第五章机械故障诊断的油样分析技术
5.油样分析技术
光路示意图如右图所示：
折射镜
油样铁谱分析技术
几种光源的作用 1）白色反射光 可观察磨粒的形貌、尺寸和色泽。如在 白色反射光照射下，铝基合金磨粒呈白色， 铜基合金磨粒呈金黄色或红褐色；钢磨粒 依据受热效应不同，呈黄蓝之间的色泽。
油样铁谱分析技术
2）白色透射光 白色透射光用来判别磨粒的透光性，化 分透明的、半透明的和不透明的磨粒。游离 金属磨粒对白色透射光的消光率极大亚微米 级厚度的磨粒也不会透光，因此呈黑色。而 大多数其它元素和所有化合物磨粒均是透明 或半透明的。因此，显示的光强可以作为材 料性质的特征。
油样铁谱分析技术
BY11-FTP-X2型 分析式铁谱仪系统
油样铁谱分析技术
3. 旋转式铁谱仪
旋转式铁谱仪的磁场装置
1—驱动轴；2—永久磁铁； 3—圆形基片；4—排油管； 5—油样注射输入管； 6—清洗注射移液管。
旋转谱片
油样铁谱分析技术
旋转式铁谱仪
铁谱显微镜和光密度计
保温培养箱
正常磨损颗粒
疲劳剥块
ZTP-X2型直读式铁谱仪
油样铁谱分析技术 油样铁谱分析技术
2. 分析式铁谱仪 1）结构及工作原理 系统结构：一般包括 制谱仪、光密度读数 器和双色显微镜
油样铁谱分析技术
工作原理
利用高梯度强磁场将机器润滑油中鉄磁性磨
粒分离出来，并按其粒度大小顺序地沉积在玻璃
片上。然后通过双色显微镜观察磨粒的形态、大 小，并进行成份分析，亦可用读数器进行磨粒复 盖面积百分比的测定。
油样铁谱分析技术 3. 铁谱片的加热分析
通过观察铁谱片的磨粒加热后生成的 氧化膜的不同回火色来鉴别磨粒的材料成 分，用以判断磨损的具体零件。具体可查 有关资料。
机械故障诊断阶段考试答案
江南大学现代远程教育第二阶段练习题考试科目:《机械故障与诊断》第三章至第五章（总分100分）__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、填空题（每空1分，共20分）1、诊断步骤可分为、、决策与验证。
2、机器上被测量的部位称为。
3、常用的振动测量参数有、、。
4、加速度传感器可以用固定、用绝缘螺栓固定、固定、用渗腊层黏结、用黏结剂固定。
5、加速度传感器，特别是压电式加速度传感器，在及的振动监测与诊断中应用十分广泛。
6、加速度计类型有、、。
7、磨损和疲劳属于最主要的失效机理。
8、铁谱分析技术主要需要油液颗粒、形态、、类型、、分布和材料等数据信息。
9、目前已经使用或正在研究的油样分析监测方法包括、和等。
二、判断题（每题2分，共20分）1、确定、了解诊断对象是实施现场振动诊断的第一个步骤。
（）2、选择测点不用考虑安全操作要求。
( )3、若要检测机器上某些连接部件是否存在不对中，最简单的办法是采用位移比较法。
( )4、传感器是将数字电信号转换成物体的运动的一种灵敏的换能器件。
( )5、传感器是诊断装置的“眼”和“耳”。
( )6、数据采集、谱分析、数据分析、动不平衡等操作可用数据采集器实现。
( )7、设备故障诊断专家系统是利用各种类型的诊断知识，对设备运行状态(正常和异常)进行判断和推理的硬件系统。
( )8、振动传感器主要有位移探测器、速度传感器、加速度计三种。
( )9、物理化学性能分析与污染分析是对油液的主要分析方向。
（）10、油液取样无特殊要求，随时、随处都可以。
（）三、选择题（每题2分，共20分）1、一般情况下，首选诊断对象不会选择（）设备。
A．稀有 B 昂贵 C．大型 D．有备台2、一般在（）上选择评定机械振动水平时的测点。
A．基础 B．轴 C．基座 D．管子3、（）在旋转机械及往复机械的振动监测与诊断中应用最广泛。
A．位移探测器 B．速度传感器C．加速度计 D．计数器4、当仅需要拾取低频信号时，采用（）滤波器。
油样分析
二．直读式铁谱仪
直读式铁谱仪的工作原理如图5-7所示。
图5-8 沉淀管内磨粒的排序情况 图5-7 直读式铁谱仪的工作原理 1-油样管；2-沉积管；3-磁铁； 4-光导纤维；5-光源；6-光电探 头；7-信号调制；8-读出装置
X2直读式铁谱仪
三．旋转式铁谱仪
