机械故障诊断—Ch08 温度诊断技术.ppt

Ch8温度诊断技术、机械故障诊断使用ch8温度诊断技术(机械设备故障的“热信号”)，可以查找部件故障并诊断热应力引起的各种故障。因此，在故障诊断中监视零件的温度与在医学诊断中测量体温有很相似的作用。ch8温度诊断技术，机械故障诊断以温度、温差、温度场、热成像等热参数为测试对象的Ch8温度诊断技术，测试原理基于部件的热传导、热扩散或热容量等热性能变化，有多种方法来检测故障热信号。热诊断可分为手动和主动两类，具体取决于错误热信号的获取方法。手动温度诊断通过部件本身的热量获取故障信息，该热量可应用于静态或工作部件的故障诊断。主动温度诊断通常只适用于静态零件的故障诊断，在被测试零件上人工注入特定热量后，获取故障信息。Ch8温度诊断技术，机械故障诊断由于手动温度诊断，Ch8温度诊断技术不需要外部热源，可以使用常规温度计，适用于各种状态部件的热故障诊断，可以作为当前温度诊断的主要方法。主动温度诊断法由于热源和温度测量仪比较贵，在生产现场使用不方便，目前国内还没有普遍使用。主要用于航空及航天产业中材料缺陷检测和机械零件故障检测。但是随着温度测量新技术的发展，主动温度诊断法庭将继续扩大其应用范围。Ch8温度诊断技术，机械故障诊断-ch8温度诊断技术，温度诊断是从手动温度测量和主观判断开始的故障诊断的第一实用步骤，随着温度测量和计算机技术的发展，测试手段不断更新，诊断原理不断改进，应用范围不断扩大。目前，红外、光纤、激光等温度测量新技术的引进正在扩大，计算机可用于机械热负荷的动态参数测量、数据处理和故障分析研究，不仅用于发现机器的各种热故障，还可用于弥补射线、超声波、涡流等无损检测方法的不足，监控机器内部各种故障风险。根据多种研究和应用案例，温度诊断是当前故障诊断中最实用、最有效的诊断技术之一。Ch8温度诊断技术，机械故障诊断-ch8温度诊断技术，8-1温度诊断技术的基本原理，8-2热电偶和热电阻温度测量，8-3红外测温计，手动温度诊断方法各种机械或电气设备，无论部件是静态还是动态，由于活动部件和固定部件之间的摩擦，导致电流或接触热源等原因。如果零件超过温度上升限制，则会发生热变形、热膨胀、切削、燃烧、裂纹、泄漏、接头等热故障。由于高温损坏的复杂性，在没有有效的高温材料的情况下，采用了防止高温损坏的可靠措施和限制零件设计工作温度的方法。因此，零件的温度总是在低于额定温度的特定温度下达到饱和，以确保零件的正常服务。例如，电动机轴承从起动到温度饱和的温升曲线。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、手动温度诊断、机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、手动温度诊断方法许多受损身体的温度上升总是发生在故障发生之前。通常，如果零件温度超过其额定工作温度，发生急剧变化，则表明故障的存在和恶化。因此，可以监控零件的工作温度，根据测量值是否超过温度升高限制来确定技术状态。例如，根据马达轴承温度记录曲线，您可以确认轴承发生了热错误。、机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、手动温度诊断方法、机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、手动温度诊断方法还绘制了收集的温度数据，可以利用该直线的斜率，逐点分析零件的温度趋势；求出这条直线的斜率值后，计算出某一时刻的温度值，并将此温度值与零件允许的最大温度限制进行比较，即可预测零件的实际温度波动余量，以发出必要的警报。温度变化太快，可能发生不可修复的故障，机器可以停止工作。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、2主动温度诊断法主动温度诊断法人工将特定热量注入零件后，使用探针仪器测量通过零件的热量变化，并判断零件内部的缺陷或损坏。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，2活性温度诊断是，热源的辐射波均匀进入零件表面时，部分辐射反射，剩余辐射波被机器零件吸收，吸收的辐射再次内外扩散的事实，零件没有损伤或缺陷的同质体的表面温度分布均匀。如果部件存储在绝热损坏或缺陷中，吸收的辐射波将累积在损坏或缺陷部分，反射在机器表面的温度场将在损坏或缺陷的相应部分产生“热点”。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，如果部件中存储的损坏或缺陷是导热系数，则注入的辐射波在损坏或缺陷中的传导速度比其他部分快，从而在损坏或缺陷的相应部分形成“冷点”。