设备故障诊断与维修学习提纲.doc

机电设备维修维护考纲项目一 机电设备维修的基础知识设备诊断技术、修复技术和润滑技术已列为我国设备管理和维修工作的三项基础技术。设备故障诊断是指在设备运行中或在基本不拆卸的情况下，通过各种手段，掌握设备运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测、预报设备未来的状态，从而找出对策的一门技术。设备故障诊断既要保证设备的安全可靠运行，又要获取更大的经济效益和社会效益。设备故障诊断的任务是监视设备的状态，判断其是否正常；预测和诊断设备的故障并消除故障；指导设备的管理和维修。设备故障诊断技术的发展历程：感性阶段量化阶段诊断阶段（故障诊断技术真正作为一门学科）人工智能和网络化阶段（发展方向）。1.熟悉设备、设备故障、故障诊断、状态监测及设备维修的基本概念2.设备维修技术的地位和作用3.设备维修技术的发展概况和发展趋势4.机械零件的失效及其对策5.设备维修前的准备6.设备零件修理更换的原则7.设备维修方式与修理类别8.设备修理计划的编制与实施项目二 机械设备状态监测与故障诊断技术一、状态监测了解设备故障诊断的一些基本概念和基本方法，明确设备故障诊断的重要目标状态维修。要求掌握设备与设备故障的基本概念，全面、深入了解设备故障的概念、原因、机理、类型、模式、特性、分析及管理；了解设备故障诊断的基本方法和分类；熟知设备维修方式的发展与状态维修，认识设备故障诊断技术与状态维修的“因果”关系。掌握设备故障诊断特别是振动诊断的技术基础，要求熟悉设备故障诊断技术的内容，掌握设备故障信息获取和检测方法的框架知识，了解设备故障常用的三种评定标准及相对判断标准的制定方法，熟悉故障诊断中的信号处理。掌握傅里叶变换在故障诊断中的应用。 1. 我国的维修体制也在发生着深刻而巨大的变化，已从早期的事后维修和实施多年的定期预防维修开始进入现代的预知性的视情（状态）维修。2. 实施设备状态维修的指导思想。3. 设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三个方面。其具体实施过程为信息采集、信号处理、状态识别、诊断决策。4. 设备故障信息的获取方法包括直接观测法、参数测定法、磨损残渣测定法及设备性能指标的测定。5. 设备故障的检测方法包括振动和噪声的故障检测、材料裂纹及缺陷损伤的故障检测、设备零部件材料的磨损及腐蚀故障检测及工艺参数变化引起的故障检测。6. 设备故障的评定标准常用的有三种判断标准，即绝对判断标准、相对判断标准以及类比判断标准。可用平均法制定相对判断标准。7. 从某种意义上讲，设备振动诊断的过程，就是从信号中提取周期成分的过程。组成周期成分的简谐振动可用位移、速度和加速度三个参量来表征，每个参量有三个基本要素：即频率、振幅和初相位。8. 试验数据处理的目的就是去伪存真、去粗取精、由表及里、由此及彼的加工过程，提高信噪比，找出客观事物本身的内在规律和客观事物之间的相互关系。9. 振动信号频率分析的数学基础是傅里叶变换；在工程实践中，运用快速傅里叶变换的原理制成频谱仪，这是故障诊断的有力工具二、 振动诊断方法振动诊断是目前所有故障诊断技术中应用最广泛也是最成功的诊断方法，要求掌握振动诊断的时域分析方法（包括直接观察法、概率分析法、示性指标法、时域同步平均法及相关函数诊断法）；熟知振动诊断的频域分析方法，明确频域分析的主要内容，熟练掌握各种频率项的计算或查询方法；了解振动诊断的其他方法如倒频谱诊断法、轴心轨迹等。1. 利用振动信号对故障进行诊断，是设备故障诊断方法中最有效、最常用的方法。2. 