机械故障诊断学第10章

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机械故障诊断技术(第二版张建)课后答案

机械故障诊断技术（第二版张建）课后答案第一章1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上的。

2、机械故障诊断的基本方法课按不同观点来分类，目前流行的分类方法有两种：一是按机械故障诊断方法的难易程度分类，可分为简易诊断法和精密诊断法；二是按机械故障诊断的测试手段来分类，主要分为直接观察法、振动噪声测定法、无损检测法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法。

3、设备运行过程中的盆浴曲线是指什么？答：指设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律曲线（曲线的形状类似浴盆的剖面线）4、机械故障诊断包括哪几个方面内容？答：（1）运行状态的检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，其目的是为了早期发现设备故障的苗头。

（2）设备运行状态的趋势预报在状态检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，以便生产安排和维修计划提前做好准备。

（3）故障类型、程度、部位、原因的确定最重要的是设备类型的确定，它是在状态检测的基础上，确定当机器已经处于异常状态时所需进一步解决的问题，其目的是为了最后诊断决策提供依据。

5、请叙述机械设备的故障诊断技术的意义？答：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。

机械设备的故障诊断可以保证整个企业的生产系统设备的运行，减少经济损失，还可以减少某些关键机床设备因故障存在而导致加工质量降低，保证整个机器产品质量。

6、劣化曲线沿横、纵轴分别分成的三个区间分别是什么，代表什么意义？答：横轴包括1、磨合期 2、正常使用期 3、耗损期纵轴包括1、绿区（故障率最低，表示机器处于良好状态）2、黄区（故障率有抬高的趋势，表示机器处于警械注意状态）3、红区（故障率已大幅上升的阶段，表示机器处于严重或危险状态，要随时准备停机）第二章1、按照振动的动力学特性分类，可将机械振动分为三种类型：自由振动和固有频率、强迫振动与共振、自激振动。

机械故障诊断学习报告

机械故障诊断学习的重要性
学习机械故障诊断有助于提高机械工程师的技能水平，并能有效避免机械故障导致的生产停滞和损失。
机械故障诊断学习的步骤和方法
1
了解机械系统
熟悉机械系统的组成和工作原理。
学习故障特征
2
掌握不同故障特征的识别方法。
3
实践演练
通过实际案例进行故障诊断练习。
机械故障诊断学习的优势和挑战
优势
提高机械故障诊断准确性和效率。
挑战
需要不断学习和更新知识，跟上技术的发展。
机械故障诊断学பைடு நூலகம்报告
机械故障诊断是一门关键的技术，它是确保机械系统正常运行的关键。本报告将为您介绍机械故障诊断的背景和意义。
机械故障的分类和特点
1 分类多样
机械故障可以分为多个类别，如机械磨损、电气故障等。
2 特点独特
机械故障具有不同的特征，包括声音、振动、热量等。
常见的机械故障诊断方法
1 视觉检查
通过观察机械部件的外观，检测潜在的故障。
2 振动分析
通过分析机械振动信号，识别可能存在的故障。
3 温度测量
通过测量机械部件的温度变化，检测异常情况。
基于人工智能的机械故障诊断技术
机器学习
使用机器学习算法分析大量数据，实现故障诊断。
神经网络
构建神经网络模型，模拟人类的故障诊断过程。
专家系统
利用专家知识建立规则库，帮助机械故障诊断。

机械故障诊断学 ppt课件

2、能及时地、正确地对各种异常状态或故障状态作出诊断，预防或消除故障，对设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，以期把故障损失降低到最低水平；
3、通过检测监视故障分析性能评估等，为设备结构修改优化设计合理制造及生产过程提供数据和信息。
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机械故障诊断学的研究研究范畴
简单而言，设备故障是指“设备功能失常”，也就是设备不能达到预期的工作状态，无法满足应有的性能、功能。
功能失效，机械设备基本功能不能保证；
设备偏离正常功能
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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。
最低的阶段。机器处良好
R
状态。
黄区(Y)——包括浴盆曲线Ⅲ
区的初始阶段，故障率已
Y
有抬高的趋势。机器处警
戒状态。
红区(R)——包括浴盆曲线Ⅲ
G
区故障率已大幅度上升的
阶段。机器处严重或危险
状态。
图1-2劣化曲线
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所谓技术诊断，从广义而言，就是对系统的运行状态做出判
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2. 机械故障诊断学的研究目的与研究范畴
研究故障诊断技术目的就是提高设备效率、运行可靠性，延长使用寿
命，降低设备全寿命周期费用；分析故障形成原因，以防患于未然。

机械故障诊断技术习题参考答案

1参考答案教材设备故障诊断沈庆根、郑水英化学工业出版社2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1 第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容答机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。

第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息即信号采集。

采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理去除无用信息提取能反映设备状态的有用信息称为特征信息从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态这部分内容称为状态监测它包含了信号采集和信号处理。

第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别利用专家的知识和经验像医生诊断疾病那样诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因这部分内容称为故障诊断。

第三部分称为诊断决策根据诊断结论采取控制、治理和预防措施。

在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。

有些机械设备由于结构复杂影响因素众多或者对故障形成的机理了解不够也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。

由此可见设备诊断技术所包含的内容比较广泛诸如设备状态参数力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等的监测状态特征参数变化的辨识机器发生振动和机械损伤时的原因分析故障的控制与防治机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等都属于设备故障诊断的范畴。

1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。

答1、可以带来很大的经济效益。

①采用故障诊断技术可以减少突发事故的发生从而避免突发事故造成的损失带来可观的经济效益。

②采用故障诊断技术可以减少维修费用降低维修成本。

2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。

故障诊断涉及多方面的科学知识诊断工作的深入开展必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。

2 第2章故障诊断的信号处理方法2.1 信号特征的时域提取方法包括哪些答信号特征的时域提取方法包括平均值、均方根值、有效值、峰值、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、偏度指标或歪度指标、偏斜度指标、峭度指标。

