机械故障诊断
机械故障诊断
机械故障诊断1. 介绍机械故障诊断是指通过对机械设备进行检测和分析，确定故障原因并提供解决方案的过程。
在工业生产中，机械设备的故障会导致生产停滞和产量下降，因此及时准确地诊断和解决机械故障是非常重要的。
2. 机械故障的分类机械故障可以分为以下几类：2.1 机械部件故障机械部件故障是指机械设备的零部件出现故障，例如轴承损坏、齿轮磨损等。
这类故障通常可以通过检查零部件的状态和磨损程度来诊断。
2.2 电气故障电气故障是指机械设备的电路或电气元件出现故障，例如电机故障、电路短路等。
这类故障可以通过检查电气接线、测量电压和电流等方式来诊断。
2.3 液压故障液压故障是指机械设备的液压系统出现故障，例如液压泵故障、液压阀卡死等。
诊断液压故障通常需要对液压系统进行检查和测试。
2.4 传动故障传动故障是指机械设备的传动系统出现故障，例如皮带断裂、链条脱落等。
这类故障可以通过检查传动装置的状态和连接情况来诊断。
2.5 控制故障控制故障是指机械设备的控制系统出现故障，例如PLC故障、控制软件错误等。
诊断控制故障通常需要对控制系统进行检查和分析。
3. 机械故障诊断的方法机械故障诊断可以借助人工经验和现代技术手段来进行。
3.1 经验法经验法是指根据经验来判断机械故障的原因和解决方案。
经验丰富的技术人员可以通过观察和听觉来判断机械故障的类型和程度，从而采取相应的措施来解决。
3.2 检测仪器现代技术手段可以通过各种检测仪器来辅助机械故障的诊断。
例如震动仪可以检测机械设备的振动情况，红外热像仪可以检测机械设备的温度分布等。
这些检测仪器可以提供更精确的数据，从而帮助技术人员确定故障原因。
3.3 数据分析机械故障诊断还可以通过对机械设备的数据进行分析来实现。
例如使用数据采集系统收集机械设备的运行数据，然后通过数据分析软件对数据进行处理和分析，以确定潜在的故障原因。
4. 机械故障诊断的挑战和解决方案机械故障诊断面临许多挑战，例如故障难以发现、故障种类繁多等。
机械故障诊断及典型案例解析
机械故障诊断及典型案例解析一、导言机械故障是指机械设备在使用过程中出现的各种异常情况，影响设备正常运转。
机械故障诊断是通过观察、检测和分析机械设备的工作状态，找出故障原因并采取相应的修复措施。
本文将介绍机械故障诊断的一些基本方法和典型案例。
二、机械故障诊断方法1. 观察法：通过对机械设备的外部观察，发现异常现象，如磨损、变形、脱落等，从而判断故障原因。
2. 检测法：使用各种检测工具和设备，如红外测温仪、振动测试仪等，对机械设备进行各项参数检测，以发现故障。
3. 分析法：通过对机械设备故障的历史数据进行分析，找出故障的规律和原因。
4. 经验法：基于经验和专业知识，通过对机械设备的工作过程进行观察和分析，判断故障原因。
三、典型案例解析1. 轴承故障：机械设备在运行过程中出现明显的噪音和振动，经过观察和检测发现，轴承出现了磨损和松动，需要更换轴承。
2. 电机故障：电机无法启动或启动后运转不正常，经过检测发现电机绕组出现了短路，需要进行绕组修复或更换电机。
3. 传动故障：机械设备传动带断裂或松动，导致传动不稳定或失效，通过观察和分析发现传动带磨损严重，需要更换传动带。
4. 润滑故障：机械设备在运行过程中出现摩擦增大、温升过高等异常现象，经过检测发现润滑系统故障，需要清洗或更换润滑油。
5. 冷却故障：机械设备在运行过程中温度过高，经过检测发现冷却系统故障，需要清洗或更换冷却器。
6. 阀门故障：机械设备在运行过程中无法控制流量或压力，经过观察和分析发现阀门密封不良，需要进行密封件更换或维修。
7. 传感器故障：机械设备无法正常感知工作状态，经过检测发现传感器损坏，需要更换传感器。
8. 压力故障：机械设备在运行过程中出现压力异常，经过检测发现压力表故障，需要更换压力表或进行校准。
9. 过载故障：机械设备在运行过程中出现过载现象，经过观察和分析发现负荷过大，需要优化工艺或增加设备容量。
10. 控制系统故障：机械设备无法正常控制，经过检测发现控制器故障，需要更换控制器或进行维修。
机械故障诊断
1.机械故障诊断：是识别机器或机组运行状态的科学，它研究的是机器或机组运行状态的变化在诊断信息中的反映。
研究内容：对机器运行现状的识别诊断、对其运行过程的监测以及对其运行发展趋势的预测。
2.机械故障诊断的研究是实现维修制度从定期维修到预知维修或视情维修变革的根本保证。
