1.设备故障诊断学第一章
设备故障诊断的基本概念
பைடு நூலகம்
二、设备故障诊断的分类
1．按诊断对象分类
★ 旋转机械诊断技术 ★ 往复机械诊断技术 ★ 工程结构诊断技术 ★ 运载器和装置诊断技术 ★ 通迅系统诊断技术 ★ 工艺流程诊断技术
状态维修体制
有计划地对设备作检查和测试， 以确定其健康状态。
优点 缺点
减少非计划停机损失。 维修时间间隔可以延长。 非必要维修减到最少。 备件库存最小。
设备故障诊断的基本概念
学习目标：通过本章的学习，了解设备故障诊断的一些 基本概念和基本方法，明确设备故障诊断的重要目 标——状态维修。要求掌握设备与设备故障的基本概 念，全面、深入了解设备故障的概念、原因、机理、 类型、模式、特性、分析及管理；了解设备故障诊断 的基本方法和分类，使学生对设备故障诊断方法有一 个框架性的认识；熟知设备维修方式的发展与状态维 修，认识设备故障诊断技术与状态维修的“因果”关系。
3．按诊断的目的和要求分类
★ 功能诊断与运行诊断 ★ 定期诊断和连续诊断 ★ 直接诊断和间接诊断 ★ 常规工况与特殊工况诊断 ★ 在线诊断和离线诊断
振动监测手段的分类和选用
振动监测系统的分类和选择
设备 类型
关键 设备
重要 设备 一般 设备
损坏后果
完全停产 ~100%
部分停产 50~100% 部分停产 或不停产 0~50%
故 障 率
早期
使用期
后期
五、设备故障的基本特性
层次性 传播性 放射性 相关性 延时性 不确定性
六、故障管理
做好宣传教育工作，调动全员参加故障管理工作。 从基础工作抓起，紧密结合生产要求和设备现状，确 定设备故障管理的重点。 作好设备的故障记录，填好原始凭证，以保证信息的 及时性、准确性。 进行故障的统计、整理和分析。 采用监测仪器和诊断技术，对重点设备的重点部位进 行有计划的监督活动，以发现故障的征兆和信息。 针对故障的原因、类型，不同设备的特点采取不同的 对策，建立适合本企业的设备维修管理制度。 建立故障查找逻辑程序。
设备状态监测和设备故障诊断技术
设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。
机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。
具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。
主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。
其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。
如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。
诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。
1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。
2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。
设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。
它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。
第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。
设备故障诊断与维修
设备故障诊断与维修(总7页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除《设备故障诊断与维修》学习提纲第一章绪论掌握设备故障诊断的意义、目的、任务及其发展概况，熟悉设备故障诊断的概念、意义和目的，熟悉状态监测和故障诊断的任务，了解设备故障诊断技术的发展概况。
1、设备诊断技术、修复技术和润滑技术已列为我国设备管理和维修工作的三项基础技术。
2、设备故障诊断是指在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。
3、设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的经济效益和社会效益。
4、设备故障诊断的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。
5、设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段→量化阶段→诊断阶段（故障诊断技术真正作为一门学科）→人工智能和网络化阶段（发展方向）。
第二章设备故障诊断的基本概念了解设备故障诊断的一些基本概念和基本方法，明确设备故障诊断的重要目标——状态维修。