旋转式铁谱仪保留了 分析式铁谱仪可以分 析观察磨粒形貌、尺 寸大小、材质成分等 优点，同时又避免了 分析式铁谱仪制片时 间长、操作费用高、 谱片入口区磨粒堆集 严重、油样需高度稀 释、谱片上有大量污 染物和大颗粒被压碎 或不能通过的缺点。
光电直读光谱仪 PekinElmer原子吸收光谱仪
第三节 铁谱分析
油液铁谱分析技术利用高梯度强磁场的作用， 将油样中所含的机械磨损微粒有序地分离出来， 并借助不同的仪器对磨屑进行有关形状、大小、 成分、数量及粒度分布等方面的定性和定量观 测，从而判断机械设备的磨损状况，预测零部 件的寿命。铁谱技术的主要内容包括油液取样 技术、铁谱制谱技术、磨粒分析技术等。铁谱 分析技术中主要使用的仪器是铁谱仪，铁谱仪 根据对磨粒的分离、检测的方法不同，分为分 析式、直读式、旋转式、在线式等。
扫描电子显 显微镜比较 重量（或质 微镜技术 量）分析技 分析技术 术
图像分析技 滤器（网） 显微镜计数 术 堵塞技术 技术
报告数据：每mL(或l00mL)中 各种尺寸范围的颗粒数，测量 20世纪70年代生产的与显微镜 利用摄像机将滤膜上收集的颗 报告数据：大致的油液污染度 将过滤一定体积样液的滤膜 尺寸为颗粒的最大长度能观察 通过测量由于颗粒物对滤膜 配合的I. IMC图像分析仪，因 粒物或直接将液流中的颗粒物 等级 在光学显微镜下观察，对收 到颗粒的形貌，可大致判断颗 （网）堵塞而引起的流量或压 设备复杂而未能推广 转换为显示屏上的影像，并利 结构简单，体积小，操作方便， 集在滤膜上的颗粒物按给定 粒物的种类计数的准确性与操 差的变化，确定油液的污染度 今后用于在线颗粒分析仍有发 适用于现场油液污染度检测 作人员的经验和主观性有关； 用计算机进行图像分析 的尺寸范围计数（参照 展前景 测试时间长。用于一般实验室 ISO4407） 和现场油液分析
机械故障诊断—Ch07 油液诊断技术PPT文档共64页
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
机械设备油样分析
• b．油样抽取 • (1)取样部位 • 对于循环油路，取样部位一般在回油管路、经过 过滤器之前的位置或油箱中取样。对于非循环油 路，一般在停机后规定的时间内取样。对上述取 样，取样位置应相对固定，并在合适的高度取样。 • (2)取样间隔 • 取样间隔要根据机器的运行情况、重要性、使用 期、负载特性等因素来确定。
2、常用铁谱仪的结构与工作原理
• 1）分析式铁谱仪 • 是最早开发出来的铁谱仪，它包含了铁谱 技术的全部基本原理。 • 是用来分离机器润滑油样中的磨粒，并能 使磨粒依照尺寸大小有序地沉积在一显微 镜玻璃基片上，从而制成铁谱片，然后利 用铁谱显微镜等观测和分析仪器，实现对 磨粒的定性、定量铁谱分析。
• 2.采样周期 • 磨合期或油样分析异常时采样间隔应该短， 机器正常期采样时间间隔可适当延长。 • 3.采样方法 • 采样主要工具是抽油泵、油样瓶和抽油软管，
• 常见系统取样间隔推荐如下： ， • 飞机燃汽轮机： 50h • 航空液压系统： 50h • 柴油机： 200h • 大型传动齿轮： 200h • 地面液压系统： 200h • 重型燃汽轮机： 250h。500h • 大型往复式发动机： 250—500h
• (3)取样规范 • 对某一待监测的设备，除了要固定取样位置、 固定停机后（或不停机）取样时间外，还应 绝对保证吸油器具的清洁无污染，即无上次 使用的残油、无其他污染颗粒和水分混人。 动作应小心，不得将污染杂质带入采取的油 样和待监测的设备。 • (4)做好原始记录 认真填写样品瓶所贴的标 签，包括取样日期、油品种类、取样部位、 机器运转时间、取样人员等情况。
三、铁谱技术及仪器
• 油样铁谱分析技术 是70年代初发展起来的一种流体污染物 检测分析技术.它是一种在高梯度强磁场的作用下, 将机器磨擦所产生的磨粒从油样中分离出来,按其 粒度大小依次排列沉淀到一块透明玻璃基片上或 玻璃管中,然后用各种手段观察或测量,以获得磨 损过程的各种信息,从而分折磨损机理和判断设备 磨损状态的一种分析方法.