3.技术手段：机械故障的振动诊断技术、油液分析技术、温度监测技术、无损检测技术4.机械故障：是指机械系统因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。
5.机械故障诊断的基本环节：确立运行状态监测的内容、建立测试系统、（测试、分析及信息提取）、（状态监测、判断及预报）6.故障树分析法：是以故障树为基础，分析影响事件发生的底事件种类及其相对影响程度。
7.能否用明确的数字表达式进行描述而将信号分为确定性信号和随机信号（分为[非]平稳随机信号），简谐信号是最简单的周期信号。
8.时域（频域）分析法：对随机信号可从时域和频域两个角度分析。
如果对所测得的时间历程信号直接实现各种运算且运算结果仍然属于时域范畴，则这样的分析运算即为时域分析法；如统计特征参量分析、相关分析等。
反之，如果首先将所测时历信号经过付里叶变换为频域信号，然后再对其施行各种运算的分析方法统称为频域分析。
9.相关分析应用：相关直线定位问题（原理P41）、相关平面定位、传递路径识别10.振动诊断：以系统在某种激励下的振动响应作为诊断信息的来源，通过对所测得的振动参量进行各种分析处理，并以此为基础，借助一定的识别策略，对机械设备的运行状态作出判断，进而对于诊断有故障的机械给出故障部位、故障程度以及故障原因等方面的信息。
11.机械振动的分类：按对系统的输入不同（[自由、强迫、自激]振动）、按系统的输出特性分类（[简谐、非简谐周期、瞬态、准周期、随机]振动）按系统的自由度（[单自由度、多自由度]系统的振动）按描述系统微分方程（[线、非线]性振动）按振动位移的特征分（[扭转、直线]振动）12.建立力学模型的前期准备：连续系统的离散化、非线性系统的线性化13.振动系统力学模型三要素：质量、弹性、阻尼14.振动测试系统框图信号输入测振传感器→信号调理器→信号记录仪→信号分析与处理设备→结果输出15.压电传感器优点：体积小、重量轻、灵敏度高、测量范围大、频响范围宽、线性度好、安装简便。
机械故障诊断技术简介
机械故障诊断技术简介
机械故障诊断技术是指利用先进的计算机技术、传感器技术和诊断算法，对机械设备进行精准的故障诊断。
其特点是以机械故障为核心，融合多种信息技术手段结合高效算法，快速准确地判定机械设备的故障原因。
机械故障诊断技术的应用范围广泛，可以用于汽车、电子设备、机床、船舶、飞机等领域。
机械故障诊断技术主要包括以下几个方面：
1.传感器技术：通过安装各种传感器，采集机械设备的运行数据，如转速、电压、电流、温度、压力等信息。
2.信号处理技术：对传感器采集到的信号进行处理，如滤波、降噪、增益等，以提高信号的质量和准确性。
3.特征提取技术：将信号转化为特征向量，通过数学模型来判定不同特征间的关系，并分析出某些特征与机械故障之间的关联。
4.数据挖掘技术：应用数据挖掘算法，从机械设备的历史数据中找出规律和趋势，以预测机械故障的发生。
5.诊断算法：根据机械设备的特征向量和历史数据，采用不同的诊断算法，如神经网络、支持向量机、朴素贝叶斯等，来实现故障的诊断。
在实际应用时，机械故障诊断技术需要根据具体的应用场景进行调整和优化，以达到更好的诊断效果。
机械故障诊断的方法
机械故障诊断的方法
机械故障诊断的方法可以分为以下几种：
1. 观察法：通过观察机械设备的运转过程中是否存在异常现象来判断故障原因。
例如，机械噪音变大、部件振动、热量异常等。
2. 测试法：通过使用仪器设备对机械设备进行测试，测量关键参数，比如温度、压力、电流、电压等，从而找出故障的原因。
3. 比对法：将已知正常的机械设备与出故障的设备进行比对，找出两者之间的差异并分析可能的故障原因。
4. 故障代码法：一些机械设备会记录故障代码，通过查阅故障代码手册，可以迅速定位到故障原因。
5. 试验法：通过对机械设备进行一系列试验，例如拉力试验、冲击试验、振动试验等，来模拟实际使用过程中可能发生的故障情况。
6. 经验法：依靠工程师或技术人员的丰富经验和专业知识，根据故障的症状和手头的情况进行判断和诊断。
以上方法可以单独或者组合使用，根据具体的机械设备故障情况选择合适的方法
进行诊断。
机械故障诊断概述
投入经费 投资：US$ 20 万元，年监测费：US$ 1.5 万元/年
诊断成本 A＝(20 万/10 年折旧) + 1.5 万/年=US$ 3.5 万元/年
诊断经济效 益系数
C＝B/A = 36
☆目的意义举例：空难
2009年6月1日14时，法航空客A330起飞不久后与地面失去联系。机上228 人全部遇难。