要求掌握设备与设备故障的基本概念，全面、深入了解设备故障的概念、原因、机理、类型、模式、特性、分析及管理；了解设备故障诊断的基本方法和分类；熟知设备维修方式的发展与状态维修，认识设备故障诊断技术与状态维修的“因果”关系。
1、从系统论的观点，设备是由有限个“元素”，通过元素之间的“联系”，按照一定的规律聚合而构成的。
2、设备的故障，是指系统的构造处于不正常状态，并可导致设备相应的功能失调，致使设备相应行为（输出）超过允许范围，这种不正常状态称为故障状态。
3、理解故障原因、故障机理、故障模式、故障分析等概念。
设备故障具有层次性、传播性、放射性、相关性、延时性、不确定性等基本特性。
4、对故障进行分类的目的是为了弄清不同的故障性质，从而采取相应的诊断方法5、设备故障诊断的基本方法包括传统的故障诊断方法、故障的智能诊断方法和故障诊断的数学方法。
第一章机电设备维修与故障诊断
1.3 数控机床维修的方法与步骤
例4：替换法
在机床的运行过程中，X轴运行正常，Z轴出现故障，并且报跟踪误 差过大，图a是正常时的接线图，为了判断具体故障原因，进行如图 b对调现在运行系统，（1）如果此时X轴不能正常运行，Z轴能正常 运行可以得出什么结论？（2）如果对调后，Z轴依然有故障，说明 什么？（3）如果判断故障不是出现在数控系统上，进行如图c对调 现在运行系统，此时如果X轴不能正常运行，Z轴能正常运行，可以 得出什么结论？
1.1 数控机床维修与调试的意义
1.1.1 数控机床维修与调试的必要性
数控机床是集光、机、电、气、液、信息处理等为一体的复 杂而庞大的系统，包括数控系统、伺服系统、可编程控制器、 精密机械、模拟、数字、电力电子、电机拖动、液压与气动、 传感器与检测、网络通信等技术。数控机床具有高精度、高 效率、高适应性的特点，适用于多品种、中小批量精密复杂 零件的加工。
(3)专家诊断系统 专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家
的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编 制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库 和推理机两部分。
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1.3 数控机床维修的方法与步骤
(4)神经网络诊断
神经网络理论是在现代神经科 学研究成果的基础上发展起来的， 神经网络由许多并行的功能单元 组成，这些单元类似于生物神经 系统的单元，神经网络反映了人 脑功能的若干特性，是一种抽象 的数学模型，神经网络的特点是 信息的分布式存储和并行协同处 理，它有很强的容错性和适应性， 善于联想、综合和推广。
机械故障诊断概述ppt课件
机械设备状态监测与故障诊断技术在满足上述这些要求中，扮演着越来越重要的角色； 机械设备是现代化工业生产的物质技术基础，设备管理则是企业管理中的重要领域 也就是说，企业管理的现代化必然要以设备管理的现代化作为其重要组成部分 机械设备状态监测与故障诊断技术在设备管理与维修现代化中占有重要的地位 我国已将设备诊断技术、修复技术和润滑技术列为设备管理和维修工作的三项基础技术
（8）按故障发生的时期划分
早期故障
使用期故障
后期故障
机械故障的分类
岁轨述鄂瓤品剩朴浅删页渴祟弗中蛹竣询责绚落挖礁脾梭腕蝎列快答太斋机械故障诊断概述机械故障诊断概述
机械设备诊断技术的分类
1.1 机械设备故障诊断技术的意义、 目的和内容
◇按诊断对象分：
旋转机械诊断技术 往复机械诊断技术 工程结构诊断技术 运载器和装置诊断技术 通信系统诊断技术 工艺流程诊断技术
机械设备诊断技术的分类
1.1 机械设备故障诊断技术的意义、 目的和内容
扭牙汉劲存井烃谚渝哗鸡它褂宜投仗朽常套换邻懒呻挑社闸悦低掘村丽惑机械故障诊断概述机械故障诊断概述
设备故障诊断的基本方法
1.1 机械设备故障诊断技术的意义、 目的和内容
（1）传统的故障诊断方法
首先是利用各种物理的和化学的原理和手段，通过伴随故障出现的各种物理和化学现象，直接检测故障。 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，振动及其频谱特性的征兆是最能反映故障特点、最有利于进行故障诊断的手段。
抚群版我竿替蹄掉诌牡逗嘲尤神井柄技扳衔唁嘻递密乞痰晦殿盔痔控歹鼎机械故障诊断概述机械故障诊断概述
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
设备故障诊断习题集及答案
设备故障诊断习题集及答案第⼀章绪论⼀、填空1、设备诊断技术、修复技术和已列为我国设备管理和维修⼯作的3项基础技术。
2、设备故障诊断是指在设备运⾏中或在基本的情况下，通过各种⼿段，掌握设备运⾏状态，判定，并预测、预报设备未来的状态，从⽽找出对策的⼀门技术。
