设备故障诊断与维修 第一章 绪论
(完整版)机电设备故障诊断与维修
《机电设备故障诊断与维修》课程标准课程名称：机电设备故障诊断与维修适用专业：机电一体化技术教学模式：项目化教学总学时：32实践学时：4第一部分前言一、课程性质《机电设备故障诊断与维护》是机电技术专业群数控技术专业职业能力模块的专业拓展课程，是一门知识与技能高度结合的课程，将学生所学“机、电、液”的知识与技能，在实践的基础上高度的“融合”，全面提升学生机电一体化知识与技能。
《机电设备维修技术》是机电应用技术专业的一门重要职业技术课程，是其它职业基础课和职业技术课的集成和技能汇总。
本课程与其它课程的关系见表1。
二、课程设计理念本课程按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，以工作任务模块为中心构建工程项目课程体系。
从整体而言，本课程融理论、实验、综合训练为一体，考虑到学生差异化明显的现状，结合有关学习论的理论，采用分层化、并行化的理念进行设计。
紧紧围绕项目任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，遵循理论联系实际的原则，强化学生对专业知识的学习及应用。
让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。
三、课程设计思路考虑学生的学情及前述相关课程掌握的状况，课程整体采用项目分立、自成单元的结构，最后综合应用。
课程单个项目按照由浅入深、由易到难的原则将教学内容进行重新归类、组合设计，将教学内容设计成一个具体的教学项目单元。
1.按照项目驱动、完成任务的设计思想，依据学生就业岗位职业行动能力，由理论和实训教师共同进行课程设计开发；以学习者为主体，让学生在学院里就可以接受到“职业化“的培训，并着重强调学员知识能力、学习能力、专业能力和社会能力的提升，实现高素质人才和高技能人才的统一。
2.本课程全面采用“理实一体化”教学模式，采用行动导向法、角色变换法、分组讨论法、演示教学法和多媒体辅助教学等多种教学手段，运用多种教学方法，参照“人才培养质量要求”，由理论和实践教师共同制定课程质量标准和课程考核评价标准，全面提高教学质量。
现代数控机床故障与维修题库
法；10．测量比较法；11．升温，降温法等。
应用替换法诊断时应注意：①必须断电后才能更换电路板或组件。②有些电路板，例如，
PLC 的 I／O 板上有地址开关，交换时要相应改变设置值。③有些电路板上有跳线及桥接调
出现超程报警可能原因：（1）机床回零过程无减速动作或一直以减速回零，多数原因为 减速开关及接线故障。
（2）机床回零动作正常，但系统得不到一转信号。原因可能是电动机编码器及接线或
系统轴板故障。 （3）减速开关偏移。
6．FANUC 数控系统的 RS-232C 传输通信参数如何设定？ 答：设定如下系统参数：
① PRM0000 设定为 00000010； ②PRM0020 设定为 0； ③ PRM0101 设定为 00000001； ④ PRM0102 设定为 0； ⑤ PRM0103 设定为 10，设定为 11；
7．LADDER-III 软件的功能是什么？ 答：（１）创建并编辑梯形图程序； （２）将存储卡备份的 PMC 梯形图转换为 Ladder Ⅲ可识别和读取并进行修改和编辑 格式； （３）实现不同类型的 PMC 文件之间的转换。
关键文件：
DEVICE=.\DRV\HNC-21.DRV
。世纪星数控装置驱动程序
DEVICE=.\DRV\SV_CPG.DRV
。伺服驱动程序
DEVICE= C:\HNC-21 \plc\plc_ 。PLC 程序
PARMPATH=.\PARM
。系统参数所在目录
DATAPATH=.\DATA
3．简述 PMC 在数控机床的控制功能？ 答：数控机床分为“NC 侧”和“MT 侧”（即机床侧）两大部分。“NC 侧”包括 CNC 系统的硬件和软件，与 CNC 系统连接的外围设备如显示器，MDI 面板等。“MT 侧”则包括 机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、 机床强电线路等。PMC 处于 NC 与 MT 之间，对 NC 和 MT 的输入、输出信号进行处理。
机电设备故障诊断与维修第1节课教案