《油样分析技术》PPT课件
基本原理
三种微粒分析的异同之处
相同之处：都可用作铁磁性物质颗粒（光谱还 可分析其它物质）的收集和分析。 不同之处：在于各自对磨屑的尺寸敏感有所不 同，光谱0～10微米、铁谱1～100微米、磁塞 >100微米
敏感范围如下图所示
%
检100
测
效 率
50
基本原理
0.1 1
10
100
1000
检测效率定义为： e=e1e2e3 e1 —传输效率，采样与产生之比； e2 —捕捉效率，收集与采样之比； e3 —指示效率，指示与采样之比；
油样铁谱分析技术
2）性能特点： ① 结构简单，价格便宜； ② 分析过程简单； ③ 稳定性差； ④ 信息量有限，只能提供磨屑体积。
油样铁谱分析技术
主要参数
磁场：最大磁场梯度>5.0T/cm 最大磁通密度>1.5T
沉积管尺寸: φ3/φ1.7×100mm 毛细管尺寸: φ1.2/φ0.8×700mm 调 零方式: 自动 读数系统: 31/2 LED 显示 读数精度: 0.1 直读数 打印内容: 日期,油样号,Dl,Ds,Is 等测 量值
顺序地沉积在玻璃片上。然后通过双色显微镜观察磨粒的形态、大小，并进 行成份分析，亦可用读数器进行磨粒复盖面积百分比的测定。
油样铁谱分析技术
BY11-FTP-X2型 分析式铁谱仪系统
油样铁谱分析技术
3. 旋转式铁谱仪
旋转式铁谱仪的磁场装置
1—驱动轴；2—永久磁铁； 3—圆形基片；4—排油管； 5—油样注射输入管； 6—清洗注射移液管。
微机通讯: RS-232C 串形接口 电源: AC220V50-60Hz
ZTP-X2型直读式铁谱仪
油油样样铁铁谱谱分分析析技技术术
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。
《油样分析技术》课件
油样分析技术的未来展望
跨界融合与创新
未来油样分析技术的发展将更加注重跨界融合和创新。通过与不同领域的技术和知识进行 交叉融合，有望开发出更具创新性和实用性பைடு நூலகம்油样分析技术和设备。
数据分析与智能化决策
随着大数据和人工智能技术的不断发展，油样分析技术将更加注重数据挖掘和智能化决策 。通过对大量油样数据的深度分析和处理，能够为设备的故障预警和维护提供更加智能化 的决策支持。
油样的存储与运
存储容器
使用清洁、干燥、有盖的 容器进行存储，避免阳光 直射和高温环境。
存储环境
存储环境应保持阴凉、干 燥、通风良好，以防止油 样变质和污染。
运输要求
在运输过程中，应确保容 器密封良好，防止油样泄 漏和污染。
03
油样分析方法
化学分析法
总结词
基于化学反应和原理，对油样中的物质进行定性和定量分析。
目的
油样分析的目的是为了了解油品的性 质、组成和状态，为油品的加工、使 用和质量控制提供科学依据。
油样分析技术的发展历程
起步阶段
成熟阶段
早期的油样分析主要依靠简单的化学 和物理实验方法，如酸碱滴定、折光 率等。
现代的油样分析技术已经形成了较为 完善的体系，各种分析方法相互补充 ，能够全面、深入地了解油品的性质 、组成和状态。
选择具有代表性的油样采 集点，如发动机油底壳或 润滑油箱。
采集方法
使用清洁的采样器从容器 中采集油样，避免混入杂 质或气泡。
油样的处理流程
过滤
将采集的油样通过滤纸或滤网去除杂质和颗粒物 。
分层分离
对于含有水分和杂质的油样，进行离心分离或静 置分层，分离出水分和杂质。
稀释
对于高粘度或高浓度的油样，需要进行稀释处理 ，以便于后续分析。
机械制造与自动化《油样分析技术教案》
机械故障诊断的油样分析技术在机械设备中广泛存在着两类工作油：液压油和润滑油。
它们携带有大量的关于机械设备运行状态的信息，特别是润滑油，它所经由的各摩擦副的磨损碎屑都将落入其中并随之一起流动。
这样，通过对工作油液脂的合理采样，并进行必要的分析处理后，就能取得关于该机械设备各摩擦副的磨损状况，包括磨损部位、磨损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对设备所处工况做出科学的判断。
油样分析技术有如人体健康检查中的血液化验，已成为机械故障诊断的主要技术手段之一。