3、设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运⾏，⼜要获取更⼤的和。
4、的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。
5、设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段⼀量化阶段⼀诊断阶段(故障诊断技术真正作为⼀门学科)→(发展⽅向)。
6、现今设备和已列为我国设备管理和维修的3项基础技术。
7、在中或者在基本不拆卸设备的情况下，通过各种⼿段进⾏判断故障的位置等的技术叫做设备故障诊断9、现代设备的发展⽅向主要分为、连续化、、⾃动。
8、设备是防⽌事故和计划外停机的有效⼿段。
化等。
10、要求加强设备的安全监测和故障诊断的原因主要是⼤量⽣产设备的。
11、状态监测主要采⽤、测量、监测、和判别等⽅法。
12、通常设备的状态可以分为、和3种。
13、设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但其性能仍在允许的限度以内称为设备的。
14、指缺陷已有⼀定程度的扩展，使设备发⽣⼀定的程度变化，设备性能已经劣化，但仍能的状态。
15、故障状态指已较⼤下降，不能维持正常⼯作的状态。
16、故从其表现障状态上分为、、17、设备已有故障萌芽并有进⼀步发展趋势的状态称为故障的。
18、设备出现“尚可勉强带病”运⾏的状态称为。
19、设备由于某种原因瞬间发⽣的故障称为突发性紧急故障。
20、通常故障的报警信号⽤。
21、故障诊断中⼀般⽤绿灯表⽰，黄灯表⽰，红灯表⽰。
22、设备状态演变的过程中应有，以便事后分析事故原因。
23、设备的运⾏历史主要包括和曾发⽣过的等。
24、设备故障诊断技术的发展历程为、量化阶段、诊断阶段、。
25、设备故障诊断既要保证，⼜要获取更⼤的和。
26、已列为我国设备管理和维修⼯作的3项基础技术的是技术、技术和技术。
电力设备在线监测与故障诊断
电力设备在线监测与故障诊断第一章：1、预防性维修的局限性。
P2-3a)经济角度分析：定期试验和大修均需停电，引起电量损失；定期大修和更换部件的投资，造成巨大的人、财、物的浪费。
b)技术角度分析：试验条件不同于运行条件，多数项目是在低电压下进行检查，很可能发现不了绝缘缺陷和潜在的故障；绝缘的劣化、缺陷的发展有一定的潜伏和发展时间，而预试是定期进行的，常常不能及时准确地发现故障，从而出现漏报、误报或早报。
2、状态维修的具体内容及必要性。
P3具体内容：对运行中电气设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状态变化的信息。
31234567第二章：12断。
34、光纤温度传感器。
红外传感器：热探测器（热敏电阻型探测器、热电偶型探测器、热释电探测器）、光子探测器。
振动传感器：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、声发射传感器。
电流传感器：互感器型的电流传感器（窄带、宽带）、低频电流传感器、霍尔电流传感器、光纤电流传感器。
电压传感器：电场传感器、耦合式传感器。
气敏传感器：接触燃烧式气敏传感器、半导体式气敏传感器7、在线监测系统中为何对传感器输出信号的预处理常采取“就地处理”的方式？p30对于固定在变电站做连续监测的系统，数据处理的微机往往远离电气设备的主控室，信号经过长距离传送会产生衰减和畸变，同时在传输过程中还可能引入干扰。
故一般预处理采取“就地”处理的方式。
8、信号的预处理一般包含哪些内容？P31程控放大、滤波10、光载波的调制方式有哪些，各种调制方式的原理？P34-351）调幅式调制由模拟信号直接对光载波进行光强度调制。
2）调频式调制先将电信号调制为振幅不变而频率随调制信号的幅度而变化的调频波，再通过发光二极管的光/电转换成和调频电压波相同的光信号的调频波，然后输入光纤。
通过光纤输出的光信号经光/电转换恢复为电信号的调频波，再经解调DM、放大和低通滤波后复原为预处理后的电信号，而后送住数据采集单元。
机械故障诊断学1-1机械故障诊断的基本原理-故障诊断的一般方法
探求现象间的因果关系，首先要确定可能的原因或结果，然 后从可能的原因或结果中进行比较，删除虚假成分，找出真 正的原因或结果。
传统的求因果关系的五种逻辑推理方法（穆勒五法）,都是 根据某个现象与另一个现象在某些场合下所显示的对应关系， 从而概括出一般性的结论，以断定它们之间是否存在必然的 因果关系。
机械故障诊断还可根据所采用的技术手段不同而分为 振动诊断、油样分析、温度监测、无损检测等
三、机械故障诊断的基本环节
一个完整的诊断过程一般由以下四个基 本环节组成：
1. 确立运行状态监测的内容; 2. 建立测试系统; 3. 测试、分析及信息提取; 4. 状态监测、判断及预报
三、机械故障诊断的基本环节
(或结果)，即:
-------------------------------------------------------------
