设备状态监测与故障诊断
设备状态监测及故障诊断综述
设备状态监测与故障诊断综述：摘要从设备管理的角度，介绍了典型的设备状态监测与故障诊断的诊断理论、技术手段和具体方法。
首先对设备状态监测与故障诊断的意义、开展，根底理论和现状进展了介绍，阐述了设备状态监测、故障诊断与设备管理的关系。
进而对振动监测、温度检测、无损检测等根本监测手段的原理及诊断方法。
关键字：状态监测；故障诊断；振动；设备1设备状态监测和故障诊断概述1.1设备状态监测和故障诊断的意义和开展历史1.1.1设备故障及故障诊断的意义随着现代化工业的开展，设备能否平安可靠地以最正确状态运行，对于确保产品质量、提高企业生产能力、保障平安生产都具有十分重要的意义。
设备的故障就是指设备在规定时间内、规定条件下丧失规定功能的状况，通常这种故障是从*一零部件的失效引起的。
设备的故障诊断则是发现并确定故障的部位和性质。
寻找故障的起因，预报故障的趋势并提出相应的对策。
1.1.2 设备故障诊断技术开展历史设备故障诊断技术的开展是与设备的维修方式严密相连的。
可以将故障诊断技术按测试手段分为六个阶段，即感官诊断、简易诊断、综合诊断、在线监测、精细诊断和远程监测。
从时间考察，故障诊断技术大致可以分为20世纪60年代以前、60年代到80年代和80年代以后几个阶段。
1.2现代设备故障诊断技术在故障诊断学建立之前，传统的故障诊断方法主要是依靠经历的积累。
将反映设备故障的特殊信号，从信息论角度出发对其进展分析，是现代设备故障诊断技术的特点。
可以分为统计诊断、逻辑诊断、模糊诊断。
其中有几种方法做简单的介绍。
贝叶斯法,此方法是基于概率统计的推理方法，以概率密度函数为根底，综合设备的故障信息来描述设备的运行状态，进展故障分析。
此外还有最大似然法、时间序列、法灰色系统法和故障树分析法。
故障树分析法模型是一个基于被诊断对象构造、功能特性的行为模型，是一种定性的因果模型。
1.3基于知识的故障诊断方法基于知识的故障诊断方法，不需要待测对象准确的数学模型，而且具有智能特性。
设备状态监测与故障诊断
1.设备监测目的意义保障设备安全，防止突发故障。
保障设备精度，提高产品质量和经济效益。
推进设计理念和维修制度的革新。
避免设备事故、人员伤亡、环境污染。
维护社会稳定。
2.故障分类按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障局部性故障按故障发生速度及演变过程分类：突发性故障渐进性故障按其发生的原因分类：磨损性故障错用性故障先天性故障按造成的后果分类：危害性故障安全性故障3.故障规律浴盆曲线：磨合期，正常使用期，耗损期4.故障发生的原因宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷微观上分析：疲劳，磨损，断裂，腐蚀5.零件磨损的一般规律磨合阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段6.零件变形失效塑性变形失效，弹性变形失效，蠕变变形失效，翘曲变形失效7.断裂失效塑性断裂，脆性断裂8.状态监测与故障诊断的技术方法1.振动、噪声诊断技术2. 油液分析技术3. 温度检测技术4. 无损检测技术9.振动的危害降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏10.机械振动的分类按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应（振动规律）分类: 确定性振动随机振动按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动11.机械振动要研究的内容和步骤1. 建立物理力学模型2.建立数学模型3.方程的求解4.结果的阐述12. 随机振动非确定而又具有统计规律，它们的规律不能用时间的确定性函数来描述，但又具有一定的统计规律性。
平稳随机过程与各态历经过程13. 自相关函数∑=∞→+=+nk k k Tx t x t x n t t R 11111)()(1),(lim ττ同一点不同的两个时间函数乘积称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。
它是时差 的函数，在一般情况下，它也依赖于采样时刻 t 1，反映这两个时刻的随机变量的X k （t 1）与X （t1+τ）统计联系。
状态监测与故障诊断PPT培训课件
(0~40)×R (0~1.2)×R (1.5~3.5)×R (3.5~15)×R (15~40)×R 叶片数×R 40×R ~20kHz
8.8 mm/s pk 7.6 mm/s pk 6.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 3.3 mm/s pk 2.5 mm/s pk 3.0 g pk
R的错误与传感器有关的，与传感器相关问 题大都来自于不正确的安装方式。要做的第一件事 是检查频谱中是否有峰值出现，不仅是与电气有关 的峰值（在行频及其倍数处），还要确保存在与机 器状态相关的信息
3、测试环境的修正
测试设备运行要稳定
分析测试点要正确
4、识别运动速度频率处的峰值
1.提高设备运行的可靠性 2.减少设备故障导致的维修费用 3.提高产品的质量