课时教学计划[复习引入]复习：无引入：我们机电专业的学生，毕业后很多人将会走上机电设备维修相关的管理岗位或技术岗位，因此这门课是机电专业学生要必须掌握的一门课，也是与今后工作密切相关的课程，因此希望大家一定要认真学习。
这节课我们先来学习一些机械设备维修的基本概念。
[教学内容]第一章机械维修的基本概念1.1机器的磨损规律1、通过日常生活中的自行车引出磨损的概念：自行车的常见故障有哪些？有闸皮子松、车胎漏气、链子松、车轮转动不畅……，这些都与磨损有关。
2、磨损的概念：广义来说，系某种固体之一部分（包括从原子大小到固体粒子大小的东西）因摩擦被除掉的减量现象。
3、磨损的原因：两相互接触产生相对运动的摩擦表面之间的摩擦将产生阻止机件运动的摩擦阻力，引起机械能量的消耗并转化而放出热量，使机件产生磨损。
4、补充关于磨损的几个假设1）接触表面凹凸不平两个物体相对运动的接触表面（即摩擦表面）有一定的粗糙度，无论怎样精密细致的加工、研磨、抛光。
总是存在凹凸不平，如图1-1所示2）真实接触面积很小由于零件表面存在着凹凸不平，因此当两表面接触时，接触区就不是一个理想的平面，而是在某些个别点（微小面积）上发生接触。
其实接触面积a（即在接触区域内，接触各点实际微小面积的总和），远比接触区域或名义接触面积A小得多，其比值因接触材料的力学性能接触表面的粗糙度和接触时会自载荷的大小等情况的不同而不相同，其变动约在下式范围内，即说明该课程的重要性从日常生活中的自行车故障切入，提问板书写下同学的回答，进而引出磨损的概念视图讲解5111010i aa A A ⎛⎫== ⎪⎝⎭∑ 3）真实接触面积上的压强很大真实接触面很小，即使垂直载荷N 很小的时候 在真实接触面积上，也将受到很大的压强。
5、磨损的典型曲线分析图中的磨损曲线，可以得出这样的结论：机器的磨损可以分为两类，即自然（正常的）磨损和事故（过早的、迅速增长的或突然发生意外的）磨损。
数控机床故障诊断与维护-PPT
➢ 主轴性能
手动操作—高、中、低三挡转速连续进行 五次正、反转的起动、停止，检验其动作的 灵活性和可靠性。观察功率变化。
MDI方式—转速由低到高，允差±10%。 观察机床的振动以及2H高速运行温升情况。
主轴准停—五次正、反转的起动、停止， 检验其动作的灵活性和可靠性。
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 进给性能
手动操作—高、中、低速进给和快速移动 的起动、停止、点动的灵活性和可靠性。一 级增量运行方式的误差。
MDI方式—快速移动（G00）和进给（G01) 速度，允差±5%。
软/硬限位—可靠性。
回原点—可靠性。
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 自动换刀功能
手动/自动操作—通过手动和M06T指令自 动运行，检验换刀的可靠性、准确性、灵活 性和平稳性
第二章 数控机床的验收及检测
2.2.2 系统的连接(以FANUC-0I系统为例)
➢ 控制单元主板与I/O LINK
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 控制单元主板与串行主轴及伺服轴的连接
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 控制单元I/O板与显示单元的连接
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 控制单元I/O板与内装I/O卡的连接
刀具交换时间—测定换刀时间是否符合要求
➢ 机床噪声
主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于 85分贝。
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 润滑装置 检查可靠性、泄露状况、油温、润滑点的 油量分配。
➢ 气、液装置 密封性、可调整性、工作状态
➢ 电气装置 ➢ 数控装置 ➢ 附属装置-冷却、排屑等
第二章 数控机床的验收及检测
第一章 绪论
1.3.2 故障的分类
机电设备故障诊断与维修第一章
第三的角度进行分类。对故障进行分类的目的 是，估计故障事件的程度分析故障的原因，以便更好地针对不同的 故障形式采取相应的对策。