1.2设备故障的信息获取和检测方法
☆故障信息的获取方法
(四)设备性能 指标的测定
设备性能包括整机及零部件性能， 通过测量机器性能及输入、输出量的 变化信息来判断机器的工作状态也是 一种重要方法。
例如，柴油机耗油量与功率的变化， 机床加工零件精度的变化，风机效率 的变化等均包含着故障信息。
对机器零部件性能的测定，主要反 映在强度方面，这对预测机器设备的 可靠性，预报设备破坏性故障具有重 要意义。
按诊断方法的 完善程度分类
简易诊断 利用一般简易测量仪器对设备进行 监测，根据测得的数据，分析设备的工作状态。 如利用测振仪对机组轴承座进行测量，根据测得 的振动值对机组故障进行判别或者应用便携式数 据采集器将振动信号采集下来后再进行频谱分析 用以诊断故障。
精密诊断技术 利用较完善的分析仪器或诊断装 置，对设备故障进行诊断，这种装置配有较完善 的分析、诊断软件。精密诊断技术一般用于大型、 复杂的设备，如电站的大型汽轮发电机组、石油 化工系统的关键压缩机组等。
1.3机械设备故障诊断方法的分类
设备故障诊断技术的分类，有三种分类方法
（一）按照诊断的目的、要求和条件分类 分为功能诊断和运行诊断、定期诊断和连续监测、直接诊断和间接诊断、在 线诊断和离线诊断、常规诊断和特殊诊断、简易诊断和精密诊断等等。
机械故障诊断概述
机械故障诊断概述1. 引言机械故障诊断是指通过分析和判断机械设备出现故障的原因和位置，以便进行修复和维护的过程。
随着工业自动化程度的提高，机械设备的复杂性也在增加，因此机械故障的诊断变得越来越重要。
本文将概述机械故障诊断的基本概念和流程，并介绍常用的机械故障诊断方法。
2. 机械故障诊断流程机械故障诊断通常包括以下几个步骤：2.1 数据采集在机械设备出现故障时，需要采集相关的数据，包括振动、温度、噪声等。
这些数据可以通过传感器或监测设备来获取。
2.2 数据预处理获取到的原始数据通常包含噪声和无用信息。
在进行故障诊断之前，需要对数据进行预处理，包括滤波、降噪等操作，以提高后续分析的准确性。
2.3 特征提取特征提取是机械故障诊断的关键步骤之一。
通过对预处理后的数据进行特征提取，可以提取到与故障相关的特征量，例如频率、振幅、峰值等。
2.4 故障诊断模型构建在故障诊断模型构建阶段，可以使用机器学习或统计方法来构建故障诊断模型。
常用的方法包括支持向量机、神经网络、决策树等。
2.5 故障诊断与分析根据构建好的故障诊断模型，对特征提取后的数据进行故障诊断与分析。
通过与已知故障模式进行比对，可以确定机械设备的故障原因和位置。
2.6 故障修复与维护诊断出机械设备的故障原因后，需要进行相应的修复和维护工作。
这包括更换损坏的部件、调整参数、进行润滑等。
3. 常用的机械故障诊断方法3.1 振动分析法振动分析是一种常用的机械故障诊断方法。
通过分析机械设备的振动信号，可以判断出设备是否存在故障，并定位故障的位置。
常用的振动分析方法包括时域分析、频域分析和时频域分析。
3.2 声音分析法声音分析法是通过分析机械设备的声音信号来进行故障诊断的方法。
通过分析声音信号的频谱和时域特征，可以判断机械设备是否存在故障。
3.3 热像分析法热像分析法是一种通过红外热像仪来进行故障诊断的方法。
通过观察机械设备表面的温度分布情况，可以判断设备是否存在异常或故障。
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测的常用方法机械设备在工业生产中起着非常重要的作用，而设备故障的发生往往会导致生产中断和损失。
为了提高设备的可靠性和稳定性，以及减少故障对生产的影响，机械设备的故障诊断与监测变得尤为重要。
下面我们将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。
一、故障诊断方法1. 经验法经验法是指根据维修人员的经验和对设备的了解，通过观察和检查设备的运行状态，来判断设备可能出现的故障。
这种方法需要维修人员对设备有较深的了解和丰富的实践经验，对于一些常见的故障问题，经验法是一种简便有效的诊断方法。
2. 振动分析法振动分析法是一种通过检测设备的振动信号，来判断设备是否存在故障的方法。
通过振动分析仪器采集到的振动数据，可以分析设备的振动频率、幅值、相位等参数，从而判断设备的运行状态和可能存在的故障。
这种方法对于轴承、齿轮、传动系统等部件的故障具有很好的诊断效果。
