZ 故障：该轴承保持架不平衡
§ 有限元计算：两向受力，一向受压，等效应力最大
设备状态检测与故障诊断
7）-1：检测仪器的选择
对 各项指标进行详细论证
数据采集的正确性、完整性和使用性，分析方 法的直观性和可读性，整套系统之间的联系及 其稳定性，系统构成的方便性，外部因素影响 恢复的方便性等等；机器的工作状态分为稳态 和瞬态，稳态下负荷和转速是相对稳定的，需 要采集的数据应该以静态数据为主，兼以少量 动态数据。静态数据：振动峰峰值、间隙电压、 1X、2X矢量、转速、时间标志等特征参数， 可以用来制作各种X——Y关系图和趋势图。
7）-1：检测仪器的选择
瞬态常指开/停车过程，也包括变负荷操作。一 般来说，满足开、停车过程数据采集是至关重 要的。要具备等时间或者等转速采样功能，在 现场仪器要具备“应变”能力——不管需要什 么形式的数据，都能够准确采集，这个要求并 不是每一个仪器厂家都能够做到的，因此，许 多商家 可以轻描淡写地介绍自己的系统具有稳 态和瞬态数据采集的能力及其响应的分析方法， 而回避数据采集的实现方式和具体的指标。
的目的就是为了了解与掌握其运行状态——正常、异 常，有序的对设备进行维护处理。在现阶段，我们应 该通过简单的趋势分析、瀑布图等手段，大力推进设 备状态评估基础工作。设备状态监测所用的仪器比较 简单便宜，易于掌握，对人员素质要求不高，适合车 间基层一级来组织实施，能够实现全员性，从而带动 整个行业水平的提高。趋势分析是量的变化，瀑布图 反应的是谱图结构的变化，如果我们日常工作能够准 确掌握，就能够避免突发性事故。
6）检测工况的选择
1） ——机器运行有不同工况，如轻载与重载、 快速与慢速、高压与低压、启动与制动等。在不 同的工况条件下机器的振动是不一样的，其振动 测量结果也会不同。通常在给机器作定期状态监 测与趋势分析时，我们一般选择机器的稳态工况 即机器在正常运行时的工况为振动测量工况，若 要给机器作故障诊断时，应在现场的条件许可下， 我们一般选择能暴露机器故障的工况作为振动测 量工况，因为这时记录下来包含有故障信息的振 动信号，对以后的频谱分析会有帮助。
设备状态检测与故障诊断
• 设备状态监测的对象一般以重点设备为主。 目前，设备状态监测方法主要有两种：
•(1)由维修人员凭感官和普通测量仪，对设备的技 术状态进行检查、判断，这是目前在 机械设备监 测中最普遍采用的一种简易监测方法。 (2)利用各种监测仪器，对整体设备或其关键部位 进行定期、间断或连续监测，以获得技术状态的 图像、参数等确切信息，这是一种能精确测定劣 化和故障信息的方法。
设备状态检测与故障诊 断
2020/12/8
设备状态检测与故障诊断
一、设备状态监测与诊断技术
的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的 仪器工具，按照规定的监测点进行间断 或连续的监测，掌握设备运行所处于的 状态，有压力、流量、温度、振动与噪 声等等。所谓的设备诊断技术，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下，根 据设备的运行技术状态，判断故障的部 位和原因，并预测设备今后的技术状态 变化。
a、 生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在 线监测系统、连续检测（投入费用较大）
b、 重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简 易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投 入费用是可以接受的）
c、 一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来 进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易 掌握，便于普及。
设备状态检测与故障诊断
B： “定人”
设备状态检测，一般都采用离线数据采集 器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决 于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比 较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与 被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得 到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的 可信度，数据检测应该由“专人”负责，即 “定人”。