机械故障诊断学钟秉林第10章旋转机械的状态检测与故

3600 ≥6000
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三、转子系统振动故障诊断
✓ 可以看出转速低，则允许的振动值大；转速高，允许的振动值小。
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三、转子系统振动故障诊断
✓ 可以看出转速低，则允许的振动值大；转速高，允许的振动值小。
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➢ 所测得的振动多数是由数种频率的振动合成的； ➢ 转子振动和轴承座振动的比值，可以是2－50倍，
它和轴承型式，间隙、轴承座刚度、油膜特性等有关，且同类机组亦不尽相同； ➢ 轴承组水平刚度明显低于垂直刚度；
因此，为了较全面的反映机组的振动情况，必须制定其它的振动标准：
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三、转子系统振动故障诊断
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三、转子系统振动故障诊断
草案
三、转子系统振动故障诊断
以轴振动的位移峰峰值作为评定标准
美国石油学会给出了功率不超过1000kW的中小型涡轮机械轴振动的振动标准API617，其振动许可值为： A 25.4 12000 n
dt
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二、振动基础
2.3 周期振动
周期振动的定义： y(t) y(t nT), n 0, 1, 2, ... （按周期T重复）
周期函数可以展开为傅里叶级数：
y(t)
a0
an
n 1
cos nt
bn
sin
nt
A0 An sin(nt n n 1

机械故障诊断

第一章浴盆曲线设备维修工程中根据统计得出一般机械设备劣化进程的规律，由于曲线的形状类似浴盆的剖面线。

取浴盆曲线的一半叫劣化曲线劣化曲线绿区，浴盆曲线II阶段良好状态。

黄区，浴盆曲线III阶段警戒注意状态。

红区，浴盆曲线III阶段机器处于严重或危险状态，准备随时停机。

基本方法简易，精密诊断法，直接观察，噪声测定，无损检测，磨损残余物测定，机器性能参数测定法1、故障诊断的基础是建立在能量耗散的原理上2、按故障诊断方法的难易程度分：简易，精密诊断法按机械故障诊断的测试手段分为：直接观察，噪声测定，无损检测，磨损残余物测定，机器性能参数测定法3、机械故障诊断包含那几个方面：运行状态的监测，设备运行状态的趋势预报，故障类型、程度、部位、原因的确定第二章低频：主要测量的振幅是位移量，这是因为在低频范围造成破坏的主要原因是应力的强度，位移量是与应力、应变直接相关的参数。

中频：速度量，因为振动部件的疲劳进程与振动速度成正比，振动能量与振动速度成正比。

高频：加速度，表征振动部件所受冲击力的强度，冲击力的大小与冲击的频率与加速度值成正比。

2-4振动三要素：振幅，频率，相位2-1、按动力学特征，机械振动分为：自由振动与固有振动（振动频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的频率），强迫振动和共振（1、物体在简谐力作用下产生的强迫振动也是简谐振动，其稳态频率与激励力频率相等。

2、振幅B的大小与激励力大小成正比、与刚度成反比，还与频率比、阻尼比有关。

3、物体位移达到最大值的时间与激振力达到最大值的时间是不同的，两者之间存在一个相位差。

），自激振动2-2、机械振动频率与物体的初始情况无关，完全由物体的力学性质决定，是物体本身固有的2-3 在非线性机械系统内，由非振荡能量转变为振荡激励所产生的振荡称为自激振动。

2-5机械故障诊断技术的应用分为事故前预防和事故后预防2-8强迫振动的特点：强迫振动过程不仅与激振力的性质（激励频率与振幅）有关。

机械行业智能化机械设备故障诊断与维修方案

机械行业智能化机械设备故障诊断与维修方案第一章智能化机械设备概述 (2)1.1 智能化机械设备的发展背景 (2)1.2 智能化机械设备的特点与应用 (2)2.1 特点 (3)2.2 应用 (3)第二章故障诊断技术基础 (3)2.1 故障诊断的基本概念 (3)2.2 常见故障诊断方法 (4)2.3 故障诊断技术的发展趋势 (4)第三章智能化故障诊断系统设计 (5)3.1 系统架构设计 (5)3.2 故障诊断算法选择与应用 (5)3.3 数据采集与预处理 (5)第四章传感器与监测技术 (6)4.1 传感器类型及选型 (6)4.2 传感器布置与信号传输 (6)4.3 监测系统的集成与优化 (6)第五章故障诊断案例分析 (7)5.1 案例一：齿轮箱故障诊断 (7)5.2 案例二：电机故障诊断 (8)5.3 案例三：机械臂故障诊断 (8)第六章维修方案制定与实施 (8)6.1 维修方案的制定原则 (8)6.1.1 安全性原则 (8)6.1.2 可行性原则 (8)6.1.3 经济性原则 (9)6.1.4 高效性原则 (9)6.1.5 可靠性原则 (9)6.2 维修方案的实施步骤 (9)6.2.1 确定维修任务 (9)6.2.2 准备维修资源 (9)6.2.3 制定维修计划 (9)6.2.4 维修实施 (9)6.2.5 维修验收 (9)6.2.6 归档记录 (9)6.3 维修过程中的注意事项 (9)6.3.1 操作人员安全 (9)6.3.2 设备保护 (9)6.3.3 维修质量 (9)6.3.4 维修进度 (10)6.3.5 备件管理 (10)6.3.6 技术支持 (10)第七章维修工艺与设备 (10)7.1 常见维修工艺 (10)7.1.1 概述 (10)7.1.2 机械部件修复 (10)7.1.3 机械部件更换 (10)7.1.4 机械部件调试 (10)7.1.5 润滑 (10)7.2 维修设备的选用与维护 (11)7.2.1 维修设备选用 (11)7.2.2 维修设备维护 (11)7.3 维修工艺的优化与创新 (11)7.3.1 维修工艺优化 (11)7.3.2 维修工艺创新 (11)第八章预防性维护与故障预测 (12)8.1 预防性维护策略 (12)8.2 故障预测技术 (12)8.3 预防性维护与故障预测的融合 (12)第九章智能化维修与管理 (13)9.1 智能化维修技术的发展 (13)9.2 智能化维修系统的构建 (13)9.3 维修管理的信息化与智能化 (14)第十章发展趋势与展望 (14)10.1 智能化机械设备故障诊断与维修的发展趋势 (14)10.2 面临的挑战与机遇 (15)10.3 未来发展方向与建议 (15)第一章智能化机械设备概述1.1 智能化机械设备的发展背景科技的飞速发展，智能化技术逐渐成为各行各业转型升级的关键驱动力量。