磁塞检查法磁塞检查法是最早出现的一种检查机器磨损状态的简便方法。
它是在机器的油路系统中插入磁性探头磁塞以收集油液中的铁磁性磨粒，当磨损趋向严重，出现大于50m以上的大尺寸磨粒时，有较高的检测效率。
与其他方法相比，这种方法对早期磨损故障的预报灵敏性较差。
但由于其简便易行，故目前仍为一种广泛采用的方法。
颗粒计数器方法颗粒计数器方法作为一种辅助方法，主要用于检定油液污染度等级。
它是对油样内的颗粒进行粒度测量，并按预选的粒度范围进行计数，从而得到有关磨粒粒度分布方面的信息，以判断机器磨损的状况。
粒度的测量和计数过去是采用光学显微镜的方法，现在已开展为采用光电技术进行自动计数和分析。
油样光谱分析技术油样光谱分析分为原子吸收光谱和原子发射光谱法两种。
主要是根据油样中各种金属磨粒在离子状态下受到激发时所发射的特定波长的光谱来检测金属的类型和含量。
该方法起源于202140年代，比拟成熟。
它提供的金属类型和浓度值为判定机器磨损的部位及程度提供了科学依据，但它不能提供磨粒的形态、尺寸、颜色等直观形象，因而不能进一步判定磨粒类型及原因。
此外，这种方法分析的磨粒最大尺寸不超过10mμ，而大多数机器失效期的磨粒特征尺寸，多在2021mμ，导致许多重要信μ00m息的遗漏，这是光谱法的缺乏之处。
目前它主要用于有色金属磨粒的检测和识别。
油样铁谱分析技术铁谱分析技术是202170年代出现的一项新技术。
第五章 机械故障诊断的油样分析技术
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第五章 机械故障诊断的油样分析技术
中国矿业大学机电学院
第三节
油样光谱分析技术
油样光谱分析的简单原理： 油样光谱分析的简单原理： 原子受到外来能量的作用时， 原子受到外来能量的作用时，其核外电子就会 吸收一定的能量从低能级跃迁到高能级的轨道上 这时的原子称为激发态。 去，这时的原子称为激发态。激发态的原子是一种 不稳定状态，其存在的时间很短，约为10 。 不稳定状态，其存在的时间很短，约为 －8s。原子 由激发态返回基态的同时， 由激发态返回基态的同时，将所吸收的能量以一定 频率的电磁波形式辐射出去。 频率的电磁波形式辐射出去。每种原子吸收或释放 的能量∆E与激发的光辐射或发射的电磁波辐射的 的能量 与激发的光辐射或发射的电磁波辐射的 波长λ之间有固定关系 这里λ又称为待征波长 之间有固定关系。 又称为待征波长。 波长 之间有固定关系。这里 又称为待征波长。
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第五章 机械故障诊断的油样分析技术
中国矿业大学机电学院
一、油样分析的含义
通过油样分析来了解机器的工作状态已有 很长的历史了。 很长的历史了。最初是通过油液的自身的理 化性能如粘度、闪点、酸值、 化性能如粘度、闪点、酸值、水份和机械杂 质等参数的变化来判断机器的工作状态的。 质等参数的变化来判断机器的工作状态的。 这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。 这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。
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第五章 机械故障诊断的油样分析技术
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第五章 机械故障诊断的油样分析技术
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磨损、 磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的 三种主要形式和原因， 三种主要形式和原因，而其中磨损失效约 80％左右。 占80％左右。由于油样分析方法对磨损监 测的灵敏性和有效性， 测的灵敏性和有效性，
油液分析
按仪器分光系统分：棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪；