大型旋转机械的状态检测与故障诊断
大型旋转机械的状态检测与故障诊断第六期全国设备状态监测与故障诊断实用技术培训班讲义大型旋转机械的状态检测与故障诊断沈立智中国设备管理协会设备管理专题交流中心2008年9月南京目录第一节状态监测与故障诊断的基本知识 (10)一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状.. 101. 状态监测与故障诊断的定义 (10)2. 状态监测与故障诊断的意义 (11)3. 状态监测与故障诊断的发展与现状 (12)二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法.. 131. 振动分析法 (14)2. 油液分析法 (14)3. 轴位移的监测 (15)4. 轴承回油温度及瓦块温度的监测 (15)5. 综合分析法 (15)三、有关振动的常用术语 (16)1. 机械振动 (16)2. 涡动、进动、正进动、反进动 (16)3. 振幅 (16)3.1 振幅 (16)3.2 峰峰值、单峰值、有效值 (17)3.3 振动位移、振动速度、振动加速度 (17)3.4 振动烈度 (18)4. 频率 (19)4.1 频率、周期 (19)4.2倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、转频 (19)4.3 通频振动、选频振动 (20)4.4 故障特征频率 (20)5. 相位 (23)5.1 相位 (23)5.2 键相器 (23)5.3 绝对相位 (24)5.4 相位差、相对相位 (24)5.4 同相振动、反相振动 (25)5.5 相位的应用 (25)6. 刚度、阻尼、临界阻尼 (27)7. 临界转速 (28)8. 挠度、弹性线、主振型、轴振型 (29)9. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动. 3010. 横向振动、轴向振动、扭转振动 (31)11．刚性转子、挠性转子、圆柱形振动、圆锥形振动、弓状回转（弯曲振动） (31)12. 高点、重点 (32)13. 机械偏差、电气偏差、晃度 (32)14. 同步振动、异步振动、亚异步振动、超异15. 谐波、次谐波（分数谐波） (33)16. 共振、高次谐波共振、次谐波共振 (34)17. 简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、随机振动 (34)18. 自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动 (37)19. 旋转失速、喘振 (38)20. 半速涡动、油膜振荡 (40)四、振动传感器的基本知识 (41)1. 振动传感器的构成及工作原理 (41)2. 振动传感器的类型 (42)3. 磁电式速度传感器 (42)4. 压电式加速度传感器 (43)5. 电涡流式位移传感器 (44)6. 常用振动传感器主要性能及优缺点 (45)第二节状态监测与故障诊断的基本图谱 (46)一、常规图谱 (46)1. 机组总貌图 (46)2. 单值棒图 (46)3. 多值棒图 (47)4. 波形图 (48)6. 轴心轨迹图 (52)7. 振动趋势图 (53)8. 过程振动趋势图 (58)9. 极坐标图 (58)10. 轴心位置图 (59)11. 全息谱图 (59)二、启停机图谱 (60)1. 转速时间图 (60)2. 波德图 (61)3. 奈奎斯特图 (63)4. 频谱瀑布图 (64)5. 级联图 (65)第三节大型旋转机组常见振动故障的机理与诊断 (66)一、不平衡 (66)二、转子弯曲 (68)三、不对中 (70)四、轴横向裂纹 (75)五、支承系统连接松动 (77)第四节故障诊断的具体方法及步骤 (79)一、故障真伪的诊断 (80)1. 首先应查询故障发生时生产工艺系统有无大的波动或调整 (80)2. 其次应查看仪表、主要是探头的间隙电压是否真实可信 (81)3. 应查看相关的运行参数有无相应的变化. 844. 