2023机械故障诊断学培训教案ppt教程(ppt)

故障识别与分类
利用模式识别、机器学习和深度学习等方法，对提取的特征进行故障识别和分类。
结果评估与优化
对诊断结果进行评估和优化，提高诊断准确性和可靠性。
05
机械故障诊断系统设计与开发
系统总体架构设计
01
02
03
模块化设计
将系统划分为数据采集、特征提取、故障诊断和结果展示等模块人工智能和机器学习技术的发展，未来机械故障诊断将更加智能化，能够实现自动识别和预测故障。
多学科融合
机械故障诊断学将与材料科学、计算机科学、控制工程等多学科融合，形成更完善的故障诊断体系。
远程故障诊断
随着互联网和物联网技术的发展，未来有望实现远程故障诊断，提高故障诊断的效率和准确性。
实验设计原则及步骤
针对性原则
可控性原则
可重复性原则
经济性原则
实验设计步骤
实验设计应针对具体故障类型和诊断需求，明确实验目的和对象。
实验过程中应严格控制变量，确保实验结果的可靠性和准确性。
实验设计应具有可重复性，以便验证和比较不同诊断方法的性能。
在满足实验需求的前提下，尽量降低实验成本和时间消耗。
可扩展性
采用开放式架构，方便后续功能扩展和升级。
实时性
优化算法，提高系统实时响应能力。
关键模块功能实现
数据采集
通过传感器采集机械运行过程中的振动、声音、温度等信号。
特征提取
运用信号处理技术，从原始数据中提取出反映机械故障的特征参数。
故障诊断
基于模式识别、机器学习等方法，构建故障诊断模型，实现故障类型的自动识别和定位。
系统集成与测试验证
模块集成

机械故障诊断学培训教程(ppt)ppt

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自动化与智能化决策
利用人工智能和机器学习技术，自动进行故障诊断和决策，提高诊断的智能化水平。
在线监测与远程诊断技术
在线监测系统
01
建立在线监测系统，实时监测设备的运行状态和参数，及时发
现异常和故障。
远程诊断技术
02
利用互联网和通信技术，实现远程诊断和专家会诊，提高故障
诊断的效率和准确性。
数据共享与服务平台
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习算法，自动学习和识别故障模式，提高诊断的准确性。
智能化诊断技术
1 2
智能传感器与监测系统
开发高灵敏度、高可靠性的智能传感器和监测系统，实时监测设备的运行状态和故障信息。
故障预警与预测
通过分析监测数据，预测设备可能出现的故障和问题，提前预警，减少非计划停机时间。
机械故障诊断学培训教程
汇报人：可编辑 2023-12-24
目录
• 机械故障诊断学概述 • 机械故障诊断的基本原理 • 机械故障诊断的方法与技术 • 机械故障诊断的实践与应用 • 机械故障诊断的挑战与未来发展 • 机械故障诊断案例分析
01
机械故障诊断学概述
定义与特点
定义
机械故障诊断学是一门研究机械设备在运行过程中出现故障的检测、诊断和预测的学科。
通过解析航空航天领域的实际案例，使学员深入了解航空航天机械故障
的特点、诊断方法和处理措施，提高学员在航空航天领域的实际操作能
力。
汽车机械故障诊断实践
汽车机械故障诊断概述
介绍汽车机械故障诊断的基本概念、发展历程和应用领域，使学员全面了解汽车机械故障诊断的重要性。
汽车机械故障诊断技术
重点介绍适用于汽车的机械故障诊断技术，如振动分析、油液分析、尾气检测等，并阐述其原理和应用。