常用的设备维护体制
1.故障后维修
故障后维修是指允许设备运行到故障损坏为止， 而不预先采取措施。它也被称为事后维修。 其维修理念是:任其损坏。
常用的设备维护体制
2.计划维修
计划维修是指按企业的维修计划进行的维修 其维修理念是：
设备为何发生故障
据统计，工业现场的轴承 仅有10%达到设计寿命 (1) 40%由于润滑不良造成失效
(2) 30%由于不对中等装配原因引起故障 (3) 20%是由于过载使用或制造上的原因导致故障
设备为何发生故障
设备故障产生的原因 ❖ 设计、制造 ❖ 安装的原因 ❖ 维护方法的不当 ❖ 超负荷使用
设备维护的重要性
振动 ②H 0.07 0.05 0.07 0.07
烈度
cm/s ③H 0.06 0.07 0.14 0.05
CD
④H 0.07 0.06 0.17 0.07
C泵的振动超过同类诸泵的
设备状态监测与故障诊断
5 设备状态监测与故障诊断所谓“状态监测与故障诊断”，就是对运行中的设备实施定期或连续监测、有关参数分析、有效地对设备运行状态进行系统自动监测分析或人工分析，读取相应的自诊断状态报告，以便尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。
设备状态监测和故障诊断技术也称为预测维修技术，是新兴的一门包含很多新科技的多学科性综合技术。
简单地说就是通过一些技术手段，对设备的振动、噪声、电流、温度、油质等进行监测和技术分析，掌握设备的运行状态，判断设备未来的发展趋势，诊断故障发生的部位、故障的原因，进而具体指导维修工作。
传统的耳听、手摸等也可以算是其中的一种比较简单的手段。
5.1 设备故障的规律设备故障是一个非常广义的概念。
简单地说，设备故障就是设备系统或其中的元件／部件丧失了规定的功能或精度。
与故障意义相近的还有“失效”的概念，失效通常指的是不可修复的对象；故障指的是可以修复的对象。
早期故障：这种故障的产生可能是设计、加工或材料上的缺陷，在设备投入运行初期暴露出来。
或者是有些零部件如齿轮箱中的齿轮及其他摩擦副需经过一段时期“跑合” , 使工作情况逐渐改善。
这种早期故障经过暴露、处理、完善后，故障率开始下降。
使用期故障：这是产品有效寿命期内发生的故障，这种故障是由于载荷（外因，指运行条件等）和系统特性（内因，指零部件故障、结构损伤等）无法预知的偶然因素引起的。
设备大部分时间处于这种工作状态。
这时的故障率基本上是恒定的。
对这个时期的故障进行监测与诊断具有重要意义。
后期故障（耗散期故障）：它往往发生在设备的后期，由于设备长期使用，甚至超过设备的使用寿命后，设备的零部件由于逐渐磨损、疲劳、老化等原因使系统功能退化，最后可能导致系统发生突发性的、危险性的、全局性的故障。
这期间设备故障率是上升趋势，通过监测、诊断，发现失效零部件应及时更换，以避免发生事故。
设备故障的规律可分为以下六种模式。
设备状态监测及故障诊断
设备状态监测及故障诊断近年来，为了提高设备管理与维修的现代化水平，在省设协和油田设备处的大力支持与帮助下，我厂应用状态监测及故障诊断技术，及时发现并解决了许多设备隐患，提高了设备运行可靠度，为电厂长周期、满负荷生产奠定了良好的基础。
1 开展状态监测与故障诊断工作的缘由1.1 状态监测与故障诊断是一种新的管理理念电厂生产的特点是自动化水平高、生产连续性强，一旦某台设备发生故障，将迫使机组降低负荷，甚至停机。
多年的摔打与磨练告诉我们：单凭眼看、手摸、耳听、鼻嗅等感观经验来判断设备故障已无法适应现代化生产的需要，只有开展状态监测和故障诊断工作才能彻底摆脱这种落后的管理模式。
1.2 状态监测和故障诊断是提高设备管理水平的需要我厂已搞过8次大修，在检修项目的确立和设备系统部件的更换上，虽然针对性、方向性有了很大提高，但确切性、适宜性、经济性仍有差距。
根据“四个凡是”的贯标精神要求，设备、系统的大小修的立项应更具科学性、针对性，减少盲目性，要解决这一问题，惟有开展状态监测和故障诊断。
1.3 状态监测和故障诊断是降本增效的需要。
我厂检修费用一年比一年紧缩，降本增效压力逐年递增，如何进一步降低发电成本，是摆在全厂干部职工面前的一个现实问题。
从历年大修情况来看，部分单位存在不同程度的欠修和过剩检修。
过剩检修意味着工作量加大，费用增加，造成人、财、物的浪费，而欠修将给设备运行带来隐患。
开展状态监测和故障诊断可有效避免欠修和过剩检修，做到物尽其用，达到降本增效的目的。
1.4 状态监测和故障诊断是二期投产的需要我厂二期两台机组相继投产，如果按照过去三年一大修的计划，每年至少要安排一台机组大修，甚至一年安排两台机组的大修。
我厂经过8次机组大修，积累了丰富的检修经验，对设备、系统的性能特点有了更深的了解。
特别是1999年和2000年的机组技改性大修，使设备的可靠性有了明显提高，基本具备了把机组三年一大修改为四年一大修的条件。
设备状态监测与故障诊断
滚动轴承故 障
径 向 及 轴 向
齿轮缺陷 滞后回旋
啮合频率及其谐波 fc×齿数 轴系临界转频
叶片及翼轮通过频率 及其谐波fc×叶数 1×fc或同步频率的 1或2倍 1、2、3、4倍 皮带转频
径 向 及 轴向
啮合频率周围的边带表示以相当于边带间距的频率调制（如 偏心），一般只能用窄带分析和倒谱才能检测出。 通过轴的临界转速时激起的振动在高速下仍旧保持。有时紧 固转子零件可消失。
