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1 第三章工程机械技术状态检测与故障诊断 2 故障是指机械技术状况恶化到一定程度的表现 即指机械运行功能的失常 诊就是指对机械状态的检测 包括各种测量 分析和诊断方法 断是指对故障的确定 包括其性质 程度 类别 部位 原因等 技术状态检测是指对机械的某些特征参数 如振动 噪音和温度等 进行测取 将测定值与正常值进行比较 从而判断机械工作是否正常及预测寿命长短 工程机械技术状态检测与故障诊断 3 工程机械技术状态检测 机械设备状态检测是运用现代分析手段 在原始的一看 二听 三检查的基础上 不需要拆卸机械 对机械运转状况进行检测和预测 从而实现机械设备的动态维修 对每台工程机械建立设备检测档案 监测工程机械设备工作状态 对存在的隐患提前预测 可避免许多机械事故的发生 对降低生产成本起不可低估的作用 故障诊断总的有以下两种方法 4 3 1工程机械技术状态检测 工程机械技术状态检测是运用各种仪器测量机械运转时的性能参数 判断机械性能状态及是否满足使用要求 通过机械设备性能参数下降程度可以决定修理类别及修理时机 发动机功率检测设备分为有负荷测试设备 如水力测功仪 电涡流测功仪等 及无负荷测试设备 无负荷加速测试仪 常用液压系统检测设备为动态压力检测系统工程机械底盘的检测 诊断常用的检测仪器有光学测量仪 五轮仪等 5 工程机械技术状态检测 检测的信息既可以用来判断机械设备的技术性能状态 也可以用来决策机械设备的维修 6 工程机械技术状态检测 状态检测与故障诊断技术的研究主要集中在以下几个方面 1 传感技术研究 传感技术是反映机械状态参数的仪表技术 国内先后开发了电涡流传感器 速度传感器 加速度传感器和温度传感器等 最近开发的传感技术有光导纤维 激光 声发射等 2 信号分析与处理技术的研究 从传统的谱分析 时序分析和时域分析 到引入一些更新的信号分析手段 如短时傅立叶分析 Wigner谱分析和小波变换等 弥补了传统分析方法的不足 3 人工智能和专家系统的研究 已成为诊断技术的发展主流 目前已有 工程机械故障诊断专家系统 4 神经网络的研究 旋转机械神经网络分类系统等的研究已经得到应用 并取得了满意的效果 5 诊断系统的开发与研究 从单机巡检与诊断到上下位机式的主从结构 直至网络为基础的分布式结构 系统的结构越来越复杂 实时性越来越高 6 专门化与便携式诊断仪器和设备的研制与开发 一 状态检测与故障诊断技术的研究方向 7 工程机械技术状态检测 1 计算机辅助检测诊断技术2 专家诊断系统3 神经网络诊断技术 二 现代检测诊断技术 8 3 2工程机械故障及诊断方法 1 工程机械使用初期阶段的故障2 工程机械正常使用阶段的故障3 工程机械使用接近大修期阶段的故障4 不同季节工程机械的故障特点 一 工程机械故障产生的阶段及特点 9 工程机械故障及诊断方法 诊断方法有很多种 常用的有两种 一种是人工直观诊断 另一种是用设备诊断 这两种诊断方法都是在不解体或拆下个别小的零件的条件下 来确定工程机械的技术状况 查明故障的部位及原因 二 工程机械故障诊断方法 10 工程机械故障及诊断方法 1 人工直观诊断由于工程机械施工时 其施工现场一般远离修理厂所 如在施工现场出现故障 往往不具备利用设备诊断的条件 这就需要维修人员凭借丰富的经验或借助于简单工具 仪器 以听 看 闻 试 摸 测 问等方法来检查寻找故障 工程机械故障诊断方法 11 工程机械故障及诊断方法 2 仪器检测法 仪器检测法即采用专门的故障检测仪来诊断系统故障 能对故障做定量的检测 3 逻辑分析 对于复杂的系统故障 常采用逻辑分析法 即根据故障产生的现象 采用逻辑分析与推理方法 渐渐接近故障的部位 最终找出产生故障的原因 4 计算机辅助测试计算机辅助测试是采用计算机采集 存储 显示 处理被测信号的一种技术 高效 准确易于存储分析 5 智能诊断技术法 工程机械故障诊断方法 12 工程机械技术状态检测 1 振动检测诊断技术工程机械应用最普遍的是振动状态检测与故障诊断技术 它利用正常机械与故障机械振动特性 位移 速度 加速度 声响等 的差异来判断故障 根据振动和声响的强度 对振动信号的测量 处理 频谱分析及识别来判断机械运行是否存在问题 