第三章机电设备故障诊断技术
第一节概述
一、故障诊断及其意义
态。
1、工况：工作状况，工作状态。诊断技术实施的根底。
2、意义： A、预防事故，保证设备和人身平安；
B、接受相宜的修理制度；
C 、提高设备效率和运行牢靠性；
3、故障诊断开展的缘由：设备的自动化和集成化
4、故障诊断的作用：
〔1〕预防事故，保障人身和设备平安
〔2〕推动设备修理制度的改革
〔3〕提高企业经济效益
二、故障诊断的分类
1、按目的分： A、功能诊断 B、运行诊断
2、按方式分： A、定期诊断 B、连续监控
3、按提取信息的方式分： A、干脆诊断 B、间接诊断
4、按运行公况条件分： A、常规工况诊断 B、特殊工况诊断
5、按诊断时间分： A、在线诊断 B、离线诊断
6、按功能分： A、精细诊断 B、简易诊断
三、故障诊断的主要工作环节(补充〕
1、信息的采集
2、信息的分析处理
3、工况状态的识别正常与否
4、故障诊断、预料、决策对异样工况查明故障部位、性质、程度及开展趋势的预
料，并对其处理方案作出决策
四、简易的故障诊断方法
1、看 A、是否有松动、裂纹、其它损伤等；
B、检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象；
C、判定零件的磨损状况；
D、设备运行是否正常等。
2、听是否有不正常的杂音；用手锤敲是否有裂开声
4、嗅焦味、油烟味等
5、问操作人员
6、查设备运用记录
1、振动诊断技术
2、噪声诊断技术
3、温度诊断技术
4、油液分析与诊断技术
5、无损检测技术
6、水平度的检测
其次节振动诊断技术
当机械设备内部发生异样时，设备就会出现振动加剧的现象。
一、定义：
以系统在某种激励下的振动响应作为诊断信息的来源，通过对所测得的振动参量〔振动位移、速度、加速度〕进展各种处理，借助必需的识别策略，对机械设备的运行状态做出判定，进而对于有故障的设备给出故障部位、故障程度以及故障缘由等方面的信息。是应用最广泛、最普遍的诊断技术之一。
二、机械振动及其测量
〔一〕机械振动
1、物体在平衡位置旁边作往复的运动。
周期振动、非周期振动、窄带随机振动和宽带随机振动。
简谐振动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，方向总是指向平衡
位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。
2、描述机械振动的三个特征量：振幅、频率和相位
〔二〕振动测量
1、测量参数的选择：位移、速度和加速度
2、测量监测点的选择：
原那么：此点应是设备振动的敏感点；应是离机械设备核心部位最近的关键
点；应是简洁产生劣化现象的易损点；此点采集的信号应能对设备振动状态
做出全面的描述。此外，选择监测点是还应考虑环境因素的影响，尽可能的
幸免选择高温、高湿、出风口温度变更猛烈的位置作为测量点。
3、振动监测周期的确定
〔1〕定期巡检
〔2〕随机点检
〔3〕长期连续监测
4、振动监测判定标精的确定
〔1〕确定判定标准
〔2〕相对判定标准
〔3〕类比判定标准
三、振动诊断的常用仪器
1、压电加速度传感器：某些电介质当沿必需方向对其施力使其变形时，会在它的
两个外表产生符号相反的电荷，外力去除后复原不带电的状态，称为压电效应。
〔1〕应用：手提电脑的硬盘抗摔爱惜，数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并依据这些振动，自动调整相机的
聚焦。压电加速度传感器还应用于汽车平安气囊、防抱死系统、牵引
限制系统等平安性能方面。
灵敏度是压电加速度传感器应用时候要考虑到得重要因素之一。
〔2〕安装方法：
1)接受钢螺栓固定，是使共振频率能到达出厂共振频率的最好方法。
螺栓不得全部拧入基座螺孔，以免引起基座变形，影响加速度计的
输出。