例六、背景：锦州石化公司炼油厂某电机出现异常噪声时，测试得到的加速度功率谱。 该电机工作转速3000RPM。
分析：振动在低频段工频附近基本无能量分布，可排除轴系低频故障，故障部件应集中在轴承上 ，频谱能量集中在298.8HZ、348.8HZ上, 经计算未找到最大能量成分298.8HZ为何特征频率，而 次能量成分348.8HZ为轴承外环故障特征频率。所以，检修时，重点检查轴承外环，果然为其损 坏，更换后，恢复正常。 反过来分析298.8HZ成为最大能量成分致因：外环故障特征频率348.8HZ左右分别有398.8HZ 、448.8HZ；298.8HZ、248.8HZ频率分量，各分量频差正好等于基频50HZ。所以，这一频段是以 外环故障特征频率348.8HZ的基频调制波，这是轴承故障的典型特征之一。理论上，中心频率 348.8HZ应为最大分量，边频依次递减，且左右对称。但实际上，由于振动传递路径上，对各频 率成分传导阻抗不同，会影响到边频的对称性；又由于机器各部件不同固有频率的存在，产生程 度不同的激振，而影响各频率成分的强度，使上述理论上的规律减弱。此例中，边频298.8HZ之 所以反而强于外环故障特征频率348.8HZ，很可能为某零部件在该频点引起激振。
参量、设备的新旧程度、性能要求等内容制定适用于
设备状态监测和设备故障诊断技术(交流版
设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。
机械设备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。
具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，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），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。
主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。
其中，状态监测也被称为简易诊断，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）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。
如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。
诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。
1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。
2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。
设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。
它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。
第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。
设备状态监测和故障诊断
设备状态监测和故障诊断1、齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法1.1齿轮啮合频率产生的机理啮合频率是对一对相互啮合的齿轮而言的，对单个齿轮谈啮合频率是没有意义的。
另外，齿轮传动的特点是啮合过程中啮合点的位置和参与啮合的齿数都是周期性变化的，这就造成了齿轮轮齿的受力和刚度成周期性变化，由此而引起的振动必然含有周期性成分。
对于直齿圆柱齿轮，在齿轮啮合过程中，由于单、双齿啮合区的交替变换、轮齿啮合刚度的周期性变化、以及啮入啮出冲击，即使齿轮系统制造得绝对准确，也会产生振动，这种振动是以每齿啮合为基本频率进行的，该频率称为啮合频率，其计算公式如下：11226060m z n z n f == 式中， z 1、z 2 ————主、从动齿轮的齿数； n 1、n 2 ————主、从动齿轮的转速，r/min 。
对于斜齿圆柱齿轮，产生啮合振动的原因与直齿圆柱齿轮基本相同，但由于同时啮合的齿数较多，传动较平稳，所产生的啮合振动的幅值相对较低。
对于没有缺陷的正常齿轮，齿轮啮合频率产生的原因主要有啮合刚度的变化、啮合冲击和节线冲击。
1.2引起齿轮震动的部分原因1.2.1啮合刚度的变化齿轮的啮合刚度是指整个啮合接触区中参与啮合的各对轮齿的综合刚度。
单对轮齿的等效刚度为：1212K K K K K =+式中，K1、K2——主、从动齿轮的单齿刚度。
刚度的变化主要有两个方面：一是在齿高方向随着啮合位置的变化，参与啮合的单一轮齿的刚度发生了变化；二是参加啮合的齿数随时间作周期性变化。
例如对于重合度在1到2之间的渐开线直齿轮，在节点附近是单齿啮合，在节线两侧单部位开始至齿顶、齿根区段为双齿啮合。
显然，在双齿啮合时，整个齿轮的载荷由两个齿分担，故此时齿轮的啮合刚度就较大；同理，单齿啮合时啮合刚度较小。
从一个轮齿开始进入啮合到下一个轮齿进入啮合，齿轮的啮合刚度就变化一次。
