第1章――机械设备状态监测和故障诊断技术PPT课件

2022/3/23
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引言
引 言 学科范畴 学科发展意义 监测与诊断技术基础
监测与诊断系统 监测与诊断技术发展趋势 结束语
引言
现代工业生产对机械设备的要求:
可靠性 可用性 维修性 经济性 安全性 进行全寿命管理，实行全面质量保证体系制度
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
主要内容包括监测、诊断(识别)和预测三个方面
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定义 – 技术结构关系
在线、离线；定期、连续；...
简易、精密
M 监测
(I)
C 工作状态
正常 异常
D 诊断
(II)
表现 振动、噪声、温 度、压力、转速、 扭矩、功率、...
分析 参数监测， 症状识别， 特征提取，...
络化远程诊断系统
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学科范畴
引 言 学科范畴 学科发展意义 监测与诊断技术基础
监测与诊断系统 监测与诊断技术发展趋势 结束语
学科范畴
机械工程 机器
பைடு நூலகம்
建模技术
测量技术
声音或振动信号
FEM
分析
CAD, CAE 坐标反求 图像处理
结构与强度
参数辨识
故障诊断
信号处理技术
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引言
机械设备状态监测与故障诊断
是一门正在不断完善和发展的交叉型学科 是一项与现代化工业大生产紧密相关的技术 是机械学科领域的研究热点之一
故障诊断学科需解决的重要问题
故障特征信息提取和故障分类、识别的新理 论及 新方法研究
复杂故障产生机理及模型的深入研究 故障诊断智能系统研究，包括诊断专家系统和网
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引言
维修方式归纳起来有三大类，共五种形式：
事后维修(BM, Breakdown Maintenance )
改善维修(CM, Corrective Maintanance )
预防维修(PM, preventive maintenance )－视情 维修(CBM, condition-based maintenance )、状 态维修(CBM)和计划(定期)维修(TBM,time-based)
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定义 – 监测与诊断的关系
机械设备状态监测与故障诊断既有区别、又有联系， 同一学科的两个层次：[简易/精密]
状态监测也称为简易诊断，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 状态，并根据特征参数值与门限值之间的关系来决定设 备的状态
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引言
实践证明，机械设备状态监测与故障诊断技 术
正在改变着我国传统维修管理的被动局面 正在向预防(状态)维修的新方式推进 促使设备寿命周期费用最经济和综合效率最高
可见，状态监测与故障诊断技术是开展预防 (状态)维修的重要支撑
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机械设备故障诊断技术
2013年2月27日
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提纲
引 言 学科范畴 学科发展意义 监测与诊断技术基础 监测与诊断系统 监测与诊断技术发展趋势 结束语
上海工程技术大学机械工程学院
维修方式
改善维修(CM)
预防维修(PM)
事后维修(BM)
改装、改进 (型)、重新 设计、变更 式样
视情维修 给定计划、制 定界限值、有 缺陷和需要时
状态维修 以状态为基础、基 于统计分析、信号 处理、趋势分析
定期维修 以时间为基 础、长期计 划、定期
性能严重劣 化或故障停 机时导致的 非计划维修
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应用力学
* Pow er Spectral D ensity (PSD ), * Correlation, * Fuzzy Logic, * Bispectrum , * H igher-O rder Statics (H O S), * N eural N etw orks (N N ), * W avelet Transform , * Spectral Correlation D ensity (SCD ), * Tim e-Frequency D istribution (TFD ), * Sound Intensity, * N ear-Field A coustic H olographics, * ...
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引言
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
* Stability, * Chaos, * Fractal, * ...
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定义
机械设备状态监测与故障诊断
是识别机械设备(机器或机组)运行状态的一门综 合性应用科学和技术，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
通过测取设备状态信号，并结合其历史状况对所 测信号进行处理分析，特征提取，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)，进一步预测将来状态，最终确定需 要采取的必要对策的一门技术
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引言
状态监测与故障诊断技术是预防(状态)维修 的必要条件
推广和应用设备状态监测与故障诊断技术可 以达到如下目的：
保障设备运行安全，防止突发事故 保证设备工作精度，提高产品质量 实施状态维修(或预防维修)，节约维修费用 避免设备事故带来的环境污染及其它危害 给企业部门带来较大的间接经济效益
正向逻辑：故障反映
S 症状
逻辑关系
F 故障
逆向逻辑：机理研究
逻辑关系 简单映射、加权相关、规则相关、置信因子、...
诊断理论与方法
统计识别， 模糊逻辑， 灰色理论， 神经网络，...
类别 磨损、腐蚀、变形、 裂纹、不平衡、不对 中、松动、渗漏、...
性质与程度 暂时、永久、突发、 渐发、破坏、非破 坏、先天、错用、...