第三节 故障的分类
1．按故障形成的原因分 1）操作管理失误造成的故障 如机电设备未按原设计规定条件使用、设备操作不当或错用等造成的故 障就属于此故障 2）机器内在原因造成的故障 此类故障一般是由机器设计、制造遗留下的缺陷（如残余应力、局部薄 弱环节等）或材料内部潜在的缺陷造成的，无法预测，是发生突发性故 障的重要原因。 3）自然故障 机电设备在使用和保有期内，因受到外部或内部多种自然因素影响而引 起的故障，如磨损、断裂、腐蚀、变形、老化等都属于自然故障。
具有随机性，很难预料发生的确切时间，因而在机电设备使用
寿命内，发生故障的可能性用概率表示。 机电设备在规定的使用条件下和规定的时间内不发生故障的概
率称为无故障概率。
第四节 故障的规律
3．故障率 故障率是指在每一个时间增量里产生故障的次数，或在时间 t之前尚 未发生故障，而在随后的dt时间内可能发生故障的条件概率。
频繁加快、国际竞争更加剧烈的今天。维修更是企业生存、发
展、扩大再生产和更新机电设备的一种投资选择方式。维修成 为实施绿色再制造工程的重要技术措施。
搞好维修可以延长零部件的使用寿命，维持生产，提高效能，
节约资源、能源和资金、外汇。另外，很多报废的机电设备通 过利用高新技术进行维修改造，可再利用。
第五节 设备维修与保养
第一节 故障的概念
故障的定义：“故障”一般定义为“设备零部件丧失了规定功
能的状态”，它包含以下两层含义。
第一层是设备或零部件偏离正常功能，导致机电设备或零部件 偏离正常功能的主要原因是机电设备的工作条件不正常，该故
机械故障诊断学第一章绪论
1.3 故障诊断的基本方法
➢按照诊断模式分
★ 离线分析诊断 ★ 在线分析诊断 ★ 远程检测诊断
➢离线分析诊断
定期或不定期的巡检的方式采集现场数据，然后回放到计 算机，由计算机软件进行监测与诊断分析。
特点：离线分析，对突发故障无能为力，但可精细分析
➢在线分析诊断
由传感器及高速实时数采硬件、控制计算机及监 测分析软件组成。
变压器等。
★ 无损检测：采用物理化学方法，用于关键零部件的故障
检测。
★ 压力：适用于液压系统、流体机械、内燃机和液力耦合器
等。
★ 强度：适用于工程结构、起重机械、锻压机械等。 ★ 表面：适用于设备关键零部件表面检查和管道内孔检查等。 ★ 工况参数：适用于流程工业和生产线上的主要设备等。 ★ 电气：适用于电机、电器、输变电设备、电工仪表等。
变化
应力应变测量 观察压力或应力变化
无损检测
观察内部结构缺陷
查阅技术档案资 找规律、查原因、作判断
料
故障的分类
➢按故障性质分类
人为故障 自然故障
Ⅰ——磨合期 Ⅱ——正常使用期 Ⅲ——耗损期
故障率%
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
图 浴盆曲线
➢按故障产生的原因分类
先天性故障 使用性故障
➢按故障发展速度分类
突发性故障 渐进性故障
1.4 监测和诊断仪器的分类和选用
仪器分类：
仪器选用原则：
• 便携式测振表 • 被监测对象在生产中的地位
• 数据采集器
• 生产的规模和产量
• 预计的投资
• 计算机化监测系统
• 设备管理人员的水平和素质
➢测振表的外形和原理框图
输入 阻抗变换
前置放大
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
机电设备维修与故障诊断
机电设备维修与故障诊断第一部分机械设备维修工程学1机械设备的老化有形老化：Ⅰ型有形老化，Ⅱ型有形老化的概念。
αp=R/K1αp—设备的有形老化程度R—修复全部老化零件所用的修理费用K1—在确定设备老化程度时该设备再生产的价值显然αp的极限值是1无形老化：经济老化.Ⅰ型无形老化，Ⅱ型无形老化的概念设备老化的补偿：有形老化的局部补偿是修理，无形老化的局部补偿是现代化的改造.有形老化和无形老化的完全补偿是更换。
设备使用价值的降低与技术进步的具体形式有关，比如在加工方法基本不变的情况下，先进的新设备的出现将使原设备的使用价值大大降低；当新材料取代旧材料时,加工旧材料的设备将会被淘汰；当改变原生产工艺时,原生产工艺线上的设备将失去使用价值。