啮合刚度的变化频率与齿轮的啮合频率相等，说明啮合刚度的变化是啮合频率产生机理之一。
机械设备状态监测和故障诊断技术
旋转机械如电机、压缩机、轴承等在长期运行过程中，容易出现磨损、疲劳、腐蚀等问题，导致设备性能下降或 失效。通过振动分析、声音分析、温度监测等故障诊断技术，可以及时发现异常现象，判断故障类型和程度，为 维修保养提供依据。
故障诊断在液压系统中的应用
总结词
液压系统在机械设备中起到传递动力和调节控制的作用，其运行状态直接影响到 整个设备的性能。对液压系统进行状态监测和故障诊断，有助于保障设备的稳定 性和可靠性。
早期的状态监测主要依靠人工检 查和简单的仪表测量，受限于技 术和认知水平，监测的准确性和
可靠性较低。
发展阶段
随着电子技术和计算机技术的进 步，状态监测技术逐渐向自动化 、智能化方向发展，出现了各种 传感器、数据采集与处理系统等
。
成熟阶段
现代的状态监测技术已经形成了 集信号处理、模式识别、预测评 估等多学科于一体的综合性技术 体系，广泛应用于各种机械设备
详细描述
液压系统中的各种元件，如泵、阀、缸等，在长期使用过程中可能会出现泄漏、 堵塞、磨损等问题。通过对液压油的温度、压力、流量等参数进行监测，结合压 力波动、噪声等信号分析，可以快速定位故障位置，提高维修效率。
故障诊断在生产设备中的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
生产设备是工业生产中的重要工具，其运行状态直接关系 到生产效率和产品质量。通过状态监测和故障诊断技术， 可以及时发现设备潜在问题，保障生产的顺利进行。
多技术融合的监测与诊断技术
多技术融合的监测与诊断技术是指将多种技术手段融合在一 起，形成综合性的监测和诊断系统。这些技术手段包括振动 分析、油液分析、声发射等，能够从多个角度对机械设备进 行全面监测和分析。
多技术融合的监测与诊断技术能够提高故障诊断的准确性和 可靠性，为维修工作提供更加全面的技术支持。同时，这种 技术需要专业人员对各种技术手段进行综合分析和判断，以 保证监测和诊断结果的准确性。
设备状态监测与故障诊断
4.无损检测技术
超声波探伤法
优点： 1.探伤速度快，效率高； 2.设备简单轻巧，机动性强； 3.易耗品少，检查成本低。
缺点： 1.操作人员技术要求高； 2.对粗糙、形状不规则、小、薄或非 均质材料难以检查
涡流探伤法
优点: 1.不需要藕合剂，与试件既可接触也可不 接触。 2.对管、棒、线材易于实现自动化。 3.能在高温、高速下进行检测。 4.能进行多种测量，并能对疲劳裂纹监控 。 5.工艺简单、操作容易、检测速度快。 缺点: 1.只适合导电材料表面和近表面的检测。 2.难以判断缺陷的种类、形状和大小。
设备状态监测与故障诊断
1.设备故障的规律
设备故障规律是指设备从投入使用直到报废为止的设备寿命周期内故障的发生、发展变化规律。
使用期故障
1.设计、制造的缺陷； 2.零件配合不好； 3.搬、运、安装马虎，操 作者不适应等。，操作者 不适应等 一般是由于设备的使 用和维护不当，工作条件 变化等原因。 设备零部件因使用时 间过长而磨损、老化、腐 蚀加剧，逐步丧失机能所 致。
早期故障
后期故障
2.设备故障的浴盆曲线
早期故障期
早期 故障 期 磨损 故障 期 主要是由于材料缺陷、设计制造质量缺陷、操作上的 不习惯、装配失误等引起的，故障率由高到低发生变 化，随时间增加趋于稳定。
故 障 率
使用故障期
使用期故障期
设备处于正常运转状态，故障率较低且稳定，甚至基 本保持不变，主要是由于维护不好和操作失误等偶然 因素引起的，故障的发生是随机性的，无法预测。 T1 T2 时间T
信号处理 设备特征信息
状态识
磁粉探伤法
优点： 1.对钢铁材料或工件表面裂纹等 缺陷的检验非常有效; 2.设备和操作均较简单; 3.检验速度快，便于在现场对大 型设备和工件进行探伤； 4.检验费用较低。 缺点： 1.仅适用于铁磁性材料； 2.仅能显出缺陷的长度和形状， 而难以确定其深度； 3.对剩磁有影响的一些工件，经 磁粉探伤后还需要退磁和清洗。
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测的常用方法机械设备在工业生产中起着非常重要的作用，而设备故障的发生往往会导致生产中断和损失。
为了提高设备的可靠性和稳定性，以及减少故障对生产的影响，机械设备的故障诊断与监测变得尤为重要。
下面我们将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。
一、故障诊断方法1. 经验法经验法是指根据维修人员的经验和对设备的了解，通过观察和检查设备的运行状态，来判断设备可能出现的故障。
这种方法需要维修人员对设备有较深的了解和丰富的实践经验，对于一些常见的故障问题，经验法是一种简便有效的诊断方法。
2. 振动分析法振动分析法是一种通过检测设备的振动信号，来判断设备是否存在故障的方法。
通过振动分析仪器采集到的振动数据，可以分析设备的振动频率、幅值、相位等参数，从而判断设备的运行状态和可能存在的故障。
这种方法对于轴承、齿轮、传动系统等部件的故障具有很好的诊断效果。
3. 热像法热像法是一种通过红外热像仪器，对设备表面温度进行检测和分析，来判断设备是否存在故障的方法。