设备的机械故障诊断及排除

机械设备故障诊断及排除机械设备故障是机械设备应有的工作能力或特性的明显降低,甚至根本不能工作的现象.机械设备的技术状况是随着使用时间的延长而逐渐恶化的,因而机械设备的使用寿命总是有限的,由此可知,机械设备发生故障的可能性总是随着使用时间的延长而增大.虽然机械设备故障的发生具有随机性,即无论哪一类故障,人们都难以预料它的确切地发生时间,但是故障的产生是可以预防,发现和排除的.故障的分类对于预防机械设备故障的发生起到指导作用;故障的诊断方法可以及时准确地确定故障的种类和具体位置,并初步判定故障的严重程度,为排除故障提供有价值的参考信息.确保机械设备的正常工作.一、机械设备故障分类:一临时性故障临时性故障又称间断故障,多半是由机械设备的外部原因引起的.如操作失误等造成,当这些外部干扰消除后机械设备即可正常运转.二永久性故障1.按故障发生的时间分类:1早发性故障:这是由于机械设备在设计,制造,装配,调试等方面存在问题引起的.如新购入机床液压系统严重漏油或噪声很大.2突发性故障:这是由于各种不利因素和偶然的外界因素共同作用的结果.故障发生的特点是具有偶然性和突发性,事先无任何征兆,一般与使用情况有关,难以预测,但它容易排除,通常对机械设备寿命影响不大.3渐进性故障:它是因机械设备技术特性参数的劣化包括腐蚀,疲劳,老化等,逐渐发展而成的.其特点是故障发生的概率与使用时间有关,只是在机械设备有效寿命的后期才明显的表现出来.故障一经发生,就标志着寿命的终结.通常它可以进行预测,大部分机械设备的故障属于这一类.4复合型故障:这类故障包括上述故障的特征,其故障发生的时间不定.机械设备工作能力耗损过程的速度与其耗损的性能有关.如摩擦副的磨损过程引起的渐进性故障,而外界的磨粒会引起突发性故障.2.按故障表面形式分类:1功能故障:机械设备应有的工作能力或特性明显降低,甚至根本不能工作,即丧失了它应有的功能.这类故障可通过操作者的直接感受或测定其输出参数而判断.例如:精度丧失,传动效率降低,速度达不到标准值.2潜在故障:故障逐渐发展,但尚未在功能方面表现出来,却又接近萌发的阶段.当这种情况能够鉴别时,即认为是一种故障现象称为潜在故障.3.根据故障产生的原因分:1人为故障:由于在设计,制造,大修,使用,运输,管理等方面存在问题,使机械设备过早地丧失了应有的功能.2自然故障:机械设备在其使用期内,因受到外部或内部各种不同的自然因素影响而引起的故障,如磨损,老化等.4.按故障造成的后果分:1致命故障:这是指危及或导致人身伤亡,引起机械设备报废或造成重大经济损失的故障. 2严重故障:是指严重影响机械设备正常使用,在较短的有效时间内无法排除的故障. 3一般故障:明显影响机械设备正常使用,在较短时间内可以排除的故障. 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排除的故障.如:零件松动等.二、影响机械设备故障产生的因素1.设计规划:1在设计规划中,应对机械设备未来的工作条件有准确估计,对可能出现的变异有充分考虑. 2设计方案不完善:设计图样和技术文件的审查不严是产生故障的重要原因.2.材料选择:在设计,制造和维修中,都要根据零件的性质和特点正确选择材料.1材料选用不当,或材质不符合标准规定,或选用了不适当的代用品是产生磨损,腐蚀,过度变形,疲劳破裂,老化等现象的主要原因.2此外在制造和维修过程中,很多材料要经过铸,锻,焊和热处理等热加工工序,在工艺过程中材料的金属显微组织,力学性质等要经常发生变化,其中加热和冷却的影响尤为重要.3.制造质量:在制造工艺的每道工序中都存在误差.1工艺条件和材质的某些性质必然使零件在铸,锻,焊,热处理和切削加工过程中积累了应力集中,局部和金属的显微组织缺陷,微观裂纹等.这些缺陷往往在工序检验时容易被疏忽.2零件制造质量不能满足要求是机械设备产生故障的重要原因.4.装配质量:1首先要有正确的配合要求.2初始间隙过大,有效寿命期就会缩短.3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,偏磨等后果加速失效.5.合理维修:根据工艺合理,经济合算,生产可能的原则,合理进行维修,保证维修质量.这里最重要,最关键的是合理选择和运用修复工艺,注意修复前准备,修复过程中按规程执行操作,做好修复后的处理工作.6.正确使用:在正常使用条件下,机械设备有其自身的故障规律.使用条件改变故障规律也随之变化. 1工作载荷:机械设备发生损耗故障的主要原因是零件的磨损和疲劳破坏,在规定的使用条件下,零件的磨损在单位时间内是与载荷的大小呈直线关系.零件的疲劳损坏是在一定的交变载荷下发生,并随其增大而加剧,因此,磨损和疲劳都与载荷有关.当载荷超过设计的额定值后,将引起剧烈的破坏,这是不允许的.2工作环境:包括气候,腐蚀介质和其它有害介质影响,以及工作对象的状况等.第一,温度升高,磨损和腐蚀加剧;第二,过高的湿度和空气中的腐蚀介质存在,造成腐蚀和磨损;第三,空气中含尘量过多,工作条件恶劣都会影响机械设备的损坏.3保养和操作:建立合理的维护保养制度,严格执行技术保养和使用操作规程,是保证机械设备工作的可靠和提高使用寿命的重要条件,此外,需要对人员进行培训,提高职业素质和工作水平.三、机械设备故障的诊断一故障诊断技术分类：1.简易诊断:简易诊断也就是初级诊断.为了能对设备的状态迅速有效地做出概括和评价,简易诊断通常有现场工作人员实施.2.精密诊断:精密诊断是根据简易诊断认为有异常的设备,需要进行比较详细的诊断,其目的是判定异常部位,研究异常的种类和程度.精密诊断有专门技术人员实施.3.功能诊断和运行诊断:1功能诊断是对新安装或刚维修后的设备进行运行情况和功能是否正常的诊断.并按检查的结果对设备或机组进行调整.2运行诊断是对正常工作设备故障特征的发生和发展的监测.4.定期诊断和连续监控:1定期诊断是每隔一段时间,对工作的设备进行定期的检测.2连续监控则是采用仪表和计算机信息处理系统对机器运行状态进行监视和控制;连续监控用于因故障而造成生产损失重大,事故影响严重以及故障出现频繁和易发生故障的设备,也用于因安全和劳动保护方面上的原因不能点检的设备.5.直接诊断和间接诊断:1直接诊断是直接确定关键零部件的状态,直接诊断往往受到机器结构和工作条件的限制而难以实现,这时就不得不采用间接诊断.2间接诊断是通过来自故障源的二次效应,如按震动的信号来间接判断设备中关键件的状态变化,用于诊断的二次效应往往综合了多种信息.6.常规诊断与特殊诊断1常规诊断属于机械设备正常运行条件下进行的诊断,一般情况下常规诊断是最常用的.2特殊诊断即对正常运行条件难以取得的诊断信息,通过创造一个非正常运行条件取得的信息进行诊断,成为特殊诊断.