《机械故障诊断》实验指导书

机械故障诊断

实验指导书

武汉理工大学物流工程学院

港机实验室编

二零零六年十月

前言

“机械故障诊断”课程具有学科前沿性、知识综合性的特征，且实践性很强，学生在课堂学习的基础上，必须上实验课，以增强所学知识。机械故障诊断课程实验主要包括机械故障振动诊断实验、润滑油理化指标分析实验、油料铁谱分析实验。

本指导书由金超球编写，周强教授审阅。

目录

实验一振动诊断实验 (3)

实验二润滑油理化指标分析实验 (6)

实验三铁谱分析实验 (9)

实验一振动诊断实验

一、实验目的、意义

通过振动测试实验，了解振动测试仪器的使用方法、测点的位置选择、振动信号的分析方法，初步理解机械振动功率谱的物理意义，加深对机械故障振动诊断技术掌握。

二、实验基本原理与方法

基本原理：机械设备的外部振动信号可以反映机械设备内部的状态变化。通过测量机械设备外部的信号并加以处理，可以识别设备振动激励源、振动传递途径和状态变化。

方法：将振动传感器安装在综合实验台的机械设备上，测量不同位置的振动信号，并进行信号的相关分析、功率谱分析等，得出机器不同位置的振动信号特征，最后选择出较好的机械振动状态监测点。

三、主要仪器和耗材

主要仪器：计算机、振动数据采集系统、电荷放大器、振动压电加速度传感器。(记下仪器名称)

耗材：信号线、磁座、镊子、砂纸、抹布等。

地点：港机系实验室一楼，机械综合实验台。

四、实验方案与技术路线

实验方案：

（1）敲击实验：用锤子对传感器安装点附近进行敲击。

（2）改变采样频率，分别测取时间历程，并做频谱分析。

技术路线:

1．在综合实验台上选择振动测点；

2．安装传感器，用信号线联接传感器、放大器、信号调理仪器、计算机等；

3．启动计算机，进入测试界面；

4．设置相关测试参数；

5．启动综合实验台的制动器实验台；

6．等电机工作稳定后开始测试；

7．观察测试过程中的时间曲线和对应的频域谱图；

8．分析频域谱图上的谱线产生的原因。

（利用计算机画出时间曲线和对应的频域谱图，回去分析）

思考题：

1、从频域谱图上看，有没有机械松动的现象？为什么？时间曲线能否反映这种现象？

2、本实验台的机械振动，有没有电磁激励引起的频率成分？为什么？

3、从敲击实验结果，你有什么新的认识？

4、你能分辨出有关的滚动轴承通过振动频率成分吗？为什么？

5、画出振动测试系统的组成框图。

实验二润滑油理化指标分析实验

一、实验目的

学生通过润滑油理化指标分析实验，了解润滑油油质劣化程度的检测指标及检测方法，初步理解润滑油油质变化对机械设备造成不良影响的机理，加深对机械状态、润滑油作用的理解。

二、实验基本原理与方法

基本原理：在机械设备中，润滑油起着润滑、冷却、防护、密封、清洗等作用。但在设备使用中，润滑油会逐渐氧化变质，失去它保护机械设备的作用。润滑油的主要理化指标会随着油品的氧化变质而发生变化，检测润滑油的理化指标可以监测油品的质量变化。

方法：依据国家的相关检测标准（参考GB/T265-88、GB/T264-88、GB/T260-88、GB/T511-88），检测润滑油的粘度、酸值、水分、杂质。

三、主要仪器和耗材

润滑油粘度测定仪、润滑油酸值测定仪、润滑油水份测定器、润滑油机械杂质测定仪、烘箱、秒表（分度为0.1s）、分析天平

耗材：新润滑油、旧润滑油、甘油、凡士林、无釉瓷片、广口瓶（以50～100ml带塑料或橡胶密封盖物色小瓶为宜）、洗涤用轻质汽油或NY120溶剂油、铬酸洗液、60～90℃石油醚（化学纯）、95％乙醇（化学纯）等。

四、实验方案与技术路线

实验方案：

（1）取在机器上使用后更换下来的润滑油做实验。

（2）取相同牌号没有使用过的润滑油做实验。

技术路线：

1．润滑油粘度测定实验：

2．润滑油酸值测定实验；

3．润滑油水份测定实验；

4．润滑油机械杂质测定实验；

思考题：

1、润滑油的理化指标有多少个？其它理化指标能反映润滑油油质变化吗？

2、润滑油在使用过程中，有哪些因素会造成润滑油粘度增加？又有哪些因素会造成润滑油粘度减少？

3、反映工业齿轮油、内燃机机油油质变化的指标是一样的吗？为什么？

4、润滑油在使用过程中，有哪些因素会造成润滑油水分和酸值的增加？

实验三铁谱分析实验

一、实验目的

学生通过润滑油油样铁谱分析实验，深入掌握铁谱分析的定性分析方法和定量分析方法，了解铁谱片上微粒的形貌与设备磨损状态的关系，加深对铁谱分析原理的理解。

二、实验基本原理与方法

基本原理：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磨损类型、磨损程度和磨损部位的技术。

方法：直读式铁谱分析、分析式铁谱分析

三、主要仪器和耗材

主要仪器：直读式铁谱仪、分析式铁谱仪。

耗材：使用过的润滑油、试管、玻璃基片、氟硅胶管、四氯乙烯、丙酮

四、实验方案与技术路线

实验方案：

（1）取在机器上使用后更换下来的润滑油做直读式铁谱分析实验。

（2）取在机器上使用后更换下来的润滑油做分析式铁谱分析实验。

技术路线:

（1）取少许润滑油做实验前的预处理：加热、震荡、稀释；

（2）取少许润滑油做直读式铁谱实验；