设备故障诊断与维修(33)

1、设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 任课教师：常京龙任课教师：常京龙 联系电话：联系电话邮箱：邮箱： QQ号码：号码：750122104750122104设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 根据成人教育实际，充分发挥现代通讯技术的优根据成人教育实际，充分发挥现代通讯技术的优势，达到方便学员学习，激发学习兴趣，提高学习效势，达到方便学员学习，激发学习兴趣，提高学习效果的目标果的目标,本课程采用网络教学。本课程采用网络教学。 教学课件设计链接有关在线视频案例或教程，更教学课件设计链接有关在线视频案例或教程，更好帮助学员学习，以达到简单、明确、生动、形象的好帮助学员学习

2、，以达到简单、明确、生动、形象的教学效果。教学效果。授课方式授课方式设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 本课程共安排授课本课程共安排授课60学时，其中包括课件远程教学时，其中包括课件远程教学学12次，面授辅导次，面授辅导2次，考试一次。次，考试一次。 本课程考核方法：平时作业本课程考核方法：平时作业20%，面授出勤，面授出勤20%，期末考试期末考试60%。 每次课时均留有作业，学员应按时完成，面授辅每次课时均留有作业，学员应按时完成，面授辅导时学员上交作业。导时学员上交作业。 要求学员平时认真学习，勤于思考，按时完成作要求学员平时认真学习，勤于思考，按时完成作业，保证面授辅导时间。业，保证面

3、授辅导时间。授课安排和要求授课安排和要求设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 任何设备在使用过程中不可避免会发生故障，从任何设备在使用过程中不可避免会发生故障，从而影响设备正常运行，造成经济损失，甚至产生严重而影响设备正常运行，造成经济损失，甚至产生严重的安全事故。的安全事故。 如何预防、减少和避免故障的发生是人们一直在如何预防、减少和避免故障的发生是人们一直在思考的重大课题，思考的重大课题，设备故障诊断与维修是行之有效的设备故障诊断与维修是行之有效的重要手段。重要手段。课程简介课程简介设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 设备故障诊断与维修通过设备状态监测，既根据设备故障诊断与维修通过设备状

4、态监测，既根据主要特征状态参数判断设备正常或故障，在设备状态主要特征状态参数判断设备正常或故障，在设备状态检测基础上，分析确定故障的性质、类别、部位、程检测基础上，分析确定故障的性质、类别、部位、程度、原因及发展趋势，并对设备进行合理维修，保证度、原因及发展趋势，并对设备进行合理维修，保证设备正常运行，减少损失，避免事故发生。设备正常运行，减少损失，避免事故发生。课程简介课程简介设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 设备故障诊断设备故障诊断与维修是与维修是综合了现综合了现代检测技术、传感代检测技术、传感器技术、识别理论、器技术、识别理论、计算机技术和现代计算机技术和现代机械等多学科成就机械等多

5、学科成就基础上发展起来的基础上发展起来的综合性崭新科学。综合性崭新科学。 设备故障诊断与维修已经进入工程应用阶段，技设备故障诊断与维修已经进入工程应用阶段，技术日益成熟，应用范围日趋广泛，产生深远影响。术日益成熟，应用范围日趋广泛，产生深远影响。 课程简介课程简介设备故障诊断与维修设备故障诊断与维修 本课程首先学习设备故障诊断与维修概述，本课程首先学习设备故障诊断与维修概述，然后学习设备故障主要方法，既振动诊断技术然后学习设备故障主要方法，既振动诊断技术和油样声光诊断技术，在此基础上学习机械设和油样声光诊断技术，在此基础上学习机械设备的拆卸、清洗和检查，零件的测绘方法和修备的拆卸、清洗和检查，

6、零件的测绘方法和修复技术及装配，最后通过数控机床故障诊断和复技术及装配，最后通过数控机床故障诊断和维修的学习，全面训练学员的分析问题和解决维修的学习，全面训练学员的分析问题和解决问题能力，强化学员职业能力，提高学员综合问题能力，强化学员职业能力，提高学员综合职业素质。职业素质。 下面我们学习第一章下面我们学习第一章课程简介课程简介第一章第一章 绪论绪论故障定义：故障定义： 整机或零部件在规定的时间和使用条件下不能完整机或零部件在规定的时间和使用条件下不能完成规定的功能，或各项技术经济指标偏离了它的正常成规定的功能，或各项技术经济指标偏离了它的正常状况，但在某种情况下尚能维持一段时间工作，若不状