由于设备在运行过程中存在摩擦、磨损、电气故障等问题，会导致设备局部温度升高，通过热像仪器可以清晰地观察到设备表面的温度分布情况，从而判断设备是否存在故障。
二、故障监测方法1. 油液分析法油液分析法是一种通过对设备润滑油或液压油进行采样和化学分析，来监测设备是否存在故障的方法。
设备在运行过程中，润滑油或液压油中会存在金属颗粒、水分、氧化物等问题，通过对这些物质的分析可以判断设备是否存在磨损、腐蚀、水分混入等问题，从而实现对设备运行状态的监测。
2. 温度监测法温度监测法是一种通过对设备各部件温度进行实时监测，来判断设备是否存在故障的方法。
不同的故障问题会导致设备各部件温度升高或降低，通过实时监测设备的温度变化可以及时发现设备的异常情况，从而减少故障对设备的损坏。
3. 运行参数监测法运行参数监测法是一种通过对设备运行参数进行实时监测，来判断设备是否存在故障的方法。
故障诊断与状态监测
声发射监测技术具有非接触 性、实时性等优点。
详细描述
声发射监测技术可以通过传 感器非接触地采集声音信号， 实时监测结构的声发射事件， 并通过数据采集和分析系统 进行远程监测和诊断。
红外监测技术
总结词
红外监测技术通过测量物体或结构的红外辐射来评估其运行状态。
详细描述
红外监测技术广泛应用于电力设备、化工设备、航空航天等领域，可以检测出设备的过 热、泄漏等情况，通过分析红外辐射的特征，可以判断设备的故障类型和严重程度。
故障诊断与状态监测
目录
• 故障诊断与状态监测概述 • 故障诊断技术与方法 • 状态监测技术与应用 • 故障诊断与状态监测的挑战与未来发展 • 案例分析与实践
01
故障诊断与状态监测概 述
定义与目的
定义
故障诊断与状态监测是针对设备或系统的运行状态进行检测、评估和预测的技 术，旨在及时发现潜在故障、分析故障原因，并采取相应的措施进行维修和预 防。
详细描述
油液监测技术可以直接检测润滑 油或液压油的性能和状态，通过 定期取样和分析，可以实时了解 机械设备的润滑和液压系统的工 作状态，及时发现潜在的故障和 问题。
声发射监测技术
总结词
声发射监测技术通过采集和 分析物体或结构在受力时发 出的声音信号来评估其运行 状态。
详细描述
总结词
声发射监测技术广泛应用于 压力容器、管道、桥梁等结 构的监测，可以检测出结构 的裂纹、腐蚀、疲劳等情况， 通过分析声发射信号的特征， 可以判断结构的损伤程度和 故障类型。
故障诊断的准确性与实时性要点一 Nhomakorabea总结词
要点二
详细描述
故障诊断的准确性和实时性是关键，需要不断提高诊断算 法的精度和响应速度，以满足工业应用的需求。
设备状态检测与故障诊断
• 设备状态监测的对象一般以重点设备为主。 目前，设备状态监测方法主要有两种：
•(1)由维修人员凭感官和普通测量仪，对设备的技 术状态进行检查、判断，这是目前在 机械设备监 测中最普遍采用的一种简易监测方法。 (2)利用各种监测仪器，对整体设备或其关键部位 进行定期、间断或连续监测，以获得技术状态的 图像、参数等确切信息，这是一种能精确测定劣 化和故障信息的方法。
设备状态检测与故障诊 断
2020/12/8
设备状态检测与故障诊断
一、设备状态监测与诊断技术
的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的 仪器工具，按照规定的监测点进行间断 或连续的监测，掌握设备运行所处于的 状态，有压力、流量、温度、振动与噪 声等等。所谓的设备诊断技术，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下，根 据设备的运行技术状态，判断故障的部 位和原因，并预测设备今后的技术状态 变化。
a、 生产设备关键性（A类）指大型、高速、检修费用昂贵，采用在 线监测系统、连续检测（投入费用较大）
b、 重要性生产设备（B类）采用离线状态监测仪器，配置便携式简 易或精密检测分析仪器（数采），定期采集数据进行分析，（投 入费用是可以接受的）
c、 一般性生产设备（C类）采用离线简易检测仪器，定一个标准来 进行评判，也是比较普遍采用的一种常规做法。投入费用低，易 掌握，便于普及。
设备状态检测与故障诊断
B： “定人”
设备状态检测，一般都采用离线数据采集 器，因此数据的真实性，在很大程度上也取决 于检测人员的综合素质，从事该工作应该有比 较强的责任心，因为离线检测仪器的传感器与 被检测的设备是分离的，其位置发生改变，得 到的数据会有很大区别，为了保证分析结果的 可信度，数据检测应该由“专人”负责，即 “定人”。
自动化设备的状态监测与故障分析
自动化设备的状态监测与故障分析在现代工业生产中，自动化设备扮演着至关重要的角色。
它们的高效运行直接关系到生产效率、产品质量和企业的经济效益。
然而，如同任何复杂的系统一样，自动化设备在运行过程中难免会出现各种故障。
为了确保设备的稳定运行，降低停机时间和维修成本，对自动化设备进行状态监测与故障分析显得尤为重要。
一、自动化设备状态监测的重要性自动化设备的状态监测就像是给设备做“体检”，通过实时或定期的检测和评估，我们能够及时了解设备的健康状况。
这不仅有助于预防潜在的故障，还能优化设备的维护计划，延长设备的使用寿命。
首先，状态监测可以提高生产效率。
当设备处于良好的运行状态时，能够以最佳的性能工作，减少因设备故障导致的生产中断和延误。
