机械故障诊断学ppt课件
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接送入分析处理仪器或计算机进行分析处理和诊断。 优点：实时性好，不漏报故障。 缺点：费用高，不灵活，适于关键设备。另外要求在线诊断所用传 感器不应干扰监测对象的正常运行。
离线诊断 在现场将设备的状态信号记录下来，在实验室或其他合适
的地方进行处理和分析。 优点：灵活方便，费用少。 缺点：不及时，容易漏报故障，一般用于普通设备的常规检查。
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
• 4）诊断决策 根据识别结果，对异常状态进一步分析， 确定故障的原因、部位、程度、类别，根据诊断结果推 测发展趋势，提出处理措施等
机械故障诊断学
本课程主要内容 1 概述 2 技术基础
第一章 概述
基本研究内容；基本故障分类；监测与 诊断技术种类；监视诊断系统的主要环 节及诊断策略；设备的故障规律；诊断 技术发展概况。
3 信号分析与处理技术
4 振动诊断 5 诊断新技术
主要参考文献： 1.《机械故障诊断》，梁为，机械工业出版社， 2005.11 2.《机械故障诊断基础》，李国华，化学工业出版社，1999年. 3.《测试技术及其应用》，刘经燕 ，华南理工大学出版社，2000年. 4.《复杂机械故障诊断的分析与小波方法》，徐玉秀，机械工业出版社，2003年.
机械故障诊断学
第一章 概述
②诊断：对机器产生故障的原因、部位、严重程度等一一作 出判断，为管理决策提供依据，是对机器健康状况的精密 诊断。精密诊断的目标：对简易诊断为异常的机器进行专 门检测、分析和判别，最后确定应采取的技术措施。
二者关系：状态监测是基础，故障诊断是监测基础上的深入 和发展。
范畴：属信息技术
③ 按发生原因分：人为故障和自然故障
设备在制造或大修时，使用了不 合格的零件；运行时不遵守操作 规程，或运输、包管不当，所造 成的设备故障。（提高管理水平）
设备在使用或保存期间，由于外 部和内部各种自然因素的影响而 引起的，如正常情况下的磨损、 老化、腐蚀等。（有不可抗拒性）
机械故障诊断学
第一章 概述
机械故障诊断学
第一章 概述
• ③按诊断方法的完善程度分：
简易诊断 (simple diagnosis) 对设备有无故障的初步判断，
包括对故障的发展趋势作出初步估计。一般来说，多使用便携式 仪器，由现场工作人员实施。
变化诊断。依据一般是综合信息，通过可测点的信息来得到不可测 点的状态。缺点在于会发生误报、漏报现象。如通过监测润滑油温 度判断轴承状态，要排除室温的影响、油量多少的影响、散热条件 的变化等因素。优点在于可在线实时进行，根据综合信息提高诊断 的可信度，是一个深受重视的研究方向。
机械故障诊断学
第一章 概述
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
2）信号处理 排除干扰，提取最能反映设备状态的特征wenku.baidu.com
由设备的技术指标逐渐劣化 引起（受磨损、腐蚀、疲劳、 老化等影响），发生概率与 使用时间有关，可预测。大 部分机械故障都属于渐进性 故障
机械故障诊断学
第一章 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。
涉及专家系统、模糊控制、人工智能 等多领域
机械故障诊断学
第一章 概述
• §1.2 故障种类 • ①按故障发生、发展的快慢分：突发性故障和渐进性故障
故障的发生有偶然性，与使用 时间长短无关，发生前无可察 觉的征兆，发生后状态急剧恶 化须立即排除。 通常不影响设备的使用寿命， 如:液压系统油路堵塞，设备 的润滑油中断、电气系统断路、 操作人员失误等。
机械故障诊断学
第一章 概述
• §1.1 什么是机械故障诊断技术
故障：是机械达不到规定和要求功能的状态，也可称为失效。
故障诊断技术：建立在能量耗散原理基础之上的。
实质上就是一种给机器“ 看病” 的技术。包含“监测”和 “ 诊断”两层意思。
①监测：对机器的某些特征参数（如振动、噪声和温度等） 进行测取，将测定值与规定的正常值进行比较，判别机器 是否工作正常；若对机器进行定期定期或连续监测，还可 获得机器状态的趋势性规律，得到机器剩余寿命估计，实 现状态预测和预报。对机器健康状况的初级诊断，又称简 易诊断。
• 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。
二者的选择取决于设备的关键程度和设备性能劣化速度等因素。
机械故障诊断学
第一章 概述
• ③按诊断环境分： 在线诊断 指不离开现场，对运行中的设备用传感器采集信息后，直
§1.3 监测与诊断技术种类
• ①按监测信息与诊断对象的关系分：
直接诊断 根据诊断对象本身的信息变化，直接判断诊断对象状态。
如根据轴承间隙、齿轮齿面的磨损、轴的疲劳裂纹和变形量，直接 判断它们的状态。其优点在于诊断可靠性高，缺点为实施受到设备 结构和条件的限制，通常需停机，拆卸零部件。
间接诊断 通过监测运行中的设备的温度、声音、振动等二次信息的
理论基础广泛：涉及数学、物理、化学、机械技术、电子技 术、传感技术、计算机及数字信号处理技术、统计模式识 别技术等多领域
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
离线诊断 在现场将设备的状态信号记录下来，在实验室或其他合适
的地方进行处理和分析。 优点：灵活方便，费用少。 缺点：不及时，容易漏报故障，一般用于普通设备的常规检查。
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
• 4）诊断决策 根据识别结果，对异常状态进一步分析， 确定故障的原因、部位、程度、类别，根据诊断结果推 测发展趋势，提出处理措施等
机械故障诊断学
本课程主要内容 1 概述 2 技术基础
第一章 概述
基本研究内容；基本故障分类；监测与 诊断技术种类；监视诊断系统的主要环 节及诊断策略；设备的故障规律；诊断 技术发展概况。
3 信号分析与处理技术
4 振动诊断 5 诊断新技术
主要参考文献： 1.《机械故障诊断》，梁为，机械工业出版社， 2005.11 2.《机械故障诊断基础》，李国华，化学工业出版社，1999年. 3.《测试技术及其应用》，刘经燕 ，华南理工大学出版社，2000年. 4.《复杂机械故障诊断的分析与小波方法》，徐玉秀，机械工业出版社，2003年.