2)在安装面上涂一层硅脂可增加不平整安装外表的连接牢靠性。须要
绝缘时可用绝缘螺栓和云母垫片来固定加速度计，但垫圈应尽量
簿。
3)用一层簿蜡把加速度计粘在试件平整外表上，也可用于低温〔40℃
以下〕的场合。
4)手持探针测振方法在多点测试时运用特殊便利，但测量误差较大，
重复性差，运用上限频率一般不高于 1000Hz。
5)用专用永久磁铁固定加速度计，运用便利，多在低频测量中运用。
此法也可使加速度计与试件绝缘。
6)用硬性粘接螺栓或粘接剂的固定方法也长运用。
2、电涡流传感器
涡流式传感器的变换原理，是金属导体在沟通磁场中的涡电流效应。
电涡流传感器是对金属物体的位移、振动、转速等机械量进展检测和限制的志向传感器。它具有非接触测量、线性范围宽、灵敏度高、抗干扰实力强、无介质影响、稳定牢靠、易于处理等明显优点，广泛用于冶金、化工、航天等行业中，也可用于科研和学校试验中的位移、振动、转速、长度、厚度、外表不平度等机械量的检测。汽车诊断设备
第三节温度诊断技术
温度是监测机电设备工作状态的一个重要特征量。
故障的一个明显特征就是温度的提升，同时温度的异样变更又是引发设备故障的一个重要因素。即故障↑→t↑→故障↑
测量方法：接触式测温、非接触式测温
一、接触式测温
1、热电阻
定义：电阻值随温度变更的温度检测元件。
在温度变更时本身电阻也隨之发生变更。〔热敏材料〕工业热电阻的感温部份是用电阻温度系数较大的金属丝〔如铂丝、镍丝、铜丝等〕匀整地双绕在绝
缘材料制成的骨架上。
主要特点：测温范围宽、测温精度高、运用寿命长、安装运用便利
2、热敏电阻器
定义：电阻值随其电阻体温度的变更而显著变更的热敏元件。
热敏电阻器是电阻值对温度极为敏感的一种电阻器，也叫半导体热敏电阻器。它可由单晶、多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。这种电阻器具有一
系列特殊的电性能，最根本的特性是其阻值随温度的变更有极为显著的变更，
以及伏安曲线呈非线性。
3、玻壳型NTC热敏电阻器
NTC〔Negative Temperature CoeffiCient〕是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。该材料是利用锰、铜、硅、
钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进展充分混合、成型、烧结等
工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数〔NTC〕的热敏电阻。其电阻率
和材料常数随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和构造状态不同而变更。此
时此刻还出现了以碳化硅、硒化锡、氮化钽等为代表的非氧化物系NTC热敏电
阻材料。
在电路电源接通瞬间，电路中会产生比正常工作时高出许多倍的浪涌电流，而NTC热敏电阻器的初始阻值较大，可以抑制电路中过大的电流，从而爱惜其
电源电路及负载。
当电路进入正常工作状态时，热敏电阻器由于通过电流而引起阻体温度上
升，电阻值下降至很小，不会影响电路的正常工作。
4、热电偶
有两种不同的导体组成闭合回路，当两点温度不同时，回路中有电动势产生。即热电效应。
假如热电偶的工作端与参比端存有温差时，显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动热将随着测量端温度提升而增
长，它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关，与热电极的长度、直径无关。
二、非接触式测量
依据热辐射原理进展测量
红外测量运用最广泛：定点测出远距离、小目标的相对温度，即温升。
技术范围：