其次，它有助于保障产品质量。
稳定运行的设备能够保证生产过程的一致性和准确性，从而生产出符合质量标准的产品。
此外，有效的状态监测还能降低维修成本。
通过提前发现问题并进行针对性的维修，可以避免故障的进一步恶化，减少维修的复杂性和费用。
二、自动化设备状态监测的方法1、传感器监测传感器是获取设备状态信息的重要工具。
例如，温度传感器可以监测设备的发热情况，振动传感器能够感知设备的振动幅度和频率，压力传感器则用于测量设备内部的压力变化。
这些传感器将收集到的数据传输给控制系统，以便进行分析和处理。
2、数据分析收集到的设备运行数据需要进行深入的分析。
通过运用统计学方法、数据挖掘技术等，可以从大量的数据中提取出有价值的信息，发现潜在的趋势和异常。
例如，通过对比设备在不同时间段的运行数据，可以判断设备的性能是否有所下降。
3、视觉检测利用摄像头等视觉设备对设备进行监测也是一种常见的方法。
通过图像识别技术，可以检测设备表面的磨损、变形、裂纹等情况，以及设备的运行动作是否正常。
4、声音监测设备在运行过程中会产生特定的声音。
通过对声音的监测和分析，可以判断设备是否存在异常噪声，从而发现潜在的故障。
例如，轴承磨损可能会导致异常的摩擦声。
设备异常的检测与诊断流程
设备异常的检测与诊断流程设备异常的检测与诊断是关键的运维任务之一，通过及时准确地识别设备异常状况，可以防止设备故障对业务的影响，并实施有效的维修措施，保障设备的稳定运行。
以下是设备异常的检测与诊断流程，旨在帮助您准确识别并解决设备异常问题。
1. 监测设备运行状态：首先，通过设备监控系统或其他相关工具，对设备进行实时监测。
监测主要包括设备的温度、电压、电流、网络流量等参数的检测。
该步骤旨在获得设备的基本运行状态，并及时发现异常。
2. 梳理异常事件信息：一旦监测到设备异常，及时收集相关的事件信息，包括异常发生时间、异常现象的描述、异常所在的设备位置等。
这些信息对后续的诊断工作至关重要。
3. 分析异常原因：在收集了足够的异常事件信息后，需要进行进一步的分析以确定异常的原因。
这个过程可能需要借助专业的设备诊断工具，例如故障诊断仪器等。
可以通过逐步排除法或比对设备的正常参数值，找到与正常状态不一致的指标，从而确定异常原因。
4. 制定解决方案：确定了异常原因后，制定相应的解决方案。
根据实际情况，可以选择修复、更换设备组件，或者进行其他相应的操作来解决问题。
在制定解决方案时，应考虑到设备的重要性、影响范围和可行性等因素。
5. 执行解决方案：在确定了解决方案后，按照计划执行。
注意在执行过程中保持对设备的监控，及时检查解决方案的实施效果。
如果发现解决方案不起作用或不符合预期，则需要及时进行调整或重新制定解决方案。
6. 跟踪与记录：在解决设备异常的过程中，及时跟踪问题的解决进展，对解决方案进行记录和总结。
这些记录和总结对今后类似问题的解决具有重要的参考价值，有助于快速响应和解决类似的设备异常事件。
7. 预防再次发生：设备异常的出现可能是由于多种因素导致的，为了防止类似问题再次发生，应做好预防工作。
例如，定期维护设备、设立巡检机制、定期检查设备运行状况等。
此外，还可以优化设备布局、引入备用设备、加强培训等方式，提升设备的稳定性和可靠性。
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测的常用方法1. 故障现象分析法故障现象分析法是通过收集和分析设备故障时产生的现象和信息来确定故障原因的方法。
这种方法对于一些常见的故障，比如设备噪音、振动、温度升高等，可以通过仔细观察和分析现象来推断可能的故障原因。
2. 维修记录分析法维修记录分析法是通过分析设备的维修记录来确定设备故障的原因。
通过分析维修记录中频繁出现的故障部件和故障模式，可以发现一些潜在的故障原因，并且可以根据这些信息加强对这些部件的监测和维护。
3. 故障模式效应分析法故障模式效应分析法是一种系统性的故障分析方法，其主要目的是通过对设备可能的故障模式和其可能的影响进行分析，来确定故障的原因。
这种方法需要运用专业的故障分析工具和技术，比如故障模式和影响分析（FMEA）等。
4. 现场检查法现场检查法是指通过对设备进行现场检查，包括外观、结构、连接、管道、电气设备等方面的检查，来确定故障原因。
这种方法需要结合对设备的操作和使用情况进行分析，有时也需要利用一些测量和检测设备来获取更准确的信息。
5. 故障诊断设备和工具故障诊断设备和工具是用来检测和分析设备故障的专用器材，包括振动检测仪、红外热像仪、油品分析仪、声波分析仪、电气检测仪等。
这些设备可以帮助工程师和维修人员快速准确地确定故障原因，并采取相应的维修措施。
二、监测方法的常用方法1. 振动监测振动是设备运行过程中常见的现象，对于机械设备而言，振动的大小、频率以及振动模式都可以反映设备的运行状态。
通过振动监测设备可以实时监测设备的振动情况，并根据振动的变化来判断设备是否存在故障。
2. 温度监测温度监测是通过安装温度传感器在设备关键部位，来实时监测设备的工作温度。
对于一些需要保持稳定工作温度的设备，比如变压器、电机、轴承等，温度监测是非常重要的。
通过温度监测可以及时发现设备过热的情况，并采取相应的措施。
3. 油液监测油液监测是通过对设备的润滑油进行采样和分析，来监测设备运行过程中的润滑状态和设备的磨损情况。