在旋转机械振动监测和故障诊断中，振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息，振动诊断的任务从某种意义上讲，就是读谱图，把频谱图上的每个频谱分量与监测的机器的零部件对照联系，给每条频谱以物理解释。3. 一台机器设备在其运转过程中会产生各种频率项，包括旋转频率项、常数频率项、齿轮频率项、滚动轴承频率项、倍乘频率项、电机频率项、皮带频率项、链频率项和谐频频率项等。4. 振动诊断的其他方法包括倒频谱诊断法、轴心轨迹等。三、 旋转机械故障诊断技术旋转机械是指齿轮箱、离心风机、离心泵、汽轮机、燃气轮机、发电机、电动机、离心压缩机、水轮机、航空发动机等机械设备，它们广泛应用于电力、石化、冶金、机械、造纸、船舶、航空以及一些军事工业部门。 掌握旋转机械典型故障如转子不平衡、转子不对中、共振、机械松动、转子摩擦、滑动轴承故障、转轴裂纹、流体动力激振、拍频振动等的机理和特征，熟练掌握滚动轴承故障诊断技术、齿轮故障诊断技术，了解电动机故障诊断技术、皮带驱动故障诊断技术。 1. 旋转机械是指齿轮箱、离心风机、离心泵、汽轮机、燃气轮机、发电机、电动机、离心压缩机、水轮机、航空发动机等机械设备。2. 不平衡是旋转机械最常见的故障。转子不平衡故障的突出表现为一倍频振动幅值大。同时会出现较小的高次谐波，使整个频谱呈所谓的“纵树形”。3. 有资料表明现有企业在役设备30%50%存在不同程度的不对中。转子不对中故障的突出表现为以二倍频和一倍频分量为主，不对中越严重，二倍频所占比例越大。4. 机械松动包括A型机械松动、B型机械松动、C型机械松动。转子摩擦产生类似于C型机械松动产生的频谱，转子失稳后时域波形严重畸变或削波。5. 滑动轴承油膜涡动是转子中心绕轴承中心转动的亚同步现象，一般涡动频率约为转速的0.400.48倍。当转子回转频率约为其一阶临界转速的两倍时，由于此时油膜涡动的涡动速度与转子的一阶临界转速相重合即产生共振，表现为强烈的振动现象，油膜可能不再具有支承能力，称为油膜振荡。6. 齿轮故障诊断技术主要是啮合频率谐频分析和边频带分析。齿轮正常，齿磨损，齿面点蚀，齿面剥落，齿轮偏心和齿隙游移，转轴上联轴节不平衡或不对中，齿轮不对中，齿断或齿裂，齿轮组合状态问题，齿摆动故障，轴承配合松动对齿轮影响等情况的特征。四、其它物理诊断方法声学监测方法、温度监测方法和其它一些无损检测技术在设备状态监测与故障诊断技术中也占有重要的地位。掌握超声和声发射诊断技术、红外测温技术、无损探伤法等内容，要求了解声学监测方法，掌握温度监测方法，了解无损检测技术。 1. 利用声响判断物品的质量是人们常用的简易方法。现代的声学监测技术已有了很大的发展，目前主要有声学和噪声监测技术，超声波检测技术和声发射技术。2. 温度是工业生产中重要的热工参数之一。简易温度监测常用接触式测温仪表；目前，非接触测温法红外测温监测技术在工业中的应用非常广泛。3. 无损检测是指对材料和零、部件进行的非破坏检测，以期发现表面和内部缺陷的一项专门技术。项目三 机电设备的拆卸与装配1. 机电设备拆卸的基本原则2. 机电设备拆卸与装配的基本方法、典型零件的拆卸与装配3. 装配精度与装配尺寸链的解算4. 零件的测绘项目四 机械零件的修复技术掌握机械零件的各种修复方法的工作原理、工具设备、修复特性及适用范围。1. 零件的机械修复法。（车、铣、刨、磨、镗、刮研等机械加工方法）2. 焊接修复技术及方法3. 热喷涂修复法4. 电镀修复法5. 胶粘修复法6. 刮研修复法等项目五 机电设备修理精度的检验1. 设备修理中常用的检验工具及仪表、研具的正确选择与使用2. 