基本环节1：确立运行状态监测的内容 主要包括确立监测参数、监测部位及监测方式
(在线/巡检)等方面的内容，这主要取决于故障形 式，同时也要考虑被监测对象的结构、工作环境 等因素以及现有的测试设备条件，这是整个诊断 工作的基础。
状态监测的内容确立得当，不仅能极大地提高 诊断效率，有时甚至决定着诊断工作的成败。如 矿用风机轴承的温度、振动监测。
三、机械故障诊断的基本环节
基本环节3： 测试、分析及信息提取
主要内容：对测试系统所获得的信号进行加工，包括滤波、 异常数据剔除、各种分析算法（如时域、频域）等。
主要目的： 从有限的信号中获得尽可能多的关于被诊断 对象状态的有用信息，这是机械故障诊断的核心。
基本环节4：状态诊断、监测及预报
主要内容：构造或选定判据，确定划分设备状态的各有关 参量的门槛值等内容。
机械设备故障诊断技术
信号的概率密度函数分析称为幅值域分析
2、故障诊断的动态指标
（1）峰值 x p ：指信号可能出现的最大瞬时值 max x(t) 。 （2）均值 µ x 和绝对平均值 µ x ：均值是指信号幅值的算术平均值
∫ µ x
=
1 T
T
x(t)dt
0
∫ µ x
=1 T
T
x(t) dt
0
假如信号 x(t) 的离散值为 xi (i = 1,2,⋯, N ) ，则可得到均值和绝对平均值的一致
1
1.2 设备故障的信息获取和检测方法
1.2.1 设备故障信息的获取方法
监测对象 特征信信号息测取 征 兆信息提取 状 态状态诊断
故障情况
设整备、干控预制（、维诊修断、）调
决 决策形成策 状态趋势
图 1-1 设备诊断过程框图
1、直接观测法 2、参数测定法 3、磨损残余物的测定 4、设备性能指标的测定 1.2.2 设备故障的检测方法 1、振动和噪声的故障检测 （1）振动法：对机器主要部位的振动值如位移、速度、加速度、转速及相位 值等进行测定，与标准值进行比较，据此可以宏观地对机器的运行状况进行评定，
1
xi2 ] 2
i=1
（4）方差：方差的定义为
∫ σ
2 x
=
1 T
T 0
[
x(t
)
−
µ
x
]2
dt
∑ σ ˆ
2 x
=
1 N
N
(xi
i=1
2
− µˆ x )
（5）偏斜度和峭度：两者的数值可以如下确定
机械设备故障诊断技术及应用
第一章 绪 论
1.1 机械设备故障诊断技术的意义、目的和内容 设备诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态，确定其整体或局 部是正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。 机械设备故障诊断技术日益获得重视与发展的原因是，随着科学技术与生产 的发展，机械设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设 备更加复杂，各部分的关联愈加密切，往往某处微小故障就爆发链锁反应，导致 整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。例如，1973 年美国三里岛核 电站堆芯损坏事故；1985 年美国航天飞机“挑战者号”的坠毁；1984 年印度博帕 尔市农药厂异氰酸甲酯毒气外泄事故；1986 年前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故； 1986 年欧洲莱因河瑞士化学工业污染事故等。重要设备因事故停机造成的损失极 为严重；一个乙烯球罐停产一天，损失产值 500 万元，利润 200 万元；一台大型 化纤设备停产 1 小时，损失产值 80 万元。对大型汽轮发电机组进行振动监视，获 利与投资之比为 17：1。 设备诊断技术日益获得重视与发展的另一个重要原因是能改革维修体制，大 量节省维修费用。 日本有资料指出，采用诊断技术后，每年设备维修费减少 20%~50%，故障停 机减少 75%。 设备诊断技术包括以下 5 方面内容。 1、正确选择与测取设备有关状态的特征信号 2、正确地从特征信号中提取设备有关状态的有用信息 3、根据征兆正确地进行设备的状态诊断 4、根据征兆与状态正确地进行设备的状态分析 5、根据状态分析正确地作出决策
机械故障诊断—第一章绪论
总起来说，设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行， 又要获取更大的经济效益和社会效益。
3．故障增加的原因，以及设备故障诊断所要解 决的问题
（1）现代生产设备向大型化、连续化、快速化和自动 化方向发展，一方面提高了生产率，降低了成本，节 约了能源和人力；但另一方面，由于设备故障率的增 加和因设备故障停工而造成的损失却成十倍，甚至成 百倍地增大。维修费用也大幅度增加。
（3）按发生的快慢分：
①突发性故障：故障发生前无明显征兆，难 以通过早期试验或测试来预测。
