机械设备状态监测和故障诊断技术PPT课件

* Stability, * Chaos, * Fractal, * ...
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室
2020/9/27
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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
如果对设备进行定期或连续的状态监测，便可获得有关 设备状态变化的趋势规律，据此可预测和预报设备的将 来状态。通常这就叫做趋势分析
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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
机械设备故障诊断技术
2005年5月18日
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
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Leabharlann Baidu 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
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
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引言
维修方式归纳起来有三大类，共五种形式：
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
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
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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
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，...
事后维修(BM)
改善维修(CM)
预防维修(PM)－视情维修(COM)、状态维修(CBM) 和计划(定期)维修(TBM)
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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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
故障诊断
信号处理技术
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
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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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
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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
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、...