二诊断技术的形式1.外观检查:利用人体的感官,听其音,嗅其味,看其动,感其温,从而直接观察到故障信号,并以丰富的经验和维修技术判定故障可能出现的部位和原因.达到预测的目的.这些经验与技术对于小厂和普通机械设备是非常重要的.2.振动:振动是一切作回转或往复运动的机械设备最普通的现象,状态特征凝结在振动信息中.振动的增强无一不是由故障引起的.产生振动的根本原因是机械设备本身及其周围环境介质受到振源的振动.振动来源于两类因素:第一,旋转件或往复件的缺陷,主要包括失衡,即相对于回转轴线的质量分布不均,在运转时产生惯性力,构成振动的原因.往复件的冲击,如以平面连杆机构原理作运动的机械设备,连杆往复运动产生的惯性力,其方向作周期性变化,形成了冲击作用,这在结构上很难避免.转子弯曲变形和零件失落,形成质量分布不均,在回转时产生离心惯性力导致振动.制造质量不高,特别是零件或构件的形状位置精度不高是质量失衡的原因之一.回转体上的零件松动增加了质量分布不均,轴与孔的间隙因磨损加大也增加了失衡.第二,机械设备的结构因素,主要包括齿轮制造误差导致齿轮啮合不正确,轮齿间的作用力在大小,方向上发生周期性变化.随着齿轮在运转中的磨损和点蚀等现象日益严重,这种周期性的振动也日趋恶化.轴上的联轴器和离合器的结构不合理带来失衡和冲击;滑动轴承的油膜涡动和振荡;滚动轴承中滚动体不平衡及径向游隙;基座扭曲;电源激励,压力脉动等都是产生振动的原因.3.噪声:机械振动在媒质中的传播过程是物体的机械振动通过弹性媒质向远处传播的结果,发生声音的振动系统称为声源,如机械振动系统是机械噪声的声源,机械振动通过媒质传播而得到声音,即为机械噪声.噪声大小既是反映机械技术状况的一个指标,也减少环境污染所要控制的一个重要内容.机械设备噪声源主要有两类:第一,运动的零部件,如电机,液压泵,齿轮,轴承等,其噪声频率与其运动频率或固有频率有关.第二,不动的零件,如箱体,盖板,支架等,其噪声是由于受其它声源或振源的诱发而产生共鸣引起的.4.温度:温度是一种表象,它的升降状态反映机械设备机件的热力过程,异常的温升或温降说明产生了热故障.例如:内燃机燃烧不正常,温度分布不均匀;轴承损坏,发热量增加;冷却系统发生故障,零件表面温度上升等.5.油样:在机械设备的运转过程中,润滑油必不可少.由于在润滑油中带有大量的部件磨损状况的信息,所以通过对润滑油样的分析可间接监测磨损的类型和程度,判断磨损的部位,找出磨损的原因,进而预测寿命,为维修提供依据.润滑油样分析包括采样,检测,诊断,预测,和处理等步骤.6.泄漏:在机械设备运行中,气态,液态和粉尘状的介质从其裂缝,孔眼和空隙中溢出或进入,造成泄漏,使能源浪费,工况恶化,环境污染,损坏加速这是机械设备使用中力图防止的现象.7.主要精度:包括主要几何精度,位置精度,接触精度,配合精度等的检测,这是一些异常故障的主要诊断途径之一.8.内部缺陷:机械设备及其主要零部件的内部缺陷检测,经常是诊断或排除故障的重要方法之一,例如对变形,裂纹,应力变化,材料组织缺陷等故障的检测.四、机械故障的排除一机械维修工艺纪律：1.维修前：安全与现场5S 1机械维修工在检修机械前必须先切断电源,锁好开关箱,应挂有安全锁和“正在修理禁止合闸开动”标志;有几人维修挂几把安全锁,严格按照公司规定进行安全锁定.非检修人员,一律不准起动设备;2严格根据公司规定进行PPE佩戴,对受限空间在维修前做好充分评估和准备;3机械维修工在维修机械的时候应该尽量保证工作环境应干燥整洁,不得堵塞通道;4在机械维修过程中,清洗用油、润滑油脂及废油渣及废油、绵纱不得随地乱丢,必须在指定地点存放;5将设备及设备周围清扫干净,达到无油污、杂物等,禁止在机床周围放置障碍物;6机械维修工在修理机械时要注意扁铲、冲子等尾部不准淬火；出现卷边裂纹时应及时处理；剔铲工件时应防止铁屑飞溅伤人；活动板手不准反向使用；打大锤不准戴手套；大锤甩转方向不准有人;7机械维修工用台钳夹工作,应夹紧夹牢,所夹工件不得超出钳口最大行程三分之二;8机械解体要用支架,架稳垫实,有回转机构的要卡牢,与所拆卸机构相连接其他可能坠落部件要固定;9机械维修工不准在发动着的车辆下面操作;不准在车辆下面工作或检查,不准在车辆前方站立;10检修时,不准将手伸进齿轮箱或用手指找正对孔;11使用气枪时需要确保喷射杂物不会溅入自己及周围人眼中;12对液压系统,气压系统等在维修前,需要将压力充分释放;13严格执行公司相关安全操作规范;2.维修中：设备维修常见事项1轴承安装1轴承安装前需要将工作场地清理干净,所有工具归拢好,润滑油,轴承,轴承加热器,煤油,无纺布,各种检具等都准备好;2轴和座孔的装配表面上如有碰伤、毛刺、锈斑或固体微粒如磨屑、砂粒、泥土等存在, 不仅会使轴承安装困难并使安装位置不正确,而且固体微粒如落入轴承内就会起研磨作用,当轴承旋转时就会磨伤或擦伤的工作表面,所以在之前必须仔细加以检查,如发现有上述缺陷,应加以修正;例如利用油锉除去毛刺、凸起碰痕、锈斑,并用细砂布打光,又如清洗固体微粒、污物等;3应将装配表面用洁净的煤油清洗洁净,并用洁净的无纺布擦干,安装轴承前涂抹一层薄薄的润滑油;4临安装时打开轴承封装,将它浸入干净的煤油中以手轻缓地转动,要保证保持架,滚动体以及滚道表面的封装油彻底被清洗洁净;5清洗洁净后,应将轴承放在工作台上的洁净的布上或纸上晾干,注意防止杂质落入;6注意带密封轴承不可清洗;7轴承需要加热安装时,温度不能超过100度;8若轴承为润滑油润滑,则安装时不要涂抹润滑脂,需要涂抹润滑脂的轴承,涂抹量要感觉转速来判断,高速下一般涂抹轴承空间的1/3即可,低速下涂抹2/3左右;9轴承安装时,轴承密封未安装入前不能使用铜棒;10轴承安装时要认真、仔细,不允许强力冲击,不允许用锤直接敲打;11轴承安装时选用合适、准确的安装工具,尽量使用专用工具,尽量避免使用布类或纤维之类的东西;;12轴承安装时不能戴面手套,并且保证手干净,有条件戴干净的薄膜手套吃排骨用的那种即可;13轴承清理时不能使用压缩空气喷射轴承旋转;14轴承外端盖安装时注意泄露孔朝下,气密封孔对上;15主轴转速较高时,恢复后有条件先在低速旋转10分钟确认状态正常无异响,正常转速旋转2小时测量判断温升,应比室温高20度左右内跟主轴结构,轴承型号等有关,无异常噪音,加工尺寸合格温升在40度以下均可接受;16特殊或高精度轴承安装请参照安装手册;1精度测量:1精度测量前将测量位置周边清理干净,做好5S,所有工具进行归拢;2测量表面使用油石或剖光带处理,并擦干净有条件使用煤油清理,确保无灰垢,毛刺, 