②渐发性故障：设备在使用过程中零部件因 疲劳、腐蚀、磨损等而导致设备性能逐渐 下降，最终超出允许值而发生的故障。
（4）按发生的范围分 ： ①部分性故障：设计功能部分丧失的一类
故障。 ②完全性故障：设计功能完全丧失的一类
由此应指出，征兆既用于由外表现象推
断内部状态，此时可称为症侯；又用于由现 在现象推断未来状态，此时可称为预兆。状 态诊断既包括诊断设备是否将发生什么故障， 此即早期诊断，也包括诊断设备已发生什么 故障，此即故障诊断。
3. 根据征兆正确地进行设备的状态诊断 不能直接采用征兆来进行设备的故降诊断、
识别设备的状态。这时，可以采用多种的模式 识别理论与方法，对征兆加以处理，构成判别 准则，进行状态的识别与分类。
因此，保证设备的安全运行，消除事故，是十分迫 切的问题。因设备故障而造成的严重事故，不但会造 成巨大的经济损失，而且还可能会造成很大的人员伤 亡和环境污染。
状态监测及故障诊断的重要意义
随着现代设备的日趋大型化、复杂化、 自动化和连续化，设备一旦发生故障，给生 产和质量以至人们的生命财产安全造成的影 响往往大得难以估算。 采煤机 运输设备 提升系统
第一章 故障理论概述
2．负指数型 又称渐减型。由于使用了质量粗劣的零件，或制造中
工艺疏忽，或装配质量不高，还有设计、保管、运输 、操作等方面的原因，使机械设备投人运转的初期故 障率很高早期故障期。随着时间的推移，经过运转、 磨合、调整，故障逐个暴露，排除后，故障率由高逐 渐降低，并趋于稳定，成为负指数型故障率曲线，如 图1—3所示。
3．一般故障 明显影响机械设备正常使用，在较短的有效时间 内可以排除的故障。例如传动带断裂、操纵手柄 损坏、板金件开裂或开焊、电器开关损坏等。 4．轻度故障 轻度影响机械设备正常使用，能在日常保养中用 随机工具轻易排除的故障。如轻微渗漏、一般紧 固件松动等。
第二节 故障特征量的描述
（一）故障统计分析 1、特点： 故障统计分析可以对机械设备的结局作出规 律性的大致描述，提供信息，反映主要故障 问题，但不能揭示事物的根本性质。 2、组成： 故障统计分析包括故障的分类、故障分布和 特征量，故障的逻辑决断等
（二）故障物理分析 1、内容 以机械设备在各种不同使用条件下发生的各 种故障为研究对象，用先进的测试技术和理化 方法．从微观和亚微观的角度分析研究故障从 发生、发展到形成的过程，故障的机理、形态 、规律及其影响因素。
3．制造质量 零件在铸、锻、焊、热处理和切削加工过程中积累了 应力集中、局部和微观的金相组织缺陷、微观裂纹等 。这些缺陷往往在工序检验时容易被疏忽。零件制造 质量不能满足要求是机械设备寿命不长的重要原因。 4．装配质量 首先要有正确的配合要求，配合间隙的极限值包括装 配后经过磨合的初始间隙。初始间隙过大，有效寿命 期就会缩短。装配中各零部件之间的相互位置精度也 很重要，若达不到要求，会引起附加应力等后果，加 速失效。
四、分类 临时性故障 永久性故障
设备故障诊断与维修教案
通用设备故障诊断与维修教案第一章：通用设备概述1.1 学习目标：了解通用设备的分类及特点掌握通用设备的基本工作原理1.2 教学内容：通用设备的分类与特点通用设备的基本工作原理1.3 教学方法：讲授法案例分析法1.4 教学活动：教师讲解通用设备的分类与特点教师讲解通用设备的基本工作原理学生通过案例分析，理解通用设备的工作原理及应用第二章：故障诊断与维修基本原则2.1 学习目标：掌握故障诊断与维修的基本原则学会制定故障诊断与维修计划2.2 教学内容：故障诊断与维修的基本原则故障诊断与维修计划的制定2.3 教学方法：讲授法案例分析法2.4 教学活动：教师讲解故障诊断与维修的基本原则教师讲解如何制定故障诊断与维修计划学生通过案例分析，学会制定故障诊断与维修计划第三章：故障诊断与维修方法3.1 学习目标：掌握故障诊断与维修的方法学会运用故障诊断与维修方法解决问题3.2 教学内容：故障诊断与维修的方法故障诊断与维修方法的运用3.3 教学方法：讲授法实践操作法3.4 教学活动：教师讲解故障诊断与维修的方法学生在教师的指导下，进行实践操作，学会运用故障诊断与维修方法解决问题第四章：常用维修工具与设备4.1 学习目标：掌握常用维修工具与设备的使用方法学会正确选择维修工具与设备4.2 教学内容：常用维修工具与设备的使用方法维修工具与设备的选择原则4.3 教学方法：讲授法实践操作法4.4 教学活动：教师讲解常用维修工具与设备的使用方法学生在教师的指导下，进行实践操作，学会正确选择和使用维修工具与设备第五章：故障诊断与维修实践5.1 学习目标：提高学生故障诊断与维修的能力学会运用所学知识解决实际问题5.2 教学内容：故障诊断与维修实践案例5.3 教学方法：实践操作法小组讨论法5.4 教学活动：学生分组进行故障诊断与维修实践操作学生通过实践操作，学会运用所学知识解决实际问题小组内讨论，分享故障诊断与维修经验第六章：电气系统故障诊断与维修6.1 学习目标：掌握电气系统故障诊断的基本方法学会电气系统维修的操作技巧6.2 