根据零件内部具有不同特性的损坏或缺陷，零件的热传导特性会发生变化的原则，很明显可以判断零件内部不同的故障危险零件和程度。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，2主动温度诊断方法应有效利用热源，为减少机械零件表面温度测量误差，尽量减少反射波，增加入射波。受测试零件的温度上升限制在一定范围内，普通金属零件的最高温度为60 80 ，非金属零件为35 60 。损坏或缺陷部位引起的温差仅在几度以内，因此，温度测量仪必须能够区分0.2 左右的温差。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、2主动温度诊断方法、主动湿度诊断对零件厚度和材料的导热系数有要求，如果板材太厚或材料的导热系数太高，可能会影响检测灵敏度。通常，薄板或铝合金板连接处的热传导性很强，结果温差很快就达到了平衡，测试效果不好。此方法用于其他金属或非黄金金属接头零件测试，可获得理想的结果。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、2用于主动温度诊断主动温度诊断的热源可以是热空气喷射、等离子喷涂、火焰加热、感应加热线圈、红外线灯、弧光灯、激光和电气技术等。选择热源时，必须根据被测试零件的材料特性和特定技术条件简单快速地加热零件，以减少测量误差。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、3温度诊断可能发现的常见故障多部件在工作中同时起到外力和温度场的作用，并且可以通过外部和热交换热系统中的热应力说明载荷状态。例如，内燃机的活塞、气缸和气缸盖、燃气轮机的叶片和转子不仅受到外力，还受到传热现象产生的应力和变形。机器运转或运转时，其部件从高温热源吸收热量，形成随时间变化的温度分布不均。同时，框架之间的相互接触、框架本身的复杂接合机器以及内部或外部的相互约束会导致热应力。热应力是零件高温变形、高温变形、热疲劳、热破坏、切削和燃烧等各种形式热故障的根本原因，异常温度也是机械流体系统油老化和劣化的重要原因之一。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，3温度诊断可以发现的常见故障，因此，通过温度监测，可以确定机器各种热故障的位置和原因。温度诊断可以发现的常见缺陷可以概括为以下类别：1发热量以上内燃机，如果加热炉内燃烧异常，盘柜表面将出现温度分布不均的情况。如果在外壳的适当部分安装了特定数量的温度传感器，则通过该温度输出的扫描记录，可以确定温度分布的不均匀性或变化过程，从而找出异常热值障碍。机械故障诊断-8-1热诊断技术的基本原理、3热诊断可能发现的常见故障2液体系统故障液压系统、润滑系统、冷却系统和燃料系统等流体系统，经常因泵故障、传输不良、管道、阀门或过滤器关闭、热开关损坏等原因导致相应零件的表面温度上升。通过温度监控，在流体系统中很容易确定这种故障的原因。3滚动轴承损坏滚动轴承部件损坏，接触表面擦伤，烧伤；由于磨损导致的面接触等原因一起失败时，内部热值增加，内部热值增加，轴承座表面温度增加。因此，通过轴承内部或外部的温度监控，可以发现轴承损坏错误。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，3温度诊断可以发现的常见故障4隔热材料的损坏各种高温设备中耐火衬里的裂纹和绝热层的损坏将表明局部过热和过冷点。使用红外热成像显示的图像很容易找到那种耐火材料或隔热材料的损坏部位。5污染物的积累由于管道内有水垢、锅炉或烟囱内有残渣堆积、腐蚀性污染物积累等异常情况，导致隔热层厚度的变化，从而改变了这些设备外表面的温度分布。热成像扫描方法可以发现这些异常。机械故障诊断-8-1热诊断技术的基本原理，3热诊断中可能发现的常见故障6机器内部故障部件内部故障，缺陷部分通过切断或传导均匀热流形成“热点”，或形成“冷点”，使热疏散“冷点”，从而检测机器表面温度场中局部微量温度的变化，例如典型腐蚀、破裂、薄堵塞和泄漏等部件内部故障7电气部件缺陷电气部件接触不良会增加接触电阻，电流通过时会增加热量，从而导致局部过热。相反，整流器、晶闸管等装置损坏后，不会再产生热，从而产生冷点。因此，通过使用红外热成像设备进行扫描，可以调查高压输电线的电缆、连接器、绝缘体、电容器、变压器和电网等电气部件和设备的故障。