机电设备几何精度的检验方法（尺寸精度及形位精度的检验）3. 了解设备修理质量检验通用技术要求项目六 典型零部件及电器元件的维修1. 轴类零件、丝杠、箱体类零件、轴承等的修理2. 常用电器元件的维修3. 常见气故障分析与维修（数控机床电气故障的诊断与维修）4. 数控机床工作台的安装与调试维护5. 自动线的维修维护项目七 液压设备故障诊断与维修液压设备是一种流体驱动的装置，是机械设备中的重要组成部分。据有关资料统计，液压设备故障约占整个设备总故障的30%左右。除了一般机械设备的共同点外，液压设备还有其自身的特点，例如油液分析就是液压设备中一个重要而特殊的诊断参数。要求了解液压设备的失效分析，掌握液压设备故障诊断方法，熟悉油液污染分析方法，其中要重点掌握铁谱分析法。1. 液压设备是一种流体驱动的装置，是机械设备中的重要组成部分。据有关资料统计，液压设备故障约占整个设备总故障的30%左右。2. 液压元件最主要的失效机理是磨损和疲劳。3. 目前，确定液压设备状态的常用方法有功能诊断法、振动诊断法、声学诊断法和参量诊断法等。4. 油液分析包括两大内容：一是油液本身的物理化学性能分析；二是油液的污染分析。5. 油液诊断方法的基本步骤为采样、检测、诊断、预测和处理。目前已经使用或正在研究的油样分析监测方法包括油液光谱分析法、油液铁谱分析法和磁塞检查法等，近几年又出现了油液能谱分析法。6. 铁谱分析技术就是根据油液中的颗粒的浓度、形态、成分、类型、大小、分布和材料等数据信息，分析判断设备的磨损状态、磨损部位、磨损机理，进行故障诊断。附：需提交的学习资料及要求一、理论复习题1. 机械零件的失效形式有哪几大类？常用设备的维修方式有哪些？2. 机械设备拆卸和装配的一般原则是什么？3. 装配精度包括哪些内容？常用的装配方法有哪几种？各有何特点？4. 什么是修理尺寸法？修理尺寸如何确定？5. 简述金属扣合法的种类及各自的应用范围。6. 什么是热喷涂技术？它在机械设备修理中的主要用途是什么？7. 简述镀铬与铬镍热喷涂工艺的区别。8. 焊接技术有哪几种？各有何特点？9. 机电设备修理的常用工具、量具有哪些？10. 超声波探伤有哪些特点和优点？什么是无损检测技术？无损检测的方法有哪些？2、 研究性学习课题（一）课题：1.机械设备的振动诊断技术在工业设备维修中的应用2.步进电机的常见故障及维修维护3.伺服驱动的常见故障及维修维护4.变频器的常见故障及维修维护5.PLC的常见故障及维修维护6.气传动系统的常见故障及维修维护7.液压传动系统的常见故障及维修维护8.电气控制系统的常见故障及维修维护9.轴类零件的常见故障及修复方法（二）主要研究内容：1.搞清并阐述研究对象的的作用、工作原理、特点、应用等相关资料；2.具体设备可选定某种型号或规格；3.分析常见故障的形式、性质、原因、及维修维护的方法。（三）要求：1、调研充分，具有较强的检索、收集、运用相关资料的能力；2、能综合应用所学的相关知识于课题研究中；3、内容全面充实、格式规范、图文并茂、有独到见解。三、提交的学习资料及形式：1.理论复习题答案一份（手写）；2.从研究性学习课题中任选一题，也可以结合自己的工作岗位，自选有关机电设备的维修维护方面的课题，提交研究性学习论文一篇（电子稿），不少于6页A4纸。格式见附件1。发至邮箱： 注意：以上资料请于12月15日前提交，可通过辅导员转交，也可直接交任课老师。附件1：论文格式步进电机的常见故障及维修维护（题目：黑体小二，居中）一、 （标题一：黑体三号）正文（正文：宋体小四号，左对齐，首行缩进2字符，1.5倍行距）（一） （标题二：黑体小三号）1. （子