依靠探寻故障部位 进而判断故障部位 原因以及劣化程度 并对故障采取相应的措施 振动检测诊断包括以下几个步骤1 对诊断对象进行必要的机理分析2 对可能的异常振动部位进行检测3 故障诊断 三 几种工程机械常规检测诊断技术与方法 13 2 油样分析 通过对机械设备润滑油或液压油性能衰减及污染变质程度的检测 可以为正确使用或更换油液以及进行维修或更换零部件提供科学可靠的依据 这种方法是通过从机械各部位中取出用过的油样进行一系列的诊断试验并加以分析 经过测量和比较油中机件磨损材料的含量 依据这些数据 来判断发动机 变速箱 终传动 液压系统及齿轮箱的磨损趋势 及时了解机械的运转情况 应用较多的有光谱分析和铁谱分析 对油液中金属杂质的检测设备有发射光谱测定仪 原子吸收光谱测定仪 铁谱仪等 14 工程机械技术状态检测 光谱分析是利用元素的原子在基态和激发态之间跃迁时要吸收或发射特点频率光量子的特性 分析油样中金属磨粒的种类 数量和增长率 从而判断配合副磨损程度和磨损趋势 光谱分析只能从磨损产物的数量中取得信息 铁谱检测技术是对油液污染度的检测 主要是能根据污染物颗粒的性状与机械设备的磨损状况进行检测 铁谱技术既反映磨损程度及趋势 又能够揭示磨损的形式及部件 铁谱分析是利用磁场将油中金属磨粒分离出来 按序排列用以观察和分析磨粒的种类 数量 尺寸 尺寸分布和形貌 从而判断配合副的磨损程度和磨损性质 铁谱分析除了磨损产物数量之外 还可以通过磨粒形貌取得磨损性质的信息 因而比光谱分析更加敏锐 以内燃机为动力的工程机械 由于内燃机燃烧情况和往复运动质量对振动的影响很大 通过振动检测以判断故障的难度很大 另外 在机械零件失效的各种原因中 磨损占80 以上 因而以磨损为检测对象的油样分析技术更具有针对性 几种工程机械常规检测诊断技术与方法油样分析 15 几种工程机械常规检测诊断技术与方法 用各种仪器测量机械运转时的性能参数 从而判断机械性能降低程度以及机械能否满足使用要求 通过机械设备性能参数下降程度来决定它何时修理是最直接 可靠的 如采用功率检验设备测量发动机的功率 用光学测量仪 五轮仪等检测 诊断工程机械底盘等 3 机械性能测试 16 几种工程机械常规检测诊断技术与方法 反映液压系统工作状态的参数是系统的工作压力 温度 流量和泵组功率等 系统工作过程中出现的任何问题都直接或间接地与这几个参数有关 液压系统故障的表现形式多种多样 原因复杂多变 同一故障原因可能导致不同的故障现象 而同一故障现象又可能对应着多种不同的原因 例如 油液的污染可能导致液压系统压力 流量等方面不同类型的故障 这给液压系统的故障诊断带来极大的困难 4 液压系统工作状态的参数法诊断 17 几种工程机械常规检测诊断技术与方法 系统参数都工作在设计和设定值附近 超过范围 可以认为故障已经发生或将要发生 在液压元件和液压系统的性能测试中 常见的测量指标有压力 温度 流量以及其他响应类型的参数 在测量这些参数的基础上 结合逻辑分析法 即可快速准确地找出故障所在 参数测量法不仅可以诊断系统故障 而且还能预报可能发生的故障 即液压系统状态的监测 并且这种预报和诊断都是定量的 大大提高了诊断的速度与准确性 液压系统工作状态的参数法诊断1 参数法诊断故障原理 18 几种工程机械常规检测诊断技术与方法 对设备具体工作情况的了解 检查 判明液压系统的工作条件和外围环境状况 区域判别 掌握故障种类进行综合分析 建立系统参数运行记录表 验证可能故障的原因时 一般从最可能的故障原因或最易检验的地方开始 这样可降低拆卸的盲目性和二次故障的发生率 减少拆装工作量 提高诊断速度 液压系统工作状态的参数法诊断2 参数法诊断液压系统故障的步骤 19 工程机械技术状态检测 1 专业化的诊断与简易诊断仪器的推广普及相结合2 制订诊断技术标准1 全寿命跟踪统计法2 试验室强化试验法3 生产统计法4 采用相对标准3 在选购仪器时要仔细调查 认真比选4 确定合理的诊断周期T 0 75 0 9 MTBF式中 MTBF 故障间隔平均时间T 诊断周期 四 故障诊断技术需注意的问题 20 工程机械技术状态检测 一 机械设备运行状态参数检测仪机械设备运行状态参数一般包括 温度 压力 流量 转速 噪声 振动 油质等 相应的有单项测试仪和综合性测试仪 正确地选用这些仪器 能有效地收集 记录有关机