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。
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1.设备监测目的意义保障设备安全，防止突发故障。
保障设备精度，提高产品质量和经济效益。
推进设计理念和维修制度的革新。
避免设备事故、人员伤亡、环境污染。
维护社会稳定。
2.故障分类按故障对机械工作能力的影响分类：完全性故障局部性故障按故障发生速度及演变过程分类：突发性故障渐进性故障按其发生的原因分类：磨损性故障错用性故障先天性故障按造成的后果分类：危害性故障安全性故障3.故障规律浴盆曲线：磨合期，正常使用期，耗损期4.故障发生的原因宏观上分析1.设计错误2 原材料缺陷3 制造过程的缺陷4 运转缺陷微观上分析：疲劳，磨损，断裂，腐蚀5.零件磨损的一般规律磨合阶段，正常磨损阶段，急剧磨损阶段6.零件变形失效塑性变形失效，弹性变形失效，蠕变变形失效，翘曲变形失效7.断裂失效塑性断裂，脆性断裂8.状态监测与故障诊断的技术方法1.振动、噪声诊断技术2. 油液分析技术3. 温度检测技术4. 无损检测技术9.振动的危害降低机器及仪表的精度,引起机械设备及土木结构的破坏10.机械振动的分类按振动系统本身的特点分类: 离散系统连续系统按振动系统所受的激励类型分类: 自由振动强迫振动自激振动参数振动按系统的响应（振动规律）分类: 确定性振动随机振动按描述系统运动的微分方程分类:线性振动非线性振动11.机械振动要研究的内容和步骤1. 建立物理力学模型2.建立数学模型3.方程的求解4.结果的阐述12. 随机振动非确定而又具有统计规律，它们的规律不能用时间的确定性函数来描述，但又具有一定的统计规律性。
平稳随机过程与各态历经过程13. 自相关函数∑=∞→+=+nk k k Tx t x t x n t t R 11111)()(1),(lim ττ同一点不同的两个时间函数乘积称为随机过程 X(t)于时刻 t 1与 t 1+ τ的自相关函数。
它是时差 的函数，在一般情况下，它也依赖于采样时刻 t 1，反映这两个时刻的随机变量的X k （t 1）与X （t1+τ）统计联系。
非平稳随机过：统计特性依赖于采样时刻的过程 ： 平稳随机过程：统计特性不依赖于采样时刻的过程正常运行状态：齿轮箱的振动（噪声）是大量的、无序的、 大小接近相等的随机冲击结果，具有较宽而均匀的频谱。
异常运行状态：随机振动（噪声）中将出现有规则、周期性的 脉冲，其大小比随机冲击大的多14. 各态历经过程对于各态历经过程，可以分别计算：均值、均方值、峭度方差均值dt t x T TTx )(1lim ⎰∞→=μ 描述振动的稳定分量均方值dt t x T TTx )(122lim ⎰∞→=ψ 描述振动的的能量歪度dt t x T TTx )(13lim ⎰∞→=α峭度dt t x T TTx )(14lim ⎰∞→=β 反映信号中大幅值成分的影响方差22202])([1lim x x x TTx dt t x T μψμσ-=-=⎰∞→ 描述振动的波动分量15. 互相关函数⎰+=∞→TTy x dt t y t x T R 0)()(1)(lim ττ不同两个点不同时间函数乘积16.概率函数对于单个随机变量，最完整的统计描述是给出它的概率分布或概率密度。
在随机振动中常见的随机变量的概率分布函数为正态分布函数。
许多工程振动过程均十分接近于正态过程。
±工程技术上，常把随机变量在均值附近的变化范围确定为σ317.传感器分类：电阻应变片式传感器电感式传感器电容式传感器压电式传感器磁电式传感器光电式传感器热电式传感器定义: 传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式工程技术上，多将非电量变换成电量。
18.振动诊断的判断标准绝对判断标准：将测得的数据或统计量与标准阈值相比较以判定设备所处的状态。
根据相应的国际标准、国家标准、行业标准等，如：ISO，GB，IEC等。
相对判断标准：以机器正常状态的振动值作为初值，以当前实测数据值达到初值的倍数为阈值来判断设备当前所处的状态。
类比判断标准：对多台设备的同一部位进行测定，并对测定值进行相互比较，而判定某台设备是否发生故障。
19.滚动轴承的失效形1.磨损失效：滚动轴承最常见的一种失效形式2.疲劳失效：现象：球轴承的内圈滚道上产生等距离的剥离。
原因：由于冲击载荷造成的压痕发展而成。
3.腐蚀失效：化学腐蚀电腐蚀微振腐蚀4.滚动轴承的塑性变形失效5.滚动轴承的断裂失效6.滚动轴承的胶合失效20.滚动轴承故障信号分析1.有效值与峰值判别法2.峰值系数法：峰值与有效值之比。
正常时，滚动轴承的峰值系数约为5;故障时，可达到几十。
3.峭度指标法：峭度与峰值四次方的比值。
正常情况下其值应该在3左右，如果这个值接近4或超过4，则说明轴承的运动状况中存在冲击性振动。
它的优势在于能提供早期的故障预报。
不适合对晚期故障的诊断。
4.频谱分析法第一阶段（超声频率）：温度正常，噪声正常，振动速度总量及频谱正常，但尖峰能量总量及频谱有所征兆第二阶段（轴承固有频率）：温度正常，噪声略增大，振动速度总量略增大，振动频谱变化不明显，但尖峰能量有大的增加，频谱也更加突出。