应察看现场有无人可直接感受到的异常现象 (84)二、故障类型的诊断 (86)1. 振动故障类型的诊断 (87)1. 1主要异常振动分量频率的查找步骤及方法 (87)1.2 根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断 (89)2. 轴位移故障原因的诊断 (95)三、故障程度的评估 (96)四、故障部位的诊断 (99)五、故障趋势的预测 (100)附件一齿轮的故障诊断 (101)一、齿轮的常见故障 (101)1. 断齿 (101)2. 点蚀 (101)3. 磨损 (102)二、齿轮故障的特征信息 (102)1. 啮合频率及其谐波 (103)2. 信号调制和边带分析 (104)1) 幅值调制 (105)2) 频率调制 (106)3. 齿轮振动信号的其它成分 (107)1) 附加脉冲 (107)2) 隐含成分 (108)3) 滚动轴承信号及交叉调制 (108)4. 齿轮常见故障与特征频率及其谐波、以及边频带的小结 (109)三、齿轮故障的诊断方法 (110)1. 细化谱分析法 (111)2. 倒频谱分析法 (111)3. 时域同步平均法 (114)4. 自适应消噪技术 (115)附件二滚动轴承的故障诊断 (115)一、滚动轴承的常见故障 (115)1. 疲劳剥落（点蚀） (115)2. 磨损 (116)3. 胶合 (116)5. 锈蚀 (116)6. 电蚀 (116)7. 塑性变形（凹坑及压痕） (116)8. 保持架损坏 (117)二、引起滚动轴承振动的原因及其特征频率 1171. 由于结构特点引起的振动——滚动体通过载荷方向时产生的通过频率 (117)2. 由于轴承刚度非线性引起的振动 (118)3. 由于制造及装配等原因引起的振动 (118)1) 由于表面加工波纹引起的振动 (118)2) 由于滚动体大小不均匀引起的振动 (118)3) 由于轴承偏心引起的振动 (118)4) 由于轴承装歪或轴弯曲引起的振动 (118)5) 由于轴承装配过紧或过松引起的振动 (118)4. 由于润滑不良引起的振动 (119)5. 由于轴承工作表面上的缺陷引起的振动 (119)三、滚动轴承振动的固有频率和缺陷间隔频率 (121)1. 滚动轴承的固有频率 (121)1) 滚动轴承内、外圈固有频率的计算公式 (121)2) 钢球固有频率的计算公式 (122)2. 滚动轴承的缺陷间隔频率 (122)四、滚动轴承故障振动的诊断方法 (123)1. 合理选择分析频段的范围 (123)1) 低频段（0 ~ 1 kHz） (123)2) 中频段（1 ~ 20 kHz） (124)3) 高频段（20 ~ 80 kHz） (124)2. 传感器位置的选择 (124)3. 滚动轴承故障波形的评定指标及因数判断法 (125)1) 有效值X rms (125)2) 峰值X p (126)3) 波峰因数C f (126)4) 峭度β与峭度系数K (127)4. 滚动轴承的诊断方法 (128)1) 低频信号接收法 (128)2) 冲击脉冲法(SPM) (128)3) 共振解调法(IFD) (129)5. 轴承失效的四个阶段及各阶段内的主要特征频率成分 (131)第一节状态监测与故障诊断的基本知识一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状1. 状态监测与故障诊断的定义通俗地说，状态监测与故障诊断就是给机器看病。
ROZH设备状态监测与故障诊断教材
设备状态监测与故障诊断培训教材上海容知测控技术有限公司目录一、设备状态监测与故障诊断技术概述 (4)1.1设备状态监测和故障诊断技术的产生和作用 (4)1.2设备状态监测和故障诊断的含义 (5)1.3设备维修管理与设备监测诊断的关系 (8)1.4振动监测诊断技术 (10)二、设备状态监测的实施 (11)2.1设备基本资料 (11)2.2设备监测点的选择与标注 (12)2.3设备监测周期的确定 (13)2.4设备监测信息采集 (14)三、设备振动监测和诊断的理论基础 (15)3.1机械振动的分类 (15)3.2简谐振动及振动三要素 (17)3.3实际振动及振动的时域指标 (18)3.4振动的频谱 (21)四、数据采集 (23)4.1传感器知识 (24)4.2采样 (27)4.3信号处理 (28)五、设备故障基本分析方法 (29)5.1时域分析 (29)5.2频谱分析 (30)5.3趋势分析、多趋势分析、频率趋势分析 (32)5.4瀑布图 (34)5.5多时域、多频谱 (35)5.6倒谱分析 (36)5.7包络解调 (37)5.8长时域波形 (38)5.9交叉相位 (39)5.10轴心轨迹 (39)5.11波德图 (40)六、设备状态的评价 (41)6.1绝对判断标准 (41)6.2相对判断标准 (45)6.3类比判断标准 (45)6.4波峰因素评价法 (46)6.5频谱图报警法 (46)七、机械设备常见故障振动监测诊断方法 (46)7.1不平衡 (47)7.2不对中 (50)7.3机械松动 (52)7.4滚动轴承故障 (53)一、设备状态监测与故障诊断技术概述1.1设备状态监测和故障诊断技术的产生和作用有三个方面的因素成为设备状态监测和故障诊断技术产生、发展并广泛应用的驱动力，即：流程工业生产的现实需要、测试诊断技术和仪器的发展完善和国家有关的政策。
首先，设备状态监测和故障诊断技术的产生和发展是企业实际需要的结果，主要是设备的安全性、维修成本的压力。
设备状态监测与故障诊断技术设备故障诊断的基本概念
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第二节 设备故障诊断的基本方法和分类
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第一节 设备与设备故障
⑸ 按故障相关性分： 相关故障（间接故障）：由设备其他部件（非本部件）引起。如油路系 统供油故障，造成轴承断油而烧瓦故障。
非相关故障（直接故障）：因零部件的自身因素引起。
⑹ 按故障发生的时期分： 早期故障 ：由设计、加工或材料的缺陷，在设备投入运行的初期经常性 的出现故障，故障率较高。经过磨合、暴露、处理、完善后，得到改善， 如齿轮、轴承、摩擦副等的“跑合”，振动值下降。
其次，利用故障所对应的征兆来诊断故障是最常用、最成熟的 方法。以旋转机械为例(振动、频谱特性信息)：在诊断过程中， 首先分析从设备运转中获取的各种信息，提取信号中的各种 特征信息，从中获取与故障相关的征兆，利用征兆进行故障 诊断。
➢ 特点：利用征兆进行故障诊断往往是一个反复探索和求解的 过程。
2020/11/20
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第一节 设备与设备故障
三、故障原因与故障机理 故障原因是指引起故障模式的故障机理。在
应力和时间等条件下，导致发生故障的物理、化 学、生物或机械过程，称为故障机理。
如蠕变、腐蚀、磨损、冲击、疲劳、受热等。
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第一节 设备与设备故障
四、故障类型和故障模式
设备及其各分系统、各部件、各元器件的故障种类繁 多，表现形式多样。其故障类型分法如下：
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“浴盆”曲线（Bath-tub Curve）
故 障 率
早期
使用期
后期
设备状态监测与故障诊断技术状态监测与故障诊断应用实例分析精品PPT课件
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当时该厂实施企业量化管
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理的一个亮点。
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五、涤纶短纤维后处理装置齿轮箱故障
口、轴头磨损，键损
伤，齿轮孔磨损、键
图7-8 该齿轮箱输入轴与键
槽磨损且存在少许压 溃，如图7-8至图7-11
所示，与先前判断相
符。
采取停机更换齿轮箱。
图7-9 输入轴键槽划口情况
图7-10 键损伤情况
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图7-11 齿轮轮毂孔、键槽情况
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四、涤纶短纤维纺丝计量泵减速机简易测振(仪)
出现塑形变形
更换齿轮
2倍啮合频率
图7-12 齿轮箱B第二次修后谱图
图7-11 齿轮箱B第二次修前谱图