3. 热像法热像法是一种通过红外热像仪器，对设备表面温度进行检测和分析，来判断设备是否存在故障的方法。
由于设备在运行过程中存在摩擦、磨损、电气故障等问题，会导致设备局部温度升高，通过热像仪器可以清晰地观察到设备表面的温度分布情况，从而判断设备是否存在故障。
二、故障监测方法1. 油液分析法油液分析法是一种通过对设备润滑油或液压油进行采样和化学分析，来监测设备是否存在故障的方法。
设备在运行过程中，润滑油或液压油中会存在金属颗粒、水分、氧化物等问题，通过对这些物质的分析可以判断设备是否存在磨损、腐蚀、水分混入等问题，从而实现对设备运行状态的监测。
2. 温度监测法温度监测法是一种通过对设备各部件温度进行实时监测，来判断设备是否存在故障的方法。
不同的故障问题会导致设备各部件温度升高或降低，通过实时监测设备的温度变化可以及时发现设备的异常情况，从而减少故障对设备的损坏。
3. 运行参数监测法运行参数监测法是一种通过对设备运行参数进行实时监测，来判断设备是否存在故障的方法。
机械设备的故障诊断与验收标准
机械设备的故障诊断与验收标准为了确保机械设备的正常运行和生产效率，本文档提供了一套全面的故障诊断与验收标准。
这些标准将帮助维护团队及时发现并解决问题，确保设备的可靠性和持续性。
一、故障诊断标准1.1 故障分类- 功能性故障：影响设备基本功能的故障。
- 安全性故障：可能导致设备或人员伤害的故障。
- 性能故障：影响设备性能或生产效率的故障。
- 可靠性故障：导致设备频繁停机的故障。
1.2 故障诊断流程1. 收集信息：了解设备故障的现象和发生条件。
2. 初步判断：根据故障现象，判断可能的原因。
3. 详细检查：对可能的原因进行详细检查和验证。
4. 定位故障：确定故障的具体部位和原因。
5. 解决方案：提出并实施解决问题的方案。
6. 验证效果：验证故障解决的效果，确保设备正常运行。
二、设备验收标准为确保设备达到预期的性能和质量，设备验收应遵循以下标准：2.1 设备性能验收1. 设备应满足设计文件中规定的技术性能指标。
2. 设备应能够连续稳定运行，无明显性能下降。
3. 设备应满足生产效率和产品质量的要求。
2.2 设备安全验收1. 设备应符合国家和行业的安全标准和规定。
2. 设备应具备必要的安全防护措施，如防护罩、警示标志等。
3. 设备操作界面应清晰易懂，操作程序应符合安全要求。
2.3 设备可靠性验收1. 设备应具备良好的耐久性，无频繁故障发生。
2. 设备零配件应具备良好的互换性，易于更换和维修。
3. 设备应具备良好的适应性，能够在不同环境下稳定运行。
2.4 设备维护与验收1. 设备维护应按照制造商提供的维护手册进行，确保设备正常运行。
2. 设备验收应包括设备性能、安全性和可靠性的全面检查。
3. 设备验收应由专业的验收团队进行，确保验收的客观性和准确性。
通过遵循上述故障诊断与验收标准，可以确保机械设备的正常运行和生产效率。
维护团队应定期进行故障诊断和设备验收，及时发现并解决问题，确保设备的可靠性和持续性。
机械设备故障诊断技术及方法
机械设备故障诊断技术及方法
一、机械设备故障诊断技术
1、图像识别技术
图像识别技术是基于图像处理、模式识别和计算机视觉等多学科的一
种技术，可以通过机器自动识别图像中的特征，从而诊断出机械设备故障。
它利用图像识别算法，根据特定设备上细致的拍摄图像的信息，经过计算
机识别，分析出模式、参数、结构信息，从而诊断出机械设备故障。
2、传感器技术
传感器技术是指利用传感器可以直接检测机械设备上可测量参数的改变，从而诊断出机械设备故障。
这种技术可以检测温度、压力、流量、振动、电弧等物理参数的变化情况，然后对机械设备故障进行诊断。
3、机器学习技术
机器学习技术是指智能系统能够通过不断自学习，从大量数据中学习
出若干模型，并根据这些模型进行精确判断，从而诊断出机械设备故障。
机器学习技术可以根据搜集的大量数据建立模型，分析其中的规律，从而
对机械设备状态和参数变化进行判断，从而诊断出机械设备故障。
二、机械设备故障诊断方法
1、直接诊断法
直接诊断法是指利用传感器和测量仪表直接对机械设备的参数进行测量，从而判断出机械设备故障的方法。
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4章-机械设备故障诊断实施技术
腐蚀磨损 轮齿塑性变形 严重磨损
振动增大
刚度不足 精度差
气蚀断齿 电蚀
密封不良
齿轮轮齿——折断、烧伤、严重变形、咬入异物