机械故障诊断学
第一章 概述
②诊断：对机器产生故障的原因、部位、严重程度等一一作 出判断，为管理决策提供依据，是对机器健康状况的精密 诊断。精密诊断的目标：对简易诊断为异常的机器进行专 门检测、分析和判别，最后确定应采取的技术措施。
二者关系：状态监测是基础，故障诊断是监测基础上的深入 和发展。
范畴：属信息技术
③ 按发生原因分：人为故障和自然故障
设备在制造或大修时，使用了不 合格的零件；运行时不遵守操作 规程，或运输、包管不当，所造 成的设备故障。（提高管理水平）
设备在使用或保存期间，由于外 部和内部各种自然因素的影响而 引起的，如正常情况下的磨损、 老化、腐蚀等。（有不可抗拒性）
机械故障诊断学
第一章 概述
机械故障诊断学
第一章 概述
• ③按诊断方法的完善程度分：
简易诊断 (simple diagnosis) 对设备有无故障的初步判断，
包括对故障的发展趋势作出初步估计。一般来说，多使用便携式 仪器，由现场工作人员实施。
变化诊断。依据一般是综合信息，通过可测点的信息来得到不可测 点的状态。缺点在于会发生误报、漏报现象。如通过监测润滑油温 度判断轴承状态，要排除室温的影响、油量多少的影响、散热条件 的变化等因素。优点在于可在线实时进行，根据综合信息提高诊断 的可信度，是一个深受重视的研究方向。
机械故障诊断学
第一章 概述
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
2）信号处理 排除干扰，提取最能反映设备状态的特征wenku.baidu.com
由设备的技术指标逐渐劣化 引起（受磨损、腐蚀、疲劳、 老化等影响），发生概率与 使用时间有关，可预测。大 部分机械故障都属于渐进性 故障
机械故障诊断学
第一章 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。
涉及专家系统、模糊控制、人工智能 等多领域
机械故障诊断学
第一章 概述
• §1.2 故障种类 • ①按故障发生、发展的快慢分：突发性故障和渐进性故障
故障的发生有偶然性，与使用 时间长短无关，发生前无可察 觉的征兆，发生后状态急剧恶 化须立即排除。 通常不影响设备的使用寿命， 如:液压系统油路堵塞，设备 的润滑油中断、电气系统断路、 操作人员失误等。
机械故障诊断学
第一章 概述
• §1.1 什么是机械故障诊断技术
故障：是机械达不到规定和要求功能的状态，也可称为失效。
故障诊断技术：建立在能量耗散原理基础之上的。
实质上就是一种给机器“ 看病” 的技术。包含“监测”和 “ 诊断”两层意思。
①监测：对机器的某些特征参数（如振动、噪声和温度等） 进行测取，将测定值与规定的正常值进行比较，判别机器 是否工作正常；若对机器进行定期定期或连续监测，还可 获得机器状态的趋势性规律，得到机器剩余寿命估计，实 现状态预测和预报。对机器健康状况的初级诊断，又称简 易诊断。
• 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。
二者的选择取决于设备的关键程度和设备性能劣化速度等因素。
机械故障诊断学
第一章 概述
• ③按诊断环境分： 在线诊断 指不离开现场，对运行中的设备用传感器采集信息后，直
§1.3 监测与诊断技术种类
• ①按监测信息与诊断对象的关系分：
直接诊断 根据诊断对象本身的信息变化，直接判断诊断对象状态。
如根据轴承间隙、齿轮齿面的磨损、轴的疲劳裂纹和变形量，直接 判断它们的状态。其优点在于诊断可靠性高，缺点为实施受到设备 结构和条件的限制，通常需停机，拆卸零部件。
间接诊断 通过监测运行中的设备的温度、声音、振动等二次信息的
理论基础广泛：涉及数学、物理、化学、机械技术、电子技 术、传感技术、计算机及数字信号处理技术、统计模式识 别技术等多领域
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