电感耦合等离子体(ICP)
光谱定性分析
定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱
元素的分析线、最后线、灵敏线
分析线： 复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条
特征谱线检验，称其为分析线；
最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；
灵敏线： 最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条
铁谱分析利用高梯度强磁场的作用，将油样中所含的机械磨
损微粒有序地分离出来，并借助不同的仪器对磨屑进行有关 形状、大小、成分、数量及粒度分布等方面的定性和定量观 测，从而判断机械设备的磨损状况，预测零部件的寿命。
原子吸收光谱仪的工作原理
1-阴极灯；2-火焰；3-出射狭缝；4-表头；5-放大器；6-光电管； 7-分光器；8-入射狭缝；9-油样；10-喷雾器；11-燃烧器
吸光度（吸收度）A：
与待测元素吸收辐射的基态原子总数N、吸收层厚度L成正比
A=lgIo/It=k· N· L
实际分析工作中要求测定的是样品中待测元素的浓度，
原子吸收光谱分析，由于其灵敏度高、干扰小、 分析简便快速，已成为金属元素分析的最有力工 具之一，而且在许多领域已成为标准分析方法。 主要有四个方面：理论研究、元素分析、有
机物分析，金属化学形态分析。
原子吸收光谱分析方法特点：
1．选择性强 由于原子吸收光谱仅发生在主线系，而且谱
线很窄，谱线重叠概率较发射光谱要小得多，所以光谱干扰 较小，选择性强，而且光谱干扰容易克服。在大多数情况下， 共存元素不对原子吸收光谱分析产生干扰。由于选择性强， 使得分析准确快速。
或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线；
机械故障诊断的油样分析技术
第五章 机械故障诊断的油样分析技术 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 中国矿业大学机电学院
• 在机械故障诊断这个特定的技术领域中，油样分 析技术通常是指油样的铁谱分析技术和油样光谱 分析技术，有时也包含磁塞技术。
• 它们的共性是都可用作铁磁性物质颗粒(光谱分析 不仅限于铁磁性物质)的收集和分析，但各有不同 的尺寸敏感范围，其中，光谱分析检测磨屑的有 效尺寸范围为0.1μm到8～10μm，但对大于2μm 的微粒，其检测效率就大为降低；磁塞技术能有 效地检测出上百微米甚至毫米级的磨屑；铁谱技 术能有效地检测从1μm到上百微米量级的微粒。
第五章 机械故障诊断的油样分析技术 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 中国矿业大学机电学院
第一节 油样分析概述 在机械设备中广泛存在着两类工作油：液 压油和润滑油。 通过对工作油液(脂)的合理采样，并进行 必要的分析处理后，就能取得关于该机械设 备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨 损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对 设备所处工况作出准确的判断。
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第五章 机械故障诊断的油样分析技术 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 中国矿业大学机电学院
一、油样分析的含义
通过油样分析来了解机器的工作状态已有 很长的历史了。最初是通过油液的自身的理 化性能如粘度、闪点、酸值、水份和机械杂 质等参数的变化来判断机器的工作状态的。 这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。