第三阶段（轴承缺陷间隔频率及其倍频）：温度略升高，可耳听到噪声，振动速度总量有大的增加，且振动速度频谱上清晰可见轴承故障频率及其谐波和边带，另振动速度频谱上“噪声地平”明显升高，尖峰能量总量相比第二阶段变得更大、频谱也更加突出。
建议于第三阶段后期予以更换轴承。
第四阶段（随机宽带振动）：温度明显升高，噪声强度明显改变，振动速度总量和振动位移总量明显增大，振动速度频谱上轴承故障频率开始消失，被更大的随机的宽带高频“噪声地平”取代；尖峰能量总量迅速增大，并可能出现一些不稳定的变化。
绝不能让轴承在故障发展的第四阶段中运转，否则将可能发生灾难性破坏。
21. 临界转速故此，机组发生共振时的转速也被称之为临界转速 转子的临界转速往往不止一个，它与系统的 自由度数目有关。
其中转速最小的那个临界转速称为一阶临界转速n 临1，比之大的依次叫做二阶临界转速n 临2 三阶临界转速n 临3刚性转子 n ＜ 0.75 n 临1柔性转子 1.4 n 临1 ＜ n ＜ 0.7 n 临22. 旋转机械故障原因设计 装配 制造 操作23. 齿轮失效形式与原因齿轮箱各类零件的故障率 齿轮60% ，轴承19% 轴10%， 箱体7%，紧固件 3%，密封 1%。
齿轮的故障，主要与齿轮的热处理质量及运行时的润滑条件有关，也与设计不当、制造误差、装配不良等有关。
维护、操作不当占最大比重。
根据齿轮损伤的形貌和损伤过程与机理，故障形式可以要为五类，发生的概率分别为： 轮齿断裂41%，齿面疲劳（点蚀、剥落、龟裂）31%， 齿面磨损10%，齿面划痕10% 其它故障（如塑性变形、化学腐蚀、异物 嵌入等）8%24. 齿轮故障振动分析方法1.功率谱分析法2.边频带分析法 利用边频带的频率对称性；比较各次测量中边频带幅值的变化趋势。
3.倒频谱分析法25. 齿轮故障信号的频域特征1.均匀性磨损2.不均匀的分布故障3.齿面剥落、裂纹以及齿的断裂等局部性故障4.点蚀等分布性故障n临1= 604 r/minn临2= 1840 r/minn临3= 4651 r/min多自由度转子有多个临界转速和相应的振型26.润滑剂基本功能控制摩擦减少磨损冷却降温密封隔离阻尼震动清洁防锈27.油液污染度评定1）称重法2）计数法3）光测法4）电测法5）淤积法6）综合法28.油液污染状态检测仪器1.油液污染物体积浓度检测仪2.油液中污染物颗粒数目和尺寸检测仪3.油液污染物粒度分布检测仪29.油样分析技术1.铁谱分析技术：1）在线式铁谱仪2）旋转式铁谱仪3）分析式铁谱仪4）直读（DR）式铁谱仪2.油样光谱分析技术1）.分光光度法2）.原子发射光谱分析法3）.原子吸收光谱分析（原子吸收分光光度法)3.磁塞技术：柱形和探针形30.通过油样分析，可以取得如下几方面的信息：(1)磨屑的浓度和颗粒大小反映机器磨损的严重程度；(2)磨屑的大小和形态反映磨屑产生的原因，即磨损发生的机理；(3)磨屑的化学成分反映磨屑产生的部位，亦即零件磨损的部位。
哪些零件受到磨损将以上三方面的信息综合起来，即可对零件摩擦副的工作状况作出切合实际的判断。
31.铁谱分析由以下四个基本环节组成1.采样2.制谱3.观测与分析4.结论32.温度检测33.热电偶法测温①测量精度高；②测量范围广；③构造简单，使用方便；④将温度转换成电信号，便于处理和远传。
34.热电阻测温几乎所有导体与半导体的电阻都会随着温度的变而变化，热电阻法测温就是利用体的这种特性来进行的。
(1)测温范围宽：可测从－272.16～1100℃范围内的温度；(2)测温精度高：一般为千分之几或±2℃左右；(3)灵敏度高，响应速度快：由于可把热电阻做成体积很小，因而其热惯性很小：响应速度最快可达0.1s，甚至更高，这一点对于温度的测控非常重要；(4) 性能稳定：热电阻一般都是纯度很高的金属制成，其物理和化学稳定性良好，因而制出的热电阻复现性较好，便于互换；(5) 不适于点温的测量：由于热电阻的阻值随温度的改变与整个感温元件有关，尽管现代工艺可将热电阻做成很小，但其感温元件总是要占据一定的空间，因此，热电阻所测量的是某一空间的平均温度，这一点与热电偶法测温不同。
（6）测温准确度高，信号便于传送。
材料:铂热电阻铜热电阻薄膜铂热电阻35.非接触式测温方法优点:仪表不破坏被测介质的温度场。
敏感元件不必和被测介质达到平衡，仪表滞后小。
理论上仪表测温上限不受限制。
敏感元件不必与被测介质达到同样温度值，因此测温部件不被高温破坏。
输出信号大，灵敏度高，准确度高类型:光学高温计,光电高温计36.三种辐射测温方法比较亮温法的灵敏度较高，与真实温度的偏差较小，适用于较高精度的测量；比色法受物体发射率变化的影响小。
全辐射测温法在测量高温时有其优越性.37.非接触式测温计类型光学高温计:光电高温计: 光学元件互换性很差，更换元件时，整个仪表要进行重新调整和分度。
辐射温度计:可用于测量400～20000°C的高温，多为现场安装式结构。
比色高温计:准确度高，响应快，可观察小目标(最小可到2mm)。
红外热像仪:38.无损检测技术超声波检测射线检测磁粉检测渗透检测涡流检测声发射检测工业CT优点1.不破坏被检对象；2.可实现100%的检验；3.发现缺陷并做出评价，从而评定被检对象的质量；4.可对缺陷形成原因及发展规律做出判断，以促进有关部门改进生产工艺和产品质量；5.对关键部件和部位在运行中作定期检查，甚至长期监控以保证运行安全，防止事故发生。