教学内容：电气系统故障诊断的基本方法电气系统维修的操作技巧6.3 教学方法：讲授法实践操作法6.4 教学活动：教师讲解电气系统故障诊断的基本方法学生在教师的指导下进行电气系统维修的实践操作第七章：机械系统故障诊断与维修7.1 学习目标：掌握机械系统故障诊断的基本方法学会机械系统维修的操作技巧7.2 教学内容：机械系统故障诊断的基本方法机械系统维修的操作技巧7.3 教学方法：讲授法实践操作法7.4 教学活动：教师讲解机械系统故障诊断的基本方法学生在教师的指导下进行机械系统维修的实践操作第八章：控制系统故障诊断与维修8.1 学习目标：掌握控制系统故障诊断的基本方法学会控制系统维修的操作技巧8.2 教学内容：控制系统故障诊断的基本方法控制系统维修的操作技巧8.3 教学方法：讲授法实践操作法8.4 教学活动：教师讲解控制系统故障诊断的基本方法学生在教师的指导下进行控制系统维修的实践操作第九章：常用诊断与维修软件应用9.1 学习目标：掌握常用诊断与维修软件的使用方法学会利用软件进行故障诊断与维修9.2 教学内容：常用诊断与维修软件的使用方法软件在故障诊断与维修中的应用实例9.3 教学方法：讲授法实践操作法9.4 教学活动：教师讲解常用诊断与维修软件的使用方法学生在教师的指导下利用软件进行故障诊断与维修的实践操作第十章：综合练习与考核10.1 学习目标：巩固所学知识，提高故障诊断与维修能力学会自主学习与团队合作10.2 教学内容：综合练习题库考核标准与评价方法10.3 教学方法：自主学习法团队合作法10.4 教学活动：学生自主完成综合练习题库团队合作完成故障诊断与维修项目教师对学生的学习成果进行评价与考核重点和难点解析1. 第一章：通用设备概述补充和说明：这部分内容是整个教案的基础，需要学生掌握通用设备的基本概念和原理，以便能够理解后续的故障诊断与维修内容。
设备故障诊断与维修教案
通用设备故障诊断与维修教案第一章：通用设备故障诊断基础1.1 学习目标：了解通用设备故障诊断的重要性熟悉故障诊断的基本原理和方法掌握故障诊断的基本工具和设备1.2 教学内容：故障诊断的定义和意义故障诊断的基本原理和方法故障诊断的基本工具和设备的使用1.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断的基本概念和原理实操演示：展示故障诊断工具和设备的使用方法小组讨论：分析实际案例，练习故障诊断的方法和技巧1.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断原理和方法的理解程度实操考核：评估学生对故障诊断工具和设备的操作能力第二章：通用设备故障诊断与维修流程2.1 学习目标：了解通用设备故障诊断与维修的基本流程熟悉故障诊断与维修的各个阶段掌握故障诊断与维修的注意事项2.2 教学内容：故障诊断与维修的基本流程故障诊断与维修的各个阶段的任务和注意事项2.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修的基本流程和各个阶段的任务实操演示：展示故障诊断与维修的注意事项小组讨论：分析实际案例，练习故障诊断与维修的流程和方法2.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修流程的理解程度实操考核：评估学生对故障诊断与维修的注意事项的操作能力第三章：通用设备故障诊断与维修技术3.1 学习目标：了解通用设备故障诊断与维修的常用技术熟悉故障诊断与维修技术的基本原理和方法掌握故障诊断与维修技术的实际应用3.2 教学内容：故障诊断与维修的常用技术故障诊断与维修技术的基本原理和方法故障诊断与维修技术的实际应用案例3.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修的常用技术和原理实操演示：展示故障诊断与维修技术的应用方法小组讨论：分析实际案例，练习故障诊断与维修技术的应用3.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修技术的理解程度实操考核：评估学生对故障诊断与维修技术的应用能力第四章：通用设备故障诊断与维修案例分析4.1 学习目标：了解通用设备故障诊断与维修的实际案例熟悉故障诊断与维修案例的分析和解决方法掌握故障诊断与维修案例的实际操作技巧4.2 教学内容：通用设备故障诊断与维修的实际案例故障诊断与维修案例的分析和解决方法故障诊断与维修案例的实际操作技巧4.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修的实际案例和分析方法实操演示：展示故障诊断与维修案例的操作技巧小组讨论：分析实际案例，练习故障诊断与维修案例的解决方法4.