7、况，但在某种情况下尚能维持一段时间工作，若不能得到妥善处理将导致事故。能得到妥善处理将导致事故。 例如:某些零部件损坏、磨损超限、“焊缝开裂、螺栓松动，使工作能力丧失；发动机的功率降低;传动系统失去平衡和噪声增大;工作机构的工作能力下降;燃料和润滑油的消耗增加等，当其超出了规定的技术参数时，即发生了故障。 第一章第一章 绪论绪论冬奥会温哥华开幕冬奥会温哥华开幕 点火仪式现机械故障点火仪式现机械故障(红圈所红圈所 示处示处)故障案例故障案例 冬奥会温哥华开幕冬奥会温哥华开幕 点火仪式点火仪式机械故障属于在规定的时间和使机械故障属于在规定的时间和使用条件下不能完成规定的功能。用条件下不能完成规定的

8、功能。 该故障对温哥华冬奥会该故障对温哥华冬奥会造成不良影响。造成不良影响。 日本丰田公司日本丰田公司“刹车门刹车门”事事件则为尚能维持一段时间工作，件则为尚能维持一段时间工作，若不能得到妥善处理将导致事故。若不能得到妥善处理将导致事故。 “刹车门刹车门”事件给日本事件给日本丰田公司带来严重危机丰田公司带来严重危机第一章第一章 绪论绪论故障诊断定义：故障诊断定义： 通过人的感官或测量仪器得到反映机电设备的故通过人的感官或测量仪器得到反映机电设备的故障状况及特征的信息，确定故障所在的位置和程度就障状况及特征的信息，确定故障所在的位置和程度就是故障诊断是故障诊断 在机电设备维修中，研究故障的目的是

9、要查明故障模式，研究故障机理，探求减少故障发生的方法，提高机电设备的可靠程度和有效利用率。同时，把故障的影响和结果反映给设计和制造部门，以便采取措施。 第一章第一章 绪论绪论故障率：故障率： 指在每一个时间增量里产生故障的次数，或者在时间指在每一个时间增量里产生故障的次数，或者在时间 t 之之前尚未发生故障，而在随后的前尚未发生故障，而在随后的dt时间内可能发生的故障的条件时间内可能发生的故障的条件概率。概率。 故障率为在某一瞬时可能发生的故障相对于该瞬时无故障故障率为在某一瞬时可能发生的故障相对于该瞬时无故障概率之比。概率之比。 1.11.1故障率故障率第一章第一章 绪论绪论根据不同变化规律

10、，故障率分为以下四种类型根据不同变化规律，故障率分为以下四种类型 1.1.常数型常数型 2.2.负指数型负指数型 3.3.正指数型正指数型 4.4.浴盆曲线型浴盆曲线型1.1.1故障率类型故障率类型第一章第一章 绪论绪论1.常数型常数型 故障率基本保持不变，是一个常数，故障率基本保持不变，是一个常数，它不随时间而变化。它不随时间而变化。 这是最常见的一种类型这是最常见的一种类型 此时的机械设备或零部件均未达到使此时的机械设备或零部件均未达到使用寿命，不易发生故障，但某种原因也会用寿命，不易发生故障，但某种原因也会导致发生故障，且有随机性导致发生故障，且有随机性. 在严格操作、加强维护保养的情况

11、下在严格操作、加强维护保养的情况下将会随时排除故障，因此故障率很小。将会随时排除故障，因此故障率很小。 1.1.1故障率类型故障率类型常数型故障曲线第一章第一章 绪论绪论2.2.负指数型负指数型 又称渐减型。又称渐减型。 机械设备投人运转的初期故机械设备投人运转的初期故障率很高随着时间的推移，经过障率很高随着时间的推移，经过运转、运转、“磨合、调整，故障逐个磨合、调整，故障逐个暴露并被排除后，故障率由高逐暴露并被排除后，故障率由高逐渐降低，并趋于稳定，成为负指渐降低，并趋于稳定，成为负指数型故障率曲线。数型故障率曲线。 原因：使用了质量粗劣的零原因：使用了质量粗劣的零件，或制造中工艺疏忽，或装