高点;3测量时尽量让开测量面有缺陷/打号或不连续部位;4打表时不能戴手套;5用百分表或千分表测量零件时,测量杆必须垂直于被测量表面;杠杆千分表的测量杆轴线与被测工件表面的夹角愈小,误差就愈小;6指针跳针颤抖：如导向槽内不平 ,有油污、杂质或齿轮啮合面之间有污垢、毛刺等出现跳针现象,可细心查找,逐一排除解决;7打表时根据打表表面状态,和使用表的精度调整压表量;3液压系统维修1拆卸液压部件前,应使液压回路卸压;否则,当把与油缸相联接油管接头拧松时,回路中的高压油就会迅速喷出;特别注意蓄能器中的压力释放;拆卸液压油缸活塞杆时应防止损伤活塞杆顶端螺纹、油口螺纹和活塞杆表面、缸套内壁等;为了防止活塞杆等细长件弯曲或变形,放置时应尽量用垫木支承均衡;2液压系统的故障70％以上都是由于油液污染引起,在拆卸液压系统原件时应将各裸露油口密封,防止异物进入元件造成污染;例如,拆卸时应尽量在干净的环境下进行；拆卸后所有零件要用塑料布盖好,不要用棉布或其他工作用布覆盖;拆卸后使用塑料布将结构包裹好,放在不易脏处;维修过程注意不能脚踩到油管结构,装配前使用干净煤油对各零件仔细清洗吹干;3阀的安装螺栓拧紧时应使用专用扳手,扭力矩应符合标准要求,否则扭矩过大容易导致阀块变形,容易导致阀芯卡滞常见M5使用扭曲;4液压原件禁止使用棉类,丝类,化纤类,防止脱落纤维进入到液压系统中;5阀,泵类拆卸组装时使用煤油清理后,应在原件表面干后安装;6液压阀类安装时不能戴手套;7阀,泵类等安装时若需要敲击,禁止使用铁锤,可是有橡胶锤或木锤;8安装液压接头时,接头体安装前用煤油清洗干净,并用洁净压缩空气吹干;尽量不使用生胶带,若必须时,缠生料带时要注意2点：a.顺螺纹方向缠绕；b.生料带不宜超过螺纹端部,否则,超出部分在拧紧过程中会被螺纹切断进入系统;9液压系统恢复时需要将拆卸过程中进入到液压缸和管路中的空气排除,将液压油管接头拧松动,开启液压,使用扳手敲击结构,将气泡放出,注意接头不能拧松太多,否则液压油射出或将接头崩开存在安全隐患;10维修完确认设备恢复正常,液压系统应将压力调节阀的压力调整到最低开启液压后,逐渐提高系统压力,检查油管接头处是否有泄露;11若液压系统维修完放气结束后,设备仍然动作缓慢,则手动捅阀反复多动作几次,不要急于再次拆解;12维修完设备后需要确认液压软管同周边无干涉,接触摩擦,弯曲弧度较大;4丝杠安装常见丝杠结构1)丝杠一侧承受轴承载荷的轴承的轴承室安装尺寸和需要测量保证轴向间隙;2)丝杠安装时先将两侧轴承安装好后,再将丝母螺栓紧固,防止丝杠承受径向力;3)丝杠若为国产件或厂家变更时,安装前测量丝杠长度,跟旧丝杠进行比较;4)丝杠安装时注意螺母润滑油口的位置对上;5)丝杠安装时触摸丝杠时禁止戴线手套,并保证周边环境洁净;6)丝杠安装完可以在丝杆上先撒一层润滑油;7)特殊或高精度丝杠安装请参照安装手册;5三角皮带的安装1)主、从动皮带轮的轴线应保持平行;2)轮槽必须在同一平面内, 不得扭曲;3)三角胶带的张紧度要符合要求;4)多根三角皮带传动时, 各根长度、张紧度应基本一致; 并要安装防护罩;5)安装三角皮带时不许用铁制工具强行撬入, 这样会严重损坏三角皮带的被撬部分, 使三角皮带内层与强力层之间发生剥离或表皮被划破, 造成被撬局部的松弛, 同时还可能撬坏三角皮带轮槽;6)皮带更换时尽量避免将手放在皮带内侧,禁止手指放在皮带内侧接近皮带轮处;7)更换时,在同一个皮带轮上的全部皮带应同时更换, 否则由于新旧不同, 长短不一, 使三角皮带上的载荷分布不均匀, 造成三角皮带的振动, 传动不平稳, 降低了三角皮带传动的工作效率;8)使用中, 三角皮带运行温度不应超过 60度;9)对于各种型号的三角皮带, 不宜涂松香或黏性物质, 也要防止三角皮带污染上机油、黄油、柴油和汽油, 否则会腐蚀三角皮带, 缩短使用寿命;三角皮带的轮槽不许沾上油, 否则会打滑;6螺栓紧固1)内六角螺栓紧固前先确认内六角头内部铁屑杂质清理干净;2)拧内六角时,确认扳手已经完全插入到内六角头中;3)在拧紧方形或圆形布置的成组螺母时,必须对称进行,按一定顺序分次逐步拧紧一般分2～3次拧紧;4)拧紧长方形布置的成组螺母时,应从中间开始,逐渐向两边对称扩展;5)需要使用较大扭曲时禁止使用球头扳手;6)拧紧螺栓时参照扭矩标准进行;级螺栓拧紧标准如下表：级螺栓拧紧标准如下表：7直线导轨安装1)直线导轨在出厂前都会完成防锈处理,故使用前请先把防锈油清洗干净,并加注润滑油;2)垂直安装直线导轨时请特别留意滑块的滑出;3)成对导轨滑块安装时,需要注意两导轨的平行,有条件需要进行打表测量;4)安装前导轨接触面和定位面需要使用油石处理,使用煤油清理,确保无毛刺和高点;5)导轨安装时需要与其定位面侧面靠紧;6)导轨螺栓的紧固尽量使用扭曲扳手,保证所有螺栓的扭曲相同防止导轨变形;7 高精度导轨安装请参照安装手册;3. 维修结束后：1设备内外清洁,把设备周围的切屑、杂物、脏物要清扫干净,清点工具及附件,避免遗漏;2更换下来的部件要及时的维修处理或报废,严格按照PS失效件流程执行;3解除安全锁定,检查维修的各部位是否已恢复,未有遗漏,相关人员是否已在安全区域;4解除电源安全锁定,手动、单步、低倍率操作设备,对于更换更换伺服电机、滚珠丝杆重新进行原点的设定;5开机空运转,注意传动部位运转声音,设备的温度、压力、液位、电气、液压、气压系统是否正常,仪表信号,安全保险是否完好;6可能影响加工质量的,联系生产线进行加工工件验证三坐标、现场检具7填写TPM维修活动记录单和交接班记录;8建立此项维修活动的标准化作业单SOS以及相关的PM.9 对维修部位进行后续跟踪,总结维修经验;四数控车床主轴部件常见故障及排除1.加工精度达不到要求的故障原因及排除方法1机床在装箱,运输,开箱,安装过程中受到碰撞和冲击.排除方法是检查对机床精度有影响的各部位,特别是导轨副,并按出厂精度的要求从新调整和修复.2安装不牢固,安装精度低或有变化.排除方法是重新安装,调平,紧固.2.切削振动大的故障原因及排除方法1主轴箱和床身连接螺钉松动.排除方法是恢复机床精度后紧固连接螺钉.2轴承预紧力不够,游隙过大.排除方法使用适中的预紧力重新调整轴承游隙.3轴承预紧螺母松动,致使主轴窜动.排除方法是紧固螺母,确保主轴精度合格.4轴承拉毛或损坏.排除方法是应更换轴承.5主轴与箱体精度超差,排除方法是修理主轴或箱体,使其配合精度,形位精度达到图样上的要求.3.主轴噪声大的故障原因及排除方法1主轴部件动平衡不好,应重做动平衡.2齿轮啮合间隙不均匀或齿面严重磨损,应调整间隙或更换新齿轮.3轴承损坏或传动轴弯曲.应更换轴承,校直或更换传动轴.4传动带长度不一致或过松,应调整或全部更换新带.5齿轮精度差,应更换合格的齿轮.。