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修案例分析的理解程度实操考核：评估学生对故障诊断与维修案例操作技巧的操作能力第五章：通用设备故障诊断与维修安全管理5.1 学习目标：了解通用设备故障诊断与维修的安全管理要求熟悉故障诊断与维修现场的安全知识掌握故障诊断与维修过程中的安全操作技能5.2 教学内容：故障诊断与维修的安全管理要求故障诊断与维修现场的安全知识故障诊断与维修过程中的安全操作技能5.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修的安全管理要求和现场安全知识实操演示：展示故障诊断与维修过程中的安全操作技能小组讨论：分析实际案例，练习故障诊断与维修过程中的安全操作5.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修安全管理的要求的理解程度实操考核：评估学生对故障诊断与维修过程中的安全操作技能的操作能力第六章：通用设备故障诊断与维修计划编写6.1 学习目标：理解故障诊断与维修计划的编写流程掌握故障诊断与维修计划的基本要素学会根据设备情况编写故障诊断与维修计划6.2 教学内容：故障诊断与维修计划的编写流程故障诊断与维修计划的基本要素编写故障诊断与维修计划的实践案例6.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修计划的编写流程和基本要素实操演示：展示如何根据设备情况编写故障诊断与维修计划小组讨论：分析实际案例，练习编写故障诊断与维修计划6.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修计划编写流程的理解程度实操考核：评估学生根据设备情况编写故障诊断与维修计划的能力第七章：通用设备故障诊断与维修实施7.1 学习目标：了解故障诊断与维修计划的实施流程熟悉故障诊断与维修实施的基本步骤掌握故障诊断与维修实施过程中的注意事项7.2 教学内容：故障诊断与维修计划的实施流程故障诊断与维修实施的基本步骤故障诊断与维修实施过程中的注意事项7.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修计划的实施流程和基本步骤实操演示：展示故障诊断与维修实施过程中的注意事项小组讨论：分析实际案例，练习故障诊断与维修计划的实施7.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修计划实施流程的理解程度实操考核：评估学生故障诊断与维修实施过程中的操作能力第八章：通用设备故障诊断与维修效果评估8.1 学习目标：理解故障诊断与维修效果评估的重要性掌握故障诊断与维修效果评估的方法学会根据评估结果优化故障诊断与维修过程8.2 教学内容：故障诊断与维修效果评估的重要性故障诊断与维修效果评估的方法优化故障诊断与维修过程的实践案例8.3 教学活动：讲座：介绍故障诊断与维修效果评估的重要性和方法实操演示：展示如何根据评估结果优化故障诊断与维修过程小组讨论：分析实际案例，练习进行故障诊断与维修效果评估8.4 教学评估：小组讨论：评估学生对故障诊断与维修效果评估重要性的理解程度实操考核：评估学生根据评估结果优化故障诊断与维修过程的能力第九章：通用设备故障诊断与维修的预防性维护9.1 学习目标：理解预防性维护在故障诊断与维修中的重要性掌握预防性维护的基本原则和方法学会编写预防性维护计划9.2 教学内容：预防性维护在故障诊断与维修中的重要性预防性维护的基本原则和方法编写预防性维护计划的实践案例9.3 教学活动：讲座：介绍预防性维护的重要性、基本原则和方法实操演示：展示如何编写预防性维护计划小组讨论：分析实际案例，练习编写预防性维护计划9.4 教学评估：小组讨论：评估学生对预防性维护重要性的理解程度实操考核：评估学生编写预防性维护计划的能力第十章：通用设备故障诊断与维修的持续改进10.1 学习目标：理解持续改进在故障诊断与维修中的重要性掌握持续改进的基本方法和步骤学会根据故障诊断与维修实践进行持续改进10.2 教学内容：持续改进在故障诊断与维修中的重要性持续改进的基本方法和步骤故障诊断与维修持续改进的实践案例10.3 教学活动：讲座：介绍持续改进的重要性、基本方法和步骤实操演示：展示如何根据故障诊断与维修实践进行持续改进小组讨论：分析实际案例，练习进行故障诊断与维修持续改进10.4 教学评估：小组讨论：评估学生对持续改进重要性的理解程度实操考核：评估学生根据故障诊断与维修实践进行持续改进的能力重点和难点解析一、故障诊断基础的学习：理解故障诊断的重要性，熟悉故障诊断的基本原理和方法，以及掌握故障诊断的基本工具和设备的使用。
机械故障诊断技术
当诊断一台设备的故障部位和 原因时，往往需要综合的运用 多种检测方法。在判定前，要 列举各种可能及该可能的特征 参数值，再与检测得到的数据 进行对比验证，将对比不相符 合的可能排除，剩下相符的可 能，即为设备的故障部位和原 因。这就是故障诊断中所普遍 使用的——排除法。
1
小结 2
第1章 思考题
故障诊断的基础是建立在___________ 原理上的。