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第五章 机械故障诊断的油样分析技术 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。 中国矿业大学机电学院
二、油样分析的信息含量
1．信息来源 通过油样分析，我们能取得如下几方面的信息： ①磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的严重程度；
②磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因，即磨损 发生的机理；
第五章_油样分析
第一节 概 述
3、油样分析技术的应用
应用 航空 船舶 工程机械 汽车 石化 冶金 机床 电力
检测对象 发动机、液压系统、传动系统、雷达系统 柴油机、传动系统、起重设备、液压系统 柴油机、传动系统、液压系统 发动机、传动系统、液压系统 柴油机、发电机、压缩机、鼓风机、挤压机 传动系统、轧钢机、起重设备、传送机构 传动装置、液压系统、加工中心 汽轮机、柴油机、传动装置、变压器、液压系统
油通样过光光谱谱分分析析包，括就原能检子测吸出收油式样光中谱所含分金析属和元原素子的发种类 射及程其度式浓，光度并谱，依分以此析此对两推相大断应类产零。生部这件些的元工素况的作磨出损判发断生。部位及其严重
油样光谱分析的特点
1、检出限低，灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限可达 10-9级。
2、准确度高。火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的 相对标准差可达1%，石墨炉原子吸收法的准确度一 般约为3%~5%。
铁谱技术分析的主要工作流程：
取样及处理
制备铁普片
检测分析
结论及报告ຫໍສະໝຸດ 测定的内容:(1)磨粒的浓度和颗粒的大小，它们反映了机器磨损的严 重程度。
(2)磨粒的形貌，它反映了磨粒产生的原因和机理（如疲 劳、剥落、腐蚀等） 。
(3)磨粒的成份，它反映了磨粒产生的部位，即发生磨损 的零件。
铁谱分析技术中主要使用的仪器是铁谱仪，根据其工 作方式的不同，铁谱仪分为分析式、直读式、旋转式等。 近年来又研究成功了在线式铁谱仪。
的链状谱。
1、工作原理
铁 谱 片
2、铁谱显微镜（Ferro scope） 铁谱显微镜是分析式铁谱仪配套使用的专用分析仪器。
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。
机械故障诊断的油样分析技术
机械故障诊断的油样分析技术引言在机械设备的运行过程中，会经常发生各种故障，这些故障一旦发生，会给生产线的正常运作带来严重的影响。
为了及时发现并排除机械故障，提高设备的可靠性和运行效率，油样分析技术被广泛应用于机械故障诊断领域。
本文将介绍机械故障诊断的油样分析技术，包括其原理、应用及优缺点。
1. 油样分析技术的原理油样分析技术是通过对设备工作润滑油进行化学和物理性质分析，来评估设备的状态和工作环境。
通过分析油样的成分、污染物和磨损颗粒等指标，可以判断设备的健康状况，提供机械故障诊断的依据。
主要的油样分析技术包括：1.1 元素分析元素分析是通过对油样中各种元素的含量进行定量分析，来了解设备的工作状态。
常用的元素分析技术有原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP）、能谱分析法等。
通过对油样中金属元素的含量进行分析，可以判断设备的磨损状况，提前发现异常情况。
1.2 特征分析特征分析是通过对油样中特定成分的检测和分析，来判断设备的健康状况。
比如，通过对油样中水分和气体的检测，可以了解设备的密封性能和工作环境；通过对油样中酸值和碱值的分析，可以了解设备的腐蚀状况。
1.3 磨损颗粒分析磨损颗粒分析是通过对油样中磨粒的检测和分析，来评估设备的磨损状况。
常用的磨损颗粒分析技术包括光学显微镜法、红外光谱法和电子显微镜法等。
通过分析磨损颗粒的大小、形状和成分，可以了解设备的磨损情况和磨损方式，从而判断可能存在的故障原因。