机械故障诊疗学

机械故障诊疗学
机械故障诊疗学
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参考教材
• 钟秉林,黄仁,机械故障诊疗学(第3版),北京:机械工业出版社,;(第1版,1997)
• 陈长征,胡立新等,设备振动分析与故障诊疗技术,科学出版社,
• 杨国安,机械设备故障诊疗实用技术,中国石化出版社, • 屈梁生, 机械故障全息诊疗原理,科学出版社, • 杨志伊,郑文,设备状态监测与故障诊疗,中国计划出版社, • 张来斌等,机械设备故障诊疗技术及方法,石油工业出版社, • 张安华,机电设备状态监测与故障诊疗技术,西北工业大学
第15页
2.设备பைடு நூலகம்修制度改革
①事后维修制度
--POM(Postmortem Maintenance )早期维修制度。特点: 不坏不修，应用于小型设备。
②预防维修制度
--PM（Preventive Maintenance）又称以时间为基础维修制度TBM（Time Based Maintenance）或计划维修制度。特点: 静态维修制度。当设备到了计划要求台小时，或吨公里进行强制维修，大多数工交企业仍采取。
出版社, 1995
机械故障诊疗学
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第1章绪论
§1-1 故障诊疗意义、内容、方法 §1-2 故障诊疗技术发展 §1-3 计算机辅助监视诊疗系统主要环节及诊疗策略
§1-4 故障诊疗与机械系统可靠性及维修性关系
机械故障诊疗学
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机械故障诊疗学
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§1-1 故障诊疗意义、内容、方法
1. 故障诊疗意义:
电机、电缆、变压器。
振动噪声监测、电流分析法，绝缘诊断法、整流监测法、气相分析。
电机控制系统、液压控制系统、检测系卡尔曼滤波法、传递函数法、系统辩识法、统