劣化曲线沿纵轴分成的三个区间分别是什么？代表什么意义？
01 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。
02 (能量参数：电压及电流、压力及流量等）
1.1 设备的 寿命及劣化
曲线
一．浴盆曲线
浴盆曲线：设备维修工程中，根据统计得出 的一般机械设备劣化进程规律曲线。由于曲 线的形状类似浴盆的剖面线，因此称为浴盆 曲线。
设备的寿命曲 线（浴盆曲线）
故 障 率
Ⅰ——磨合期 Ⅱ——正常使用期 Ⅲ——耗损期
%
，观测特征频率的振动幅值变化，可以了解该零部件的运动状态和劣化程度。（
振动法，由于不受背景噪声干扰的影响，使信号处理比较容易，因此应用更加普
遍。）
5.无损检测 法
无损检测是一种从材料和产品的无损检测技 术中发展起来的方法，它是在不破坏材料表 面及内部结构的情况下检测机械零部件缺陷 的方法。它使用的手段包括超声、红外、x射 线、γ射线、声发射、磁粉 探伤、渗透染 色等。
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诊断理论在接见引伸信息论、控制论、 可靠性理论、失效机理、现代数学等有 学科原理的基础上，逐步形成线对独立 的学科体系和相应的理论基础。
§4设备故障诊断中应用的主要技术
1、电子和计算技术 2、声、振测试和分析技术 3、测温技术 4、油液分析技术 5、应力、应变测试分析技术 6、无损检测技术
简易诊断即状态诊断，只判明设备是否 有故障，不做故障分析； 精密诊断包括状态诊断与状态分析，还 可能要判明多种故障的情况； 工况监测是故障诊断的基础。设备诊断 过程可看成是设备的工况监控、分析与 干预过程。
§2 设备诊断技术方法分类
按信号测取方式分： 人感觉测取与仪器测取；连续测取与定 期测取； 按所测信号则有：物理信号（振动、声 音、力、温度、光、电、磁、声发射、 各种射线等）和化学信号（废气烟度， 腐蚀，化学成分等）。振动和噪声是广 泛应用的一种信号。
五项内容：
1、正确选取设备有关状态的 有用信息（征兆） 3、正确得根据征兆进行设备的状态诊断 4、正确地根据征兆与状态进行设备的状态分析 5、正确地根据状态分析作出决策，干预设备及其工 作进程，以保证设备可靠、高效的发挥其应有功 能，达到设备诊断目的。干预包括人为干预和自 动干预，即调整、修理、控制、自诊断等
按状态诊断方式分 （1）对比诊断法： 通过统计归纳、试验研究、分析计算，确定同 各状态一一对应的征兆（即基准模式或标准档 案），将所获得的征兆与基准模式对比即可确 定设备的状态。 （2）函数诊断法： 在征兆与状态之间存在定量的还属关系，在获 得征兆后可用函数关系计算出状态，
按状态诊断方式分 （3）逻辑诊断法： 在征兆与状态之间存在逻辑关系，在获得征兆 之后用相应的物理或数理逻辑关系推理判明有 关状态。如油液污染法、光全息法为物理逻辑 法，决策布尔函数法为数理逻辑。 （4）统计诊断法： 模式识别理论中的统计模式法，用于征兆与状 态之间存在统计关系的事物中
按状态诊断方式分 （5）模糊诊断法： 特点： 采用多因素诊断，因为一种状态可在不同程度 引起多种征兆；而一种征兆可以在不同程度上 反映多种状态。 模仿人利用模糊逻辑而能精确识别事物这一特 性
（5）模糊诊断法： 根据所获得的征兆，列出征兆隶属度模糊 向量，在根据以实践为基础所得到的模 糊矩阵，利用模糊数学方法，计算出状 态隶属速模糊向量，最后根据此向量中 各元素的大小确定有关状态的情况。
设备诊断的目的是
保证可靠的高效的发挥设备应有的功能 一是保证设备无故障，工作可靠 二是保证物尽其用，设备要发挥其最大的效 益 三是保证设备在将有故障或已有故障时，能 及时诊断出来，正确地加以维修，减少维修 时间、提高维修质量，节约维修费用、改革 维修体制
二、内容
设备诊断的根本任务是： 通过测取设备的信号来识别设备的状态， 发现设备的异常，诊断故障所在。
§3 设备诊断的发展概况
60年代集中在核电、宇航、航空等尖端 工业 70年代发展至冶金、石化、发电、船舶 等部门 80年代迅速向各个领域扩展
国外诊断技术的趋势是从个别行业、部门到普 遍展开，从个别认识到专门研究机构、学会、 名牌大学。 对诊断的认识不断深化，起初认为只是维修技 工个人的经验，发展到现代一门学科 单纯从故障排除到与维修制度向量系，直到以 系统观点衡量，使之成为降低全寿命周期成本 的技术基础之一，渗透到设计和制造领域中
设备故障诊断学
设备工程系 刘立
第一章
绪论
§1设备诊断的目的和内容 §2设备诊断方法分类 §3设备诊断的发展概况
§1 设备诊断的目的和内容
一、目的 设备诊断是了解和掌握设备在使用过程中的状 态，确定区局部或整体是正常或是异常，早期 发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的 学科和技术。 设备复杂化、大型化、自动化，引起的故障后 果严重，采用诊断技术保证设备可靠地运行。 节省维修费用