测温范围：低量范： -10—200℃
灵敏度：0.5℃
频谱范围：8—14μm
区分率：低量范1℃；高量范2.5℃
零位校正：自动调整
工作距离：0-90米
环境温度：0-50℃
第四节油样分析与诊断技术
油样分析技术是—种磨损颗粒分析技术。70年头起先应用于设备运行状态监浏和故障诊断。它是依据油样中磨损物质的成分、形态、尺寸、数量等来分析设备的磨损部位、磨损类型、磨损过程和磨损程度，并可对设备故障和寿命进展预料。
油样分析：在设备不停机、不解体的状况下抽取油样，并测定油样中磨损颗粒的特性，对机器零部件磨
损状况进展分析判定，从而预报设备可能发生的故障的方法。〔一〕油样分析通常从以下几个方面进展：
〔1〕油样成分分析
〔2〕磨粒浓度分析
〔3〕磨粒形态分析
〔二〕、油样的采集
1、原那么：
〔1〕 Fe3O4始终在同一位置、同一条件、同一运行状况下采集；
〔2〕在过滤前，幸免从死角、底部采集；
〔3〕在运行时或刚停机时采集。假设在关机后采集，需油还处于热状态采样
〔4〕采油口、采油工具须干净。采油软管只用一次。
2、周期：
〔1〕新运行或大修后的设备，采样时间要短。在第一个1000小时工作时间内每隔250h采一次；
〔2〕正常运行期，每隔500h采一次；
〔3〕分析结果异样时，时间要短点。
3、采集方法：
采样主要工具是抽油泵、油样瓶和抽油软管。
〔三〕油样分析方法的分类及应用范围
油样分析：把铁质磨粒用磁性方法从油样中分别出来，在显微镜下或用肉眼干脆视察，以进展定性及定量分析。铁谱分析方法比其它诊断方法，如振动法，
性能参数法等能更加早期地预报机器的异样状态，证明白这种方法在应用上的优越性。
主要方法：
1、磁塞法
2、颗粒计数器法
3、油样光谱分析法
4、油样铁谱分析法
〔四〕油样分析仪器
1、T2FM分析式铁谱仪
在磁场的作用下，由于磨粒之间的S极与N极相互吸引，从而使它们在垂直于油液流淌方向排列成链状，而已经排列成链状的磨粒因受磁力线和磁
场梯度等作用，与其上方接着沉积并排列成链状的磨粒将会相互排斥而分
开，故磨粒链之间会保持必需的距离。
技术参数：
最大可分别颗粒≤800μm
电源: 87～240伏沟通电压50或60赫兹
尺寸: 31×46×34厘米
重量: 9.5公斤
2、YTZ-5 直读式铁谱仪
分析式铁谱仪特殊相像，它们都是利用高梯度强磁场的原理来收集润滑油样中的铁质磨粒。而不同之处在于分析式铁谱仪能在显微镜下视察探究磨
料的形貌，而直读式铁谱仪仅能测定磨粒的数量及其大致的尺寸分布。
3、旋转式铁谱仪
首先用油液注射器把的分析油样输送到置于回转圆形磁铁上方的方形玻璃基片的中心，放置在磁铁上的基片和磁场装置会一起通过传动轴由可调速
的驱动电机带动回转，使滴在基片中心的油液快速向四周流散，油液中的磨
粒在圆形磁铁磁场力和离心力的作用下，按其尺寸大小沉积排列在基片上，
分别形成内、中、外三个同心沉积圆环。然后用清洗液注射管将清洗溶剂注
入到基片上，以去除基片上的剩余油液。清洗后，接着转动谱片，以利于清
洗液快速蒸发和谱片甩干，并将磨粒固定在基片上，这样就制作成了铁谱片。
之后，可以接受光学显微镜或扫描电镜等仪器来视察磨粒形貌和分析磨粒成
分，或者接受粒子计数器来测定铁谱片上磨粒的计数指标。
4、在线铁谱仪
在线铁谱仪可以干脆安装在机器的循环润滑油路上，在现场实此时此刻线检测并实时显示润滑油中的磨粒浓度，以监测机器的状态。它克制了分析
式和直读式铁谱仪需从机器中先接受油样，再送到铁谱分析室进展分析的缺
乏。
第五节无损检测技术
一、无损检测技术概述
无损检测技术：在不破坏或不变更被检物体的前提下，利用物质因存在缺陷而使其某一物理性能发生变更的特点，完成对该物体的检测与评价的技术手段的总称。
1、缺陷的产生
〔1〕在制造过程中产生
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