在技术进步影响下的无形老化程度，用设备价值降低系数来表示即：α1=式中:α1—-—设备无形老化的程度K0———设备的原始价值K1-考虑到第Ⅰ、Ⅱ种无形老化时设备的再生价值2机械设备的故障故障的概念：设备（系统）或零部件丧失了规定功能的状态.故障分类（了解）设备可靠性的概念：产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠性的量度：可靠度、不可靠度的概念。
故障密度、故障率的概念.平均故障间隔期（MTBF）和平均寿命时间（MTTF）故障规律的浴盆曲线维修性的概念：系统或设备在规定的条件下进行维修时，在规定时间内完成维修的可能性。
维修的量度：维修度、修复率的概念3维修的经济技术分析设备的寿命周期费用设备大修、改造、更新的经济决策：大修与更新的经济决策前提：一次大修所用的费用（R）必须小于同一年份新设备购置费（Kn）与设备残值(O）之差。
R< Kn –O但是，大修费减去残值小于买新设备的费用来决定是否大修并不一定是最佳的。
CΤ≤ CnCΤ是用大修后的设备加工单位产品的成本Cn是用新设备加工单位产品的成本改造与更新的经济决策:改造：是指用现代化的技术成就和先进经验，适应生产需要，改变现有设备的结构，改善其技术性能.在多数情况下设备改造的投资比更换新设备的投资少。
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。
设备故障诊断与维修
《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。
6、设备故障诊断的分类根据诊断对象、诊断参数、诊断的目的和要求、诊断方法的完善程度等不同可以有各种分类方法。
机电设备故障诊断与维修第一章PPT课件
2020/3/21
23
第五节 设备维修与保养
5 ．2设备维护保养的要求
通过擦拭、润滑、调整等一般方法对设备进行护理，以保持设备 的性能和技术状态，称为设备维护保养。主要有以下四项。
主讲：施 懿 老师
2020/3/21
1
本课程的研究内容
本课程是研究机电设备的故障产生规律及其诊断与维修的实用技术 的一门课程，是机电类专业特别是机电一体化、机电设备使用与维 修、工程机械等专业的重要的专业课之一。
目前，机电液设备（以后简称机电设备）及生产线日益增多，工程 机械、航天航空、治金、建筑、机床、农业、石油电力、食品化工 等领域都有大量起关键作用的机电设备。
以排除的故障，如传动带断裂、操作手柄损坏、电气开关损坏、 轻微渗漏和一般紧固件松动等 此外，故障按其表现形式分为功能故和潜在故障；按其形成的时 间分为早期故障、随时间变化的故障和随机故障等
2020/3/21
10
第四节 故障的规律
1 ．可靠性：已从一个模糊的定性概念发展为以概率论及数理 统计为基础的定量概念。可靠性的特征量有可靠度、失效率、 平均故障间隔时间、故障率、平均寿命、有效度等。一个特征 量表示可靠性的某一个特征方面。
2020/3/21
18
第五节 设备维修与保养
3、维修的步骤 （1）研究设备的图纸资料，了解设备的使用情况 （2）熟悉设备的组成、原理和特点 （3）使用工具仪器，用相应的故障诊断技术诊断出故障部位，分
析故障产生的原因。 （4）用相关修复技术进行修理，或更换有关零件，恢复设备性能。 （5）进行空载加载调试。 （6）检验、验收并交付使用。
机电设备维修与故障诊断
机电设备维修与故障诊断第一部分机械设备维修工程学1机械设备的老化有形老化：Ⅰ型有形老化，Ⅱ型有形老化的概念。
αp=R/K1αp—设备的有形老化程度R-修复全部老化零件所用的修理费用K1—在确定设备老化程度时该设备再生产的价值显然αp的极限值是1无形老化:经济老化。
Ⅰ型无形老化，Ⅱ型无形老化的概念设备老化的补偿:有形老化的局部补偿是修理，无形老化的局部补偿是现代化的改造。
有形老化和无形老化的完全补偿是更换。
设备使用价值的降低与技术进步的具体形式有关，比如在加工方法基本不变的情况下，先进的新设备的出现将使原设备的使用价值大大降低；当新材料取代旧材料时，加工旧材料的设备将会被淘汰；当改变原生产工艺时,原生产工艺线上的设备将失去使用价值.在技术进步影响下的无形老化程度，用设备价值降低系数来表示即：α1=式中：α1-——设备无形老化的程度K0——-设备的原始价值K1-考虑到第Ⅰ、Ⅱ种无形老化时设备的再生价值2机械设备的故障故障的概念：设备（系统）或零部件丧失了规定功能的状态。