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总结齿轮箱B的故障诊断经验，我们可以得出这样 一个结论：①边带频是比齿轮啮合频率本身更好的齿轮 故障的指示；②一般地，可用啮合频率与其周围边带频 的幅值差来指示齿轮的好坏，幅值差越小，故障程度越 严重。更有甚者，边带频超过啮合频率本身的情况，如
第七章 状态监测与故障诊断应用实例
学习目标
通过对本章的典型案例分析讲解： 加深对前述章节的理解； 加强应用理论知识解决实践问题能力的训练。
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第一节 典型应用案例
设备状态检测与故障诊断1
设备状态检测与故障诊断
绪 论
故障诊断的基础是建立在能量耗散原理上的。所有 设备的作用都是能量转换与传递，设备状态愈好， 转换与传递过程中的附加能量损耗愈小。例如机械 设备，其传递的能量是以力、速度两个主要物理参 数来表征，附加能量损耗主要通过温度及振动参数 表现。随着设备劣化程度加大，附加能量损耗也增 大。因此，监测附加能量损耗的变化，可以了解设 备劣化程度。
难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法。 按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接 观察法、振动噪声测试法、无损检测法、磨损物测 定法、机器性能参数测定法。
设备状态检测与故障诊断
设备状态检测与故障诊断
设备状态检测与故障诊断过程的主要环节
机械设备的状态检测与故障诊断的具体过程分为信 号检测、特征提取、状态识别、预报决策。 1.信号检测 正确选择测试仪器和测试方法，准确地测量出反 映设备实际状态的各种信号（应力参数、设备故 障劣化的征兆参数、运行性能强度参数等），由 此建立起来的状态信号属于初始模式。
设备状态检测与故障诊断
故障诊断的定义
“诊断”包括两方面的内容：“诊”是对设备的 客观状态作检测；“断”则是确定故障的性质、故障 的程度、故障的部位，说明故障产生的原因，提出对 策等。 综上，故障诊断就是在设备运行中或基本不拆卸 设备的情况下，监测设备运行的状态量，预测故障的 部位和原因以及其对设备未来运行的影响，从而找出 对策的一门技术。
设备状态检测与故障诊断
设备状态检测与故障诊断过程的主要环节
2.特征提取 将初始模式的状态信号通过放大或压缩、形式变 换、去除噪声干扰等处理，提取故障特征，形成 待检模式。 3.状态识别
根据理论分析结合故障案例，并采用数据库技术 所建立起来的故障档案库为基准模式，把待检模 式与基准模式进行比较和分类，即可区别设备的 正常与异常。
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设备状态检测与故障诊断过程的主要环节
4.预报决策
经过判别，对属于正常状态的设备可继续监视， 重复以上程序；对属于异常状态的设备则要查明 故障情况，做出趋势分析，估计今后发展和可继 续运行的时间以及根据问题所在提出控制措施和 维修决策。
设备状态检测与故障诊断
故障诊断的基本方法
设备状态检测与故障诊断
机械设备故障的两重性
一种人体疾病具有多种症状（现象），一种机 械故障也将表现出多种征状（现象）。 如肺炎，除了体温增高外，还会有白血球增加，肺部 透视有阴影等现象。 如轴承的某滚道或弹子破裂，也就可能出现振动现象 的明显变异、轴承痤的温长增高等现象。 这种特性决定了对于同一种机械故障或同一种疾病可 用不同的方法去诊断。这给交叉诊断打下基础，当然， 为了减少诊断的工作量，要研究这些方法或技术中， 那一最敏感和最有效，而后制定出可行的诊断程序。
设备状态检测与故障诊断
故障诊断的内容
1）运行状态的监测——根据机械设备在运行时产 生的信息判断设备是否运行正常，其目的是为了早 期（尽早）发现设备故障的苗头。 2）设备运行状态的趋势预报——在状态监测的基 础上进一步对设备运行状态的发展趋势进行预测， 其目的是为了预知设备劣化的速度以便为生产安排 和维修计划提前作好准备。 3）故障类型、程度、部位、原因的确定——最重 要的是故障类型的确定，它是在状态监测的基础上， 当确认机器已处于异常状态时所需要进一步解决的 问题，其目的是为最后的诊断决策提供依据。
R
Y
G
图2
劣化曲线Biblioteka 设备状态检测与故障诊断故障的含义
所谓“故障(fault)”指的是一台装置在它应达到的功 能上丧失了能力，即机械设备运行功能的失常 （malfunction），并非纯指失效（failure）或损坏 （breakdown）。