齿轮轮体——折断、严重变形、严重损伤
旋转机构——轴、联轴节、键、轴承等严重损伤、折断
齿轮箱体——变形、有夹杂物
动力源——电源中断、燃料中断、电动机或内燃机故障
其他
图齿轮装置故障原因分析
采样过程是先将模拟信号分为一系列间隔为t
的时间离散信号并加以采集
量化过程然后将这些时间离散信号的幅值修约
为某些规定的量级
编码过程将这些时间和幅值均不连续的离散信
号编码成一定长度的二进制序列
模拟信号
数字信号
即A/D转换过程，也称数据采集
数据采集的基本原理
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
图6 采样示意图
序 号
t2
t3
t4
3. 灵敏度
一般而言，总是希望传感器的灵敏度尽量高， 以便检测微小信号。
要求传感器的信噪比(S/N)要高，有效地抑制 噪声信号
4. 精度 5. 稳定性
时间稳定性和环境稳定性 此外，传感器的工作方式、外形尺寸、 重量等也是需要考虑的因素。
4.1.2 信号记录与处理设备
光线示波器、电子示波器、笔式记录仪、磁带机 以及数据采集器
高频域 电荷放大器
积分器
A-v
普通滤波器
频率分析 带通滤波器 绝对值处理
平均响应 频率分析 平均响应
4. 时域诊断
T
时标可以将某一齿轮轴的一整转定为脉冲周期 T, 乘以一 定的传动比后 , 化为指定的周期 , 输入信号即可依周期分 段采样再迭加平均, 再经平滑化后输出。
机械故障诊断学1-2机械故障诊断的基本原理
数据收集
2
收集故障信息。
采集设备的运行数据和性能参数，分析
故障规律。
3
故障分析
根据收集的故障信息和数据分析，判断
Байду номын сангаас
故障诊断
4
故障原因。
确认故障原因并提出修复建议，制定故 障处理方案。
故障诊断的方法
1 经验法
基于专业经验和直觉，通过分析相似的故障 案例来诊断。
2 测试法
利用各种测试工具和设备，对故障设备进行 检测和分析。
故障诊断案例分析
故障现象
设备温度升高，噪音异常。
故障原因
散热系统故障导致温度升高， 轴承损坏导致噪音异常。
修复方法
更换散热系统部件，维修或 更换轴承。
总结与展望
机械故障诊断学1-2介绍了机械故障诊断的基本原理和技能提升方法，通过案例分析加深了理解。希望能够帮 助读者提高故障诊断能力，确保设备的正常运行。
3 模型法
建立设备故障模型，通过模拟和仿真来进行 故障诊断。
4 智能法
利用人工智能和机器学习技术，进行自动化 故障诊断。
故障诊断技能的提高
技术培训
参加相关培训课程和研讨会，学 习最新的故障诊断技术。
实践经验
通过实际工作中的故障处理，积 累宝贵的故障诊断经验。
问题解决能力
培养良好的逻辑思维和分析判断 能力，提升故障诊断能力。
机械故障诊断学1-2机械 故障诊断的基本原理
机械故障诊断学1-2是研究机械故障诊断的基本原理，从定义、流程、方法到 案例分析，帮助提高故障诊断技能。
故障诊断的定义
故障诊断是通过分析和判断机械设备的异常现象，确定故障原因，为修复提 供指导。
故障诊断的流程
机械故障诊断的原理及应用
机械故障诊断的原理及应用机械故障诊断是一种通过分析和研究故障现象，找出故障原因的技术方法。
机械故障诊断的原理主要包括故障数据采集、特征提取和故障诊断三个步骤。
在实际应用中，机械故障诊断广泛应用于各个行业，如制造业、涡轮机械、电力系统等，以提高设备的稳定性和可靠性。
机械故障诊断的第一步是故障数据采集。
通常使用传感器、观察和检查等手段收集机械设备的运行数据。
传感器可以直接测量机械设备的振动、温度、压力等参数，将数据转换为电信号，并传输到数据采集系统中进行记录和分析。
观察和检查是直接观察机械设备的工作状态，如外部磨损、生锈、松动等，并记录相关信息。
第二步是特征提取。
特征提取是将采集到的原始数据转换成有效的特征参数，用于描述机械故障的不同特征。
常用的特征参数包括时域特征、频域特征和时频域特征等。
时域特征包括均值、方差、峰值等；频域特征包括功率谱密度、频率谱等；时频域特征包括小波包分析、瞬时参数等。
特征提取的目的是为了从大量的故障数据中提取出能够表征机械故障的相关特征。
第三步是故障诊断。
在故障诊断中，根据特征参数进行故障分析和判断，确定机械设备的故障原因。
常见的故障诊断方法包括统计法、模型法和知识法。
统计法是通过建立基于统计学模型的概率分布，对特征参数进行分析和判断。