故障分类（了解)设备可靠性的概念:产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠性的量度：可靠度、不可靠度的概念.故障密度、故障率的概念.平均故障间隔期（MTBF)和平均寿命时间（MTTF）故障规律的浴盆曲线维修性的概念：系统或设备在规定的条件下进行维修时，在规定时间内完成维修的可能性.维修的量度:维修度、修复率的概念3维修的经济技术分析设备的寿命周期费用设备大修、改造、更新的经济决策：大修与更新的经济决策前提：一次大修所用的费用（R）必须小于同一年份新设备购置费(Kn）与设备残值（O）之差。
R〈 Kn –O但是，大修费减去残值小于买新设备的费用来决定是否大修并不一定是最佳的. CΤ≤ CnCΤ是用大修后的设备加工单位产品的成本Cn是用新设备加工单位产品的成本改造与更新的经济决策:改造：是指用现代化的技术成就和先进经验，适应生产需要，改变现有设备的结构，改善其技术性能。
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2、精密诊断法 对已产生异常状态的原因采用精密
诊断仪器和各种分析手段进行综合
分析，以了解故障的类型、程度、 部位和产生的原因及故障发展的趋 势等问题。
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3、直接观察法 这种方法很好理解，但这种方法的 应用主要依托于人的感觉和经验， 故有较大的局限性。 4、震动噪声测定法 机械设备在动态下都会产生震动和 噪声，但震动和噪声的强弱及其包 含的主要频率成分和故障的类型、 程度、部位及原因等有着密切的联 系。
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5、无损检验 不破坏材料表面及内部结构的情况
下检验机械零件缺陷的方法（超声
波、红外线、渗透染色等）。主要 用于检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺 陷造成的设备故障。局限性残余物测定法 机械的润滑系统或液压系统的循环
油路中携带着大量的磨损残余物，
它们的数量、大小、几何形状及成 分反应了机械的磨损部位、程度和 性质，根据这些信息可以有效地诊 断设备的磨损状态。
3
具有一定的特色或处于领先地位的诊 断技术：
美国的声发射诊断技术和设备、航空飞行 监测技术和设备； 瑞典SPM公司的轴承监测技术和设备；
挪威的船舶诊断技术和设备；
丹麦BSLK公司生产的振动监测诊斯仪和 声发射监测仪器等； 新日铁公司的铁路车辆诊断技术及装备。
4
我国故障诊断技术的发展状况：
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三、设备故障诊断的方法
故障诊断方法的分类 目前流行的分类方法有两种：一 是按诊断方法的难易程度分为简易 诊断法和精密诊断法；而是按诊断 的测试手段分为直接观察法、震动 噪声测试法、无损检测法、磨损物 测定法和机器性能参数测定法。
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1、简易诊断法 主要采用便携式的简易诊断仪器（
如测振仪、工业内窥镜、红外点温
超出有效寿命的机械。
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（4）浴盆曲线型
λ
早期故障期 随机故障期 损耗故障期
有效寿命
t1
t2
t
浴盆曲线型故障率曲线
包括前述的三种类型，也是最常见的一种故障类型，一般用于
工业大型生产系统，很少用于单机设备。
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2、平均故障间隔时间：指可修
复的机械设备和零部件在相邻两次 故障间隔内正常工作时间的平均值
我国的故障诊断技术在理论研究方面， 紧跟国外发展的脚步，在实践应用上还 是基本落后于国外的发展。在我国，故 障诊断的研究与生产实际联系不是很紧 密，研究人员往往缺乏现场故障诊断的 经验，研究的系统与实际情况相差甚远 ，往往是从高等院校或者科研部门开始 ，在进行到个别企业，而国外的发展则 是从现场发现问题进而反应到高等院校 或者科研单位，这种研究才能真正做到 有的放矢。
5
二、故障的概念和理论
1、故障：什么是故障？