2. 油样分析技术的应用油样分析技术广泛应用于各种机械设备的故障诊断中，包括发动机、润滑系统、液压系统等。
以下是几个典型的应用案例：2.1 发动机故障诊断发动机是机械设备中最常见的故障点之一。
通过对发动机润滑油进行油样分析，可以及时发现发动机磨损、油品老化等问题。
例如，通过分析油样中金属元素的含量，可以判断发动机的磨损情况；通过分析酸值和碱值等指标，可以了解发动机是否存在腐蚀问题。
第五章油样分析
第一节 概 述
2、油样分析技术
油样分析技术的内容非常广泛，包括油品理化性能指标 化验、油样污染度评定 (以颗粒计数为代表)、以及油样铁谱 和光谱分析技术等。
目前在工业发达的国家中，油液分析技术正在或已经 成为机械设备状态监测及故障诊断的不可缺少的方法之一， 占有重要的地位。
第一节 概 述
1、油样分析的含义
机械在运行过程中，其磨损产物(磨损微粒)都要进入润 滑油中。研究表明，磨损微粒带有许多有关零件磨损状况的 信息。不同磨损时期(磨合磨损期、正常磨损期、剧烈磨损 期)的磨损微粒在尺寸、数量、分布等方面存在较明显的区 别；不同磨损机理(磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀
在机器的润滑系统中，最 常用的两个取样点是润滑 油油箱和回油管处，回油 管取样比在油箱中取样有 较大的优越性 。
第二节 光 谱 分 析一源自光谱分析原理原子是由原子核和电子组成，每个电子都处在一定的能 级上，具有一定的能量，正常状态下，原子处在稳定状态， 它的能量最低，这种状态称基态。当物质受到外界能量(电 能、热能或光能)的作用时，核外电子就跃迁到高能级，处 于高能态(激发态)电子是不稳定的，激发态原子可存在的时 间约 10-8秒，它从高能态跃迁到基态，或较低能态时，把多 余的能量以光的形式释放出来，原子能级跃迁图见图5-1。
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2．分析式铁谱仪(Analytical Ferrograph)
(1)结构和工作原理
• 分析式铁谱仪一般是指包括制谱仪、光密度读数 器以及双色显微镜在内的成套测试系统，其中制 谱仪的结构原理如图5－9所示。
• 磨屑在基片上排列成与流动方向垂直的链状谱， 如图5-10所示。
(2)性能特点
• ①提供的信息较丰富
• ②直读式铁谱仪只能进行一次测量，不能将沉积 管从磁场中取出后再放上去重新读数；而分析式 铁谱仪制成的谱片可以保存起来，供以后观察分 析用；
• ③制谱过程较慢，制作一个完整的谱片约需半个 小时，且制谱时要求较严格，故一般只能在实验 室进行。
3．旋转式铁谱仪
• 前述的传统分析式铁谱仪存在两个固有的缺陷：
第二节 油样铁谱分析技术
铁谱分析技术(Ferrography)是20世纪70年代国 际摩擦学领域出现的一项新技术 。
铁谱技术已从最初的在发动机上的应用扩展到液 压系统、齿轮蜗轮传动箱、轴承等部件。
一、铁谱分析与铁谱仪
所谓铁谱分析，就是利用铁谱仪(Ferrograph)从 润滑油样(脂)试样中，分离和检测出磨屑和碎屑， 从而分析和判断机器运动副表面的磨损类型、磨损 程度和磨损部位的技术。
第五章机械故障诊断的 油样分析技术
2020/8/30
第一节 油样分析概述 在机械设备中广泛存在着两类工作油：液 压油和润滑油。 通过对工作油液(脂)的合理采样，并进行 必要的分析处理后，就能取得关于该机械设 备各摩擦副的磨损状况：包括磨损部位、磨 损机理以及磨损程度等方面的信息，从而对 设备所处工况作出准确的判断。
(2)磨料磨损的磨屑 一个摩擦表面切入另一摩擦表面形成(二体磨料磨
损)，也可能由润滑油中的杂质、砂粒及较硬的磨屑 切削较软的摩擦表面形成(三体磨料磨损)，磨屑呈带 状，通常宽2～5 μm ，长约25～100μm。
(3)滚动疲劳磨损的磨屑 由滚动疲劳后剥落形成，磨屑通常呈直径为1～
5μm的球状，有时也有厚1～2 μm 、大小为20～50 μm的片状碎片。
(2)性能特点
①结构简单，价格便宜(约为分析式铁谱仪的1/4)；
②制谱与读谱合二为一，分析过程简便快捷；
③目前的直读式铁谱仪读数稳定性、重复性较差， 随机因素干扰影响大；