模型法是通过建立机械设备的数学模型，并根据模型的预测结果对故障进行诊断。
知识法是根据人工经验和专家知识，对故障进行判断和诊断。
在实际应用中，通常会采用多种方法相结合，以提高故障诊断的准确性和可靠性。
机械故障诊断广泛应用于各行各业。
在制造业中，通过对机械设备的故障诊断，可以及时发现并排除故障，保证设备的正常运行。
在涡轮机械领域，机械故障诊断可以对故障进行准确定位，避免故障扩大并影响机械设备的稳定性和安全性。
在电力系统中，机械故障诊断可以对电力设备的故障进行准确诊断，提前采取维修措施，以保证电力系统的正常运行。
总之，机械故障诊断的原理是通过故障数据采集、特征提取和故障诊断三个步骤来找出机械设备的故障原因。
机械故障诊断方法
机械故障诊断方法
机械故障诊断方法指的是通过观察、测试和分析来确定机械系统故障原因的方法。
下面列举了几种常用的机械故障诊断方法：
1. 观察法：通过观察机械设备运行时的现象和表现来初步判断故障原因。
例如，观察机械设备的噪音、振动、温度等变化情况。
2. 测试法：通过各种测试手段对机械设备进行测试，获取实际数据来判断故障原因。
例如，使用检测仪器测量电流、电压、转速等参数来确定故障。
3. 分析法：根据机械设备的故障现象和测试数据，进行数据处理和分析，找出可能的故障原因。
例如，通过振动分析、谱图分析等方法来识别故障。
4. 对比法：将正常工作状态的机械设备与故障设备进行对比，找出差异和异常之处，确定故障原因。
5. 经验法：根据经验，通过感觉和直觉判断机械设备的故障原因。
这种方法通常适用于经验丰富的维修人员。
无论采用哪种故障诊断方法，都需要综合考虑多种因素，包括机械设备的结构、工作原理、使用环境等，以便更准确地确定和解决故障原因。
机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇
机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇第1篇示例：机械设备在使用过程中经常会出现各种故障，及时准确地进行故障诊断和监测对于设备的正常运行和维护是至关重要的。
下面将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。
一、视觉检查法视觉检查法是最简单、最直观的故障诊断方法之一。
通过观察设备的外观、运转状况、连接部位是否松动、是否有明显的磨损痕迹等，初步判断设备是否存在问题。
这种方法适用于一些外在明显的故障，比如松动的螺丝、漏油现象等。
二、听觉检查法听觉检查法是通过听设备运行时的声音来判断设备是否存在故障。
比如机械设备在运行时出现异常的响声，可能是由于轴承损坏、齿轮啮合不良等原因引起的。
通过仔细倾听设备运行时的声音，可以初步判断设备存在的故障类型。
三、振动检测法振动检测法是一种通过监测设备在运行时的振动状况来判断设备是否存在故障的方法。
通常情况下，机械设备在正常运行时会有一定的振动，但如果振动异常明显，可能是设备出现了问题。
通过振动检测仪器对设备进行监测和分析，可以准确判断设备的故障类型和严重程度。
四、温度检测法温度检测法是通过监测设备运行时的温度变化来判断设备是否存在故障的方法。
比如设备某个部位温度异常升高，可能是由于摩擦引起的，也可能是由于电气元件故障引起的。
通过红外测温仪等工具对设备表面温度进行监测和分析，可以帮助工程师快速定位故障部位。
五、性能测试法性能测试法是一种通过对设备的各项性能指标进行测试和比较，来判断设备是否存在故障的方法。
比如通过功率测试仪器对设备的电流、电压等参数进行监测，比较实测数值与标准数值是否一致，可以准确判断设备是否存在故障。
六、故障诊断仪器法现代科技的发展，各种先进的故障诊断仪器也被广泛应用于机械设备的故障诊断和监测中。
比如红外热像仪可以通过红外辐射检测设备的热量分布，帮助工程师找出设备故障的根源；声发射仪器可以对设备在运行时的声音进行捕捉和分析；电动机绝缘测试仪器可以对设备的绝缘状态进行监测等。
机械设备的故障诊断与维修技术
机械设备的故障诊断与维修技术故障现象一：机械设备无法启动当机械设备无法启动时，可能存在以下几种常见问题：1. 供电问题：首先需要确保设备接通电源，并且电源线没有损坏。
可以尝试使用其他设备连接同一个电源插座来排除电源问题。
2. 保险丝故障：检查设备内部的保险丝是否烧坏，需要将设备断电后打开外壳检查保险丝的状态，并及时更换烧坏的保险丝。
3. 开关故障：如果保险丝正常，那么可能是开关故障。