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，可以发现3温度诊断的常见缺陷8非金属零件的缺陷碳化硅陶瓷管换热器管壁存在分层缺陷，热传导率特性发生变化，热传导率与温度梯度相关，通常每10%的变化就可以获得约1 的温差变化。像这样的非金属零件的热传导特性异常通过快速红外热像设备查明，并发现故障的危险。、机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理，3温度诊断可发现的常见故障9疲劳过程红外温度检测技术还可以确定裂纹和裂纹扩展，持续监测裂纹的发生过程，确定工作表面或表面附近零件的裂纹及其位置。美国已经开发了用于接近疲劳裂纹及表面缺陷的红外检测系统。该系统实时显示了正在检查的飞机、导弹部件出现裂痕的位置。中国科学院金属研究所在高速旋转弯曲疲劳过程中，从多种金属材料的红外辐射能量变化中获得了材料在疲劳过程中的运动图像。研究结果表明，疲劳破坏的温度上升与疲劳超载有关，使用红外检测方法可以预测疲劳超载、早期疲劳裂纹产生和疲劳破坏警报。对高速旋转部件的故障检测及裂纹增值研究也证明了其价值，温度诊断应用范围进一步扩大。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、4温度诊断的温度测量类型和仪表，根据温度诊断过程中使用的各种故障的温度测量形式，可以概括为温度诊断的温度测量两种类型。1零件温度测量主要是测量各种零件(例如活塞、活塞环、气缸壁、气缸盖、排气阀和阀座、喷油器、换热器、齿轮、轴承和电气零件、装置等)、零件的表面温度和体内温度。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、4温度诊断的温度类型和仪表2流体温度测量主要是对稳定、缓慢的温度测量、动态温度测量等机械系统中各种流体介质的温度进行测量；后者是指随着时间发生急剧变化的温度，如燃烧火焰温度、气体温度、排气温度等。各种部件温度测量和流体介质温度测量都是利用物体热膨胀、热电转换、热阻、热辐射和熔点、硬度、颜色等温度变化的物理效果和化学效果进行的。用这种原理制成的温度测量仪很多，常用的温度测量仪见表。机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、4温度诊断的温度测量类型和仪器、机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、4温度诊断的温度测量类型和仪器、机械故障诊断-8-1温度诊断技术的基本原理、油污染度评估反映了系统或部件对颗粒污染物的危害，单位容积油中的固体颗粒，机械故障诊断-8-2热电偶和热阻温度测量，常用油污染度评价方法1计量方法是测量单位容积油中颗粒污染物的重量，不反映污染物的特性、大小和分布，而是反映油中污染物总量的值。L00ml油样品通过0.45m光圈通过预先计量的干燥胶片，污染物留在胶片上，用溶剂冲洗胶片上的油，干燥时胶片的重量增加克(1.45 m)是污染物粒子的重量。如果将产生的污染物粒子的重量和油污染也与重量分断标准进行比较，油的污染也可以确定等级。机械故障诊断-8-2热电偶和热阻温度测量，常用油污染度评价方法2反法粒子系数法测量单位容积油中颗粒污染物的大小和分布，表示油的污染度等级。计算方法有光学显微镜和自动计算方法。机械故障诊断-8-2热电偶和热阻温度测量，常用油污染度评价方法3光测量法用可见光照射油，用光接收器接收油中污染物的存在导致吸收、散射或反射，因此可以接受光接收器的透射光，转换为电信号，即油污染程度。但是每种油都有颜色差异，即使是相同的模型油，使用后颜色也会变深。因此，如果只用透射光探测，结果的可比性就会下降。光学测量法的仪器精巧，易于使用，结果明确，可用于监测石油污染的发展趋势。机械故障诊断-8-2热电偶和热阻温度测量，常用油污染度评价方法4电测法电测法是检测油的电化学性能，分析油污染状况。可以分为电容法和电阻法。1电容方法作为基因组污染油，根据污染物水平，油的介电常数不同，电容变化的测定(与相同类型的新油相比)，可以知道油的污染状况。2电阻法油电阻率的大小与其中的水分、杂质含量和温度有关，在一定温度下测定油电阻值的大小，就可以知道油污染状况。机械故障诊断-8-2热电偶和热阻温度测量，常用油污染度评价方法5沉淀法污染的油通过小间隙或过滤器，固体颗粒引起压差和流量相应变化的压差和流量相应变化，其变化量取决于油污染的程度。使用过滤器作为检测因素时，沉积方法可分为差压常数测量和恒定流量测量两种。机械故障诊断-8-2热电偶和热阻温度测量，常用油污染度评价方法6合成方法是通过物理、化学分析和比较观察方法综合评价油质量。为了便于现场使用，经常将各种探测器