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设备故障的类型
设备故障的类型从表现形式看，可分为： （一）结构损伤性故障 •裂纹 •磨损 •腐蚀 •变形 •断裂 •剥落 •烧伤 （二）运动状态劣化性故障 •机械位置不良 •刚性不足 •摩擦 •流体激振 •非线性的谐波共振
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设备状态检测与故障诊断过程的主要环节
2.特征提取 将初始模式的状态信号通过放大或压缩、形式变 换、去除噪声干扰等处理，提取故障特征，形成 待检模式。 3.状态识别
根据理论分析结合故障案例，并采用数据库技术 所建立起来的故障档案库为基准模式，把待检模 式与基准模式进行比较和分类，即可区别设备的 正常与异常。
设备状态检测与故障诊断
condition detection and fault diagnosis for equipment
第1讲 绪论
绪 论
在连续生产系统中，如果某台关键设备因故障 而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的 运行，而造成巨大的经济损失。因此，对于连续生 产系统，例如电力系统的汽轮发电机组、冶金过程 及化工过程的关键设备等，故障诊断具有极为重要 的意义。 对于某些关键机床设备，因故障存在而导致加 工质量降低，使整个机器产品质量不能保证，这时 故障诊断技术也不容忽视。
设备状态检测与故障诊断
机械设备故障的两重性
一种故障症状或一种疾病征兆是多种机械故障 或多种人体疾病所具有的共同现象。 如人体体温的上升是诸如感冒、肺炎、扁桃体炎…… 等等疾病都有的现象。 如不正常的振动和声响是诸如齿轮、轴承损坏后所共 有的现象。 这种特性决定了利用一种检测方法只能检测人体或机 械设备有无毛病，而不能确定什么毛病及何种部位。
设备状态检测与故障诊断
绪 论
故障诊断的基础是建立在能量耗散原理上的。所有 设备的作用都是能量转换与传递，设备状态愈好， 转换与传递过程中的附加能量损耗愈小。例如机械 设备，其传递的能量是以力、速度两个主要物理参 数来表征，附加能量损耗主要通过温度及振动参数 表现。随着设备劣化程度加大，附加能量损耗也增 大。因此，监测附加能量损耗的变化，可以了解设 备劣化程度。
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设备的寿命曲线
故 障 率
%
Ⅰ——磨合期 Ⅱ——正常使用期 Ⅲ——耗损期
Ⅰ 图1 Ⅱ Ⅲ
浴盆曲线
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设备的劣化曲线
绿区(G)——包括浴盆曲线的 正常使用阶段，即故障率最 低的阶段 黄区(Y)——包括浴盆曲线Ⅲ 区的初始阶段，故障率已有 抬高的趋势 红区(R)——包括浴盆曲线Ⅲ 区故障率已大幅度上升的阶段
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故障诊断的定义
“诊断”包括两方面的内容：“诊”是对设备的 客观状态作检测；“断”则是确定故障的性质、故障 的程度、故障的部位，说明故障产生的原因，提出对 策等。 综上，故障诊断就是在设备运行中或基本不拆卸 设备的情况下，监测设备运行的状态量，预测故障的 部位和原因以及其对设备未来运行的影响，从而找出 对策的一门技术。
难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法。 按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接 观察法、振动噪声测试法、无损检测法、磨损物测 定法、机器性能参数测定法。
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设备状态检测与故障诊断
设备状态检测与故障诊断过程的主要环节
机械设备的状态检测与故障诊断的具体过程分为信 号检测、特征提取、状态识别、预报决策。 1.信号检测 正确选择测试仪器和测试方法，准确地测量出反 映设备实际状态的各种信号（应力参数、设备故 障劣化的征兆参数、运行性能强度参数等），由 此建立起来的状态信号属于初始模式。