可以尝试将设备的开关来回操作几次，观察是否有任何反应。
如果没有反应，可能需要更换开关。
4. 电机问题：机械设备无法启动还可能是由于电机故障引起的。
可以使用万用表测试电机的接线是否正常，以及是否有断路或短路现象。
如果发现电机故障，需要及时更换电机。
故障现象二：机械设备运行异常或产生异常噪音如果机械设备在运行过程中出现异常或产生异常噪音，可能存在以下几种常见问题：1. 零部件磨损：机械设备长期使用后，零部件可能会磨损，导致设备运行不正常或产生噪音。
可以检查设备内部的关键零部件，如齿轮、轴承等，是否出现磨损迹象。
如果发现磨损，需要及时更换受损的零部件。
2. 润滑问题：机械设备正常运行需要充分的润滑。
如果设备长时间未进行润滑维护，可能会导致设备运行不稳定或产生噪音。
可以检查设备的润滑系统，包括润滑油或润滑脂的供给是否正常。
如果不正常，需要及时添加或更换润滑剂。
3. 设备平衡问题：如果机械设备在运行过程中不平衡，可能会产生振动或噪音。
可以使用振动仪器检测设备的振动情况，并根据检测结果进行调整。
可能需要对设备进行平衡校正，以确保设备正常运行。
故障现象三：机械设备频繁故障如果机械设备频繁出现故障，可能存在以下几种常见问题：1. 设备使用不当：频繁故障可能是由于设备的不当使用引起的。
可以检查设备的使用手册，确保设备的使用方法符合要求。
可以对操作人员进行培训，提高其使用设备的技能和意识。
2. 温度问题：机械设备使用过程中，如果温度过高，可能会导致设备损坏或故障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工件位置检测方法
02010220 苏冠明工件位置的测定分为接触性和非接触性的测量方法两种。
老师所要求的是非接触式的检测位置。
非接触式传感器电感式传感器中的电涡流式传感器，磁电式传感器中的磁阻式传感器、霍尔式传感器、感应同步器，光电式传感器，特殊传感器中的微波传感器均为非接触式传感器。
各个非接触式传感器具体为
一电涡流式传感器
根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中，在磁场中作切割磁力运动时，导体内将产生呈漩涡状的感应电流，此现象叫电涡流效应。
根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
电涡流式传感器最大的特点是能对位移、厚度、表而温度、速度、应力及材料损伤等进行非接触式连续测量，另外还具有体积小、灵敏度高和频率响应宽等特点，应用极其广泛。
如图所示为电涡流式转速传感器工作原理图。
在软磁材料制成的输入轴上加工一键槽，在距输入表面4I处设置电涡流传感器，输入轴与被测旋转轴相连。
当被测旋转轴转动时，输出轴的距离发生(吨tAd)的变化。
由于电涡流效应，这种变化将导致振荡回路的品质因数变化，使传感器线圈电感随AJ的变化也发生变化，它将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。
出此，随着输入轴的旋转，从振荡器输出的信号中包含有与转数成正比的脉冲频率信号。
该信号由检波器检出电压幅值的变化量，然后经整形电路输出脉冲频率信号，该信号经电路处理便可得到被测转速。
这种转速传感器可实现非接触式测量，抗污染能力很强，可安装在旋转轴附近长期对被测转速进行监视。
最高测量转速可达600 000r／min。
二霍尔式传感器
霍尔式传感器也是一种磁电式传感器，它是利用霍尔元件基于霍尔效府原理而将被测量转换成电动势输出的一种传感器。
由于霍尔元件在静止状态下具有感受磁场的独特能力，并且具有结构简单、休积小、噪声小、频率范围宽(从直流到微波)、动态范围大(输出电势变化范围可达1000：1)以及寿命长等特点，因此获得了广泛应用。
金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
公式
跟据公式，霍尔元件可用于三种测量方法，其中非接触式的为： (1)保持霍尔元件感受的磁感强度不变，利用Uh与I成止比的关系，可用于直接测量电流和能转换为电流的物理量，如电压等。
(2)当霍尔元件的控制电流和磁感比强度均发生变化时，利用uH与IB成正比的关系，可构成乘法器和功率计等，进行乘法运算或功率测量。
下面以霍尔单相交流功率计为例进行说明。
通过测量电路测出霍尔元件输出的平均霍尔电压uh，即可求出负载ZL