④只能提供关于磨屑体积的信息，不能提供关于磨 屑形貌、磨屑来源的信息，因而信息量有限，常用 作油样的快速分析和初步诊断。
②磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因，即磨损 发生的机理；
③磨屑的成分反映了磨屑产生的部位，亦即零件磨损 的部位。
2．磨屑形貌的识别
(1)正常滑动磨损的磨屑
• 对钢而言，通常是厚度小于1 μm的剪切混合层薄 片在剥落后形成的尺寸为0.5～15 μm的不规则碎 片，其典型形貌如图5－2所示。
铁谱片
一、油样分析的含义
通过油样分析来了解机器的工作状态已有 很长的历史了。最初是通过油液的自身的理 化性能如粘度、闪点、酸值、水份和机械杂 质等参数的变化来判断机器的工作状态的。 这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。
机械在运行过程中，它的磨损产物(磨损微粒)都 要进入润滑油中。研究表明，磨损微粒带有许多有 关零件磨损状况的信息。不同磨损时期(磨合磨损 期、正常磨损期、剧烈磨损期)的磨损微粒在尺寸、 数量、分布等方面存在较明显的区别；不同磨损机 理(磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等) 作用下产生的磨损微粒，在形貌、大小等方面存在 较显著的差别；不同材料制成的磨损零件，磨损微 粒的化学成分也不相同。
磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的 三种主要形式和原因，而其中磨损失效约 占80％左右。由于油样分析方法对磨损监 测的灵敏性和有效性，因此这种方法在机 械故障诊断中日益显示其重要地位。
二、油样分析的信息含量
1．信息来源
通过油样分析，我们能取得如下几方面的信息：
①磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的严重程度 ；
• 它们的共性Leabharlann 都可用作铁磁性物质颗粒(光谱分析 不仅限于铁磁性物质)的收集和分析，但各有不同 的尺寸敏感范围，其中，光谱分析检测磨屑的有 效尺寸范围为0.1μm到8～10μm，但对大于2μm 的微粒，其检测效率就大为降低；磁塞技术能有 效地检测出上百微米甚至毫米级的磨屑；铁谱技 术能有效地检测从1μm到上百微米量级的微粒。
对磨损微粒进行尺寸、浓度、形貌、分 布和成分等参数的定性与定量分析，便可在 不停机、不拆卸条件下诊断出机械设备的磨 损状况(磨损部位、磨损机理、磨损程度等); 预测出磨损的发展趋势，在故障诊断领域它 是检测机械磨损状况的一种十分直观的重要 手段。
• 在机械故障诊断这个特定的技术领域中，油样分 析技术通常是指油样的铁谱分析技术和油样光谱 分析技术，有时也包含磁塞技术。
(4)滚动疲劳加滑动疲劳磨损的磨屑 主要是指齿轮节圆上的材料疲劳剥落形成的不规
则磨屑，通常宽厚比为4:1～10:1；当齿轮载荷过 大、速度过高时，齿面上也会出现凹凸不平的麻点 和坑。
(5)严重滑动磨损的磨屑 • 是在摩擦面的载荷过大或速度过高的情况下，由
于剪切混合层不稳定形成的；磨屑尺寸在20μm以 上，厚度>2μm以上，经常有锐利的直边，其典型 形貌如图5-6所示。
• ①蠕动泵输送油样时对磨屑的碾压和抛光效应， 改变了磨屑的原始形貌，从而影响了对其形貌特 征识别和磨损机理的研究；
• ②由于沉积面积有限，先行沉积的磨屑对流道的 堵塞，不仅造成了磨屑的堆积，而且还破坏了磨 屑在谱片上的沉积规律，从而影响了铁谱的定量 分析。
• 铁谱仪是铁谱分析的关键设备，根据其工作方式的 不同，铁谱仪可分为直读式铁谱仪、分析式铁谱仪 和旋转式铁谱仪。
1．直读式铁谱仪(DRF－Direct Reading Ferrograph)
• (1)结构和工作原理
• 直读式铁谱仪的结构原理如图5-7所示 。
• 油样在虹吸现象的作用下流入沉积管，在沉积管的 下部有一高强度、高梯度磁场，油样中的铁磁性颗 粒受重力、浮力以及磁力三者的综合作用，在随着 油样流过沉积管的过程中，将会在沉积管内有规律 地沉积下来，其沉积规律如图5-8所示。