浅析机械故障诊断与振动监测技术

费用也比较高，需要精密的仪器，要由经过专门培训的工程师来进行，
因此只有在重要的设备上进行。根据有关数据统计，简易诊断仪器可以
解决设备运行中５０％的故障。由此可见，简易诊断在设备维护和管理起
到非常重要的作用。
为确保全系统设备的正常运行，在大型企业中，有两项技术必须执行，一是有效地监视机器状况，即：“设备监测技术”。二是精确的诊断方
进行精密诊断，通过精密诊断，不仅要确定故障是否的确存在，并且，当
存在故障时，还需诊断出它的位置，原因及程度。
２．设备振动故障分析有引起设备振动故障最常见的四大故障：不平衡、不对中、机械松
动和轴承故障。
２．１不平衡
所谓不平衡即是质量和几何中心线不重合所导致的一种故障状
方向振动较大，比如垂直方向的振动远大于水平方向；水平与垂直方向的相位差为Ｏ。或１８０。（而不平衡故障中水平与垂直方向的相位差约为
９０。１。此时，测量应向下移到设备底脚、基础平板和混凝土基础上，比较
不同位置振动在工频（或转速频率）处的幅值、相位。如果两个位置的振动幅值和相位存在着很大差别，则说明有相对运动，这可以帮助寻找松
而且还要对设备故障的部位、原因和程度做出估计。故称为精密诊
断。
目前比较普及的还是简易诊断（状态监测），而精密诊断在生产中运用得比较少，而且主要用于高精尖设备上。这表明简易诊断比较实用而
且方便实用，而精密诊断还处于探索阶段且不够成熟。另外精密诊断的

《机械故障诊断学》研究生教学大纲-机电工程学院

研究生课程教学大纲课程编号：S292011课程名称：机械故障诊断学开课院系：机电工程学院任课教师：刘文艺先修课程：机械工程测试技术，信号处理适用学科范围：机械工程学时：36 学分：2开课学期：2 开课形式：讲授课程目的和基本要求：本课程的授课对象是机械设计制造及其自动化专业硕士研究生，属机械类专业的专业选修课。

开设本课程的目的是研究以振动、噪声测量为基础、以信号处理和分析为手段的机械设备状态监测、故障诊断和故障预测的理论、方法以及技术。

该课程研究的内容为机械系统动态信号处理与分析及以上内容在典型机械零部件运行过程中的状态分析与识别。

在本课程中，培养学生利用所学知识正确分析与判断典型机械零部件运行过程中的状态的技能，并了解掌握故障诊断知识的更新及发展动向。

课程主要内容：本课程主要介绍机械故障诊断的基础理论和工程应用，阐述机械动态信号数学变换的本质、物理意义和工程背景。

内容包括信号的时域分析、频域分析、时频域分析，基于小波变换和第二代小波变换、模型以及动力学机理的故障诊断方法，故障微弱信号的随机共振、循环平稳理论以及盲源分离诊断技术，智能诊断与状态评估、典型故障诊断系统、远程监测诊断系统以及故障诊断标准(振动与噪声)等。

通过课程的学习，旨在使学生理解和掌握机械监测诊断领域的基础理论和方法及系统深入的专门知识，提高独立解决工程实际中设备运行维护与维修问题的能力，培养学生的科研创新能力。

课程主要内容如下：第1章绪论机械故障诊断的课程概述、机械故障诊断的意义、机械故障诊断的国内外研究现状、基础和关键科学问题及发展趋势分析。

第2章特征信号检测信号分析基础、数据采集与数字信号处理、工程信号分析基础、信号处理方法。

第3章动态系统特性的时域分析随机过程的基本概念及其数字特征，线性时间序列模型分析及其应用，工况状态变化趋势性模型分析，时间序列的预报信号的典型时域分析方法如时域统计分析、相关分析知识介绍。

第4章动态系统特性的频谱分析周期信号的傅里叶级数及频谱，非周期信号的傅里叶变换原理，傅里叶变换的周期性与离散性，频谱分析和FFT算法、相干分析、频谱细化分析、倒频谱分析、信号调制与解调分析、全息谱理论和方法介绍。

机械故障诊断学教材

2）信号处理排除干扰，提取最能反映设备状态的特征参数的过程最基本方法：时域分析法和频域分析法。
处理方法很多，各种滤波、包络线分析、混沌、自适应等，可研究空间大
机械故障诊断学
第一章概述
• 3）状态识别将得到的诊断参数值与档案库里的标准值进行比较，按一定判别准则对设备作出正常与否的判断
涉及模式识别、信息融合、人工智能等多领域
机械故障诊断学
第一章概述
四个基本环节：信息采集、分析处理（数据处理）和状态识别（判断和预报）和诊断决策
机械故障诊断学
第一章概述
• 1）信号采集将最能表征设备运行状态的信息，用传感器转变为电信号传感器工作原理的分类物理传感器应用
的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号
机械故障诊断学
第一章ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ概述
② 按故障表现分：功能故障和潜在故障
设备丧失了或明显降低了工作能力，这类故障容易发现，操作者能感受出来，有称为实际故障与渐进性故障相联系，故障在功能方面尚未表现出来，但已发展到能鉴别的程度时，称其为潜在故障，对其进行研究在机械故障诊断中重要价值。
③ 按发生原因分：人为故障和自然故障
机械故障诊断学
第一章概述
• ②按诊断时间分：定期诊断每隔一段时间如一周、一月或数月，对运行中的设备进
行一次检测诊断，也叫巡回检测诊断。
连续诊断采用现代化仪表和计算机信息处理系统对设备的状态进
行连续不断的监测诊断。