的有功功率P。
三感应同步器
感应同步器由两个平面印刷电路绕组构成，类似于变压器的初、次级绕组，故又称平面变压器。
感应同步器通过位移引起两个绕组间的互感量变化来进行位移测量。
按照测量位移对象的不同，感应同步器可分为直线型感应同步器和圆盘型感应同步器两大类，前者用于测量直线位移，后者用于测量角位移。
由于此类传感器成本低，受环境温度影响小，测量精度高，且为非接触式测量，所以在位移检测中得到广泛应用。
直线型感应同步器的结构及定尺和滑尺的绕组示意图如图所示。
它出定尺和滑尺两部分组成，长尺为定尺，短尺为滑尺。
感应同步器的定尺被安装在固定部件亡(如机床的台座)，而滑尺则与运动部件或被定位装置(如机床刀架)一起沿定尺移动。
其制造工艺是先在基板(玻璃或金属)上涂上一层绝缘粘合材料，将铜箔粘牢，用制造印刷线路板的腐蚀方法制成节距为T(一般为2mm)的方齿形线圈。
直线型感应同步器的定尺绕组是连续的。
滑尺上分布着两个励磁绕组，分别称为正弦绕组和余弦绕组。
当正弦绕组与定尺绕组相位相同时，余弦绕组与定尺绕组错开1／4节距。
滑尺和定尺相对平行安装，其间保持一定向隙(0.05-0.2mm)。
在滑尺的正弦绕组中，施加频率为f(一般为2一l0k比)的交变电流时，定尺绕组感应出频率为f的感应电势。
感应电势的大小与滑尺和定尺的相对位置有关。
当两绕组同向对齐时，滑尺绕组磁通全部交链于定尺绕组，所以其感应电势为正向最大。
移动1／4节距后，两绕组磁通不变链，即交链磁通量为零；再移动1／4节距后，两绕组反向时，感应电势负向最大。
依此类推，每移动一节距，其感应电势随位置按余弦规律周期性的重复变化一次。
同样，在滑尺的余弦绕组中，施加频率为f的交变电流时，定尺绕组上也感应出频率为f的感应电势。
其感应电势随位置按正弦规律变化，如图所示。
根据感应同步器的工作原理知道，感应同步器的输出信号是—个能反映定尺和滑尺相对位移的交变电动势，因而对输出信号的处理，可归结为对交变电动势的检测和处理。
四光电式传感器和五微波传感器
根据老师要求，我选择霍尔原件进行位置测量：
在传感器设计时，可以采用如图1所示的方式，此时，霍尔元件与永久磁铁作成一体，当传感器与被测物体间的距离L发生变化时，传感器与被测物体间的磁阻发生变化，引起永久磁铁与被测物体间的磁场分布也随之发生变化，此时，霍尔检铡物体图1 位移传感器结构图元件处的磁场也必然发生变化，霍尔元件即有电压信号输出． -霍尔元件采用UGN 3501 T集成霍尔元件，主要考虑到如下因素．a．可以保证很高的空间分辨率．其敏感面积为0．1 mm×0．1 mm，相当于检测磁场中的一个点，对提高检测位移的精度十分有利．b．灵敏度可达7 V／T；而单片霍尔元件中灵敏度较好的HZ-I仅有240 mV／T (对应于20mA 控制电流)，从而可以减少为放大信号所为4．44mm ×4．52mmX 2．0mm．采用塑胶封装，且体积较小，便于在传感器中安装，可以把传感器的体积做得很小．d．属于三端子器件，引线合理，便于焊接．
实验表明：霍尔元件与永久磁铁间的距离对该传感器的灵敏度、线性度与量程都有很大影响，若霍尔元件与磁铁距离很近，则该处的磁场强度很大，霍尔元件很容易饱和，传感器的线性度差，量程小一若霍尔元件与永久磁铁距离太远，则磁场很弱，霍尔元件感应不到磁场，灵敏度降低．因此必须在传感器设计中要确定最佳的 值．由上述分析可知，该传感器适用于被测物体是铁磁构件（能够改变磁力线分布的物体)间的位移的测量．图2给出了当材料磁化到饱和与非饱和状态的测量曲线，由于磁场分布受材料特性影响很大，当材料磁化到饱和状态时，测量曲线较为平直；当材料未磁化到饱和状态时，测量曲线波动较大；在饱和磁化区与未饱和磁化区之间，测量曲线呈上升趋势，所以为保证测量精度，被测物体局部应该磁化到饱和状态．图3给出了传感器输出曲线，实验研究与理论计算表明，该传感器在0～3 mm范围内有较好的线性度，灵敏度可以达到0．01 mm．
采用上述设计的传感器可以实现非接触的位移测量，若成对布置传感器，如图4
所示，可实现钢管、钢棒、钢丝绳等细长导磁构件直径的非接触的动态连续测量，由图4可知，被测物体的直径
D=321s s s --与其他方法相比，采用该方法测量的显着优点是不受被测构件表面油泥等非导磁污物的影响，传感器的抗干扰性能好与抗冲击能力强，结构简单．结果表明：考虑到偏心等其他干扰因素的影响，采用传感器设计的钢丝绳直径检测仅对钢丝绳的动态测量精度可以达到0．3 mm ．。