故障是指整机或零部件在规定的 时间和使用条件下不能完成规定的 功能，或各项技术经济指标偏离了 它的正常状况，但在某种情况下尚 能维持一段时间工作，若不能妥善 处理将导致事故。即：故障是不合 格的状态。
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研究故障，应该明确以下几 点：
（1）、规定的对象
（2）、规定的时间 （3）、规定的条件
（4）、规定的功能
（5）、一定的故障程度
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1、故障率：是指某一瞬时可能发
生的故障相对于该瞬时无故障概率 之比,公式：λ（t）=f(t)/R(t)。 故障率分为四种类型：常数型、负 指数型、正指数型和浴盆曲线型。
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（1）常数型
λ
t 常数型故障率曲线 故障率不随时间而变化，一直是一个常数。条件： 机械设备或零件未达到使用寿命；在严格的操作、加 强维护保养的情况下。这是最常见的一种类型。
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7、机械性能参数测定法 机械的性能参数主要包括反映机械 主要功能的一些数据（如泵的扬程 、机床的精度、破碎机的粒度、压 缩机的压力和流量等），看这些数 据是否在正常范围，即可判断设备 所处的状态。主要用于状态监测或 作为故障分析的辅助手段。
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故障诊断方法的小结： 用于监测的有简易诊断法、磨损残
。
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3、故障理论：故障理论揭示了机械
设备在使用过程中有关故障的规律，包 括故障统计分析（故障宏观理论）和故 障物理分析（故障的微观理论） 。 故障统计分析从宏观现象上，对故障 进行定性和定量的描述、分析，反映主 要故障问题，不能揭示故障的根本原因 。 故障物理分析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 究故障从发生到形成的过程，以及故障 的机理、形态、规律及其影响因素。
余物测定法、机械性能参数测定法
；用于诊断故障原因的有精密诊断 法、直接观察法、震动噪声测定法 、无损检验。
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四、设备故障诊断的重大意义
预防事故，保证人身和设备安全 推动设备维修制度的改革 提高经济效益
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（2）负指数型
λ
t
负指数型故障率曲线
机械设备投入运转的初期故障率很高，随着时间的推移，经过 运转、磨合、调整，故障逐个暴露并排除后，故障率由高到低趋
于稳定。一般是由于设计不成熟，处于探索、试验阶段的设备。
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（3）正指数型
λ
t 正指数型故障率曲线
刚好与负指数型是相反的，它是随时间的增长，故障急剧增多 。一般是一些使用了不设计要求的或性能等级较低的材料机械、
机械设备故障诊断与维修
主 讲： 电 话： Q Q：
第一章 绪论
故障诊断技术的介绍 故障的概念和理论 设备故障诊断的方法 开展设备诊断的重大意义
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一、故障诊断技术的介绍
历史： 美国自1961年开始执行阿波罗计划后，出现一 系列因设备故障造成的事故，导致1967年在美 国宇航局倡导下，由美国海军研究室主持成立 了美国机械故障预防小组(MFPG)，积极从事 故障诊断技术的研究。 20世纪60年代末70年代初：英国以Coilacott为 首的英国机器保健中心最先开始研究故障诊断 技术，1982年曼彻斯特大学成立了沃福森工业 维修公司(WIMU)。 70年代初：日本在钢铁、化工、铁路等民用工 业部门积极发展诊断技术，并占有某些优势。