12、配件，或制造中工艺疏忽，或装配质量不高，还有设计、保管、运质量不高，还有设计、保管、运输、操作等。输、操作等。 1.1.1故障率类型故障率类型负指数型故障曲线第一章第一章 绪论绪论3.3.正指数型正指数型 又称渐增型。又称渐增型。 故障急剧增多，其故障故障急剧增多，其故障率曲线是正指数型率曲线是正指数型; 渐进性故障的故障率属于渐进性故障的故障率属于这种类型这种类型 原因：原因： 机械设备或零部件随着时机械设备或零部件随着时间的增长，逐渐发生磨损、腐间的增长，逐渐发生磨损、腐蚀、疲劳等。蚀、疲劳等。 1.1.1故障率类型故障率类型正指数型故障曲线第一章第一章 绪论绪论4.4.浴盆曲线型浴盆曲线

13、型 浴盆曲线型是最常见的浴盆曲线型是最常见的一种故障率类型。一种故障率类型。 包括前述的三种类型，包括前述的三种类型，而成一条浴盆曲线，而成一条浴盆曲线， 曲线划分成早期故障曲线划分成早期故障 (初始故障初始故障)、随机故障、随机故障(偶发偶发故障故障)、耗损故障、耗损故障(衰老故障衰老故障)三个阶段。三个阶段。1.1.1故障类型故障类型浴盆曲线型故障曲线第一章第一章 绪论绪论5.5.浴盆曲线型特点浴盆曲线型特点1)早期故障期早期故障期 它相当于机电设备安装试车后，经过磨合、调整将进入正常工作阶段。它相当于机电设备安装试车后，经过磨合、调整将进入正常工作阶段。 若进行大修或技术改造后，早期故障

14、期将再次出现。若进行大修或技术改造后，早期故障期将再次出现。2)随机故障期随机故障期 此时期是机电设备的最佳工作期。此时期是机电设备的最佳工作期。3)耗损故障期耗损故障期 机械设备或零部件经长期运转，磨损严重，产生故障的机会增大机械设备或零部件经长期运转，磨损严重，产生故障的机会增大 。 在这一时期出现前进行预防维修，或在这一时期刚出现时就进行小修，在这一时期出现前进行预防维修，或在这一时期刚出现时就进行小修，防止故障大量出现，降低故障率和减少维修工作量。防止故障大量出现，降低故障率和减少维修工作量。1.1.1故障类型故障类型)0(1tt )0(1tt )0(1tt )0(1tt 第一章第一章

15、 绪论绪论 它是可修复机电设备和零部件在相邻两次故障间隔内正常它是可修复机电设备和零部件在相邻两次故障间隔内正常工作时间的平均值。工作时间的平均值。 例如某设备工作了例如某设备工作了1000小时后发生了第一次故障，工作了小时后发生了第一次故障，工作了2000小时后发生了第二次故障，工作了小时后发生了第二次故障，工作了2400小时后发生了第三小时后发生了第三次故障。次故障。 则该机械设备的平均故障间隔时间为则该机械设备的平均故障间隔时间为 （1000+2000+2400）/3=1800 平均故障间隔时间愈长，说明愈可靠。平均故障间隔时间愈长，说明愈可靠。1.1.2平均故障间隔时间平均故障间隔时间

16、第一章第一章 绪论绪论 故障理论揭示了机械设备在使用过程中有关故障故障理论揭示了机械设备在使用过程中有关故障的规律。的规律。 它包括它包括 1.故障统计分析故障统计分析 (故障宏观理论故障宏观理论) 2.故障物理分析故障物理分析 (故障微观理论故障微观理论)。1.2故障理论故障理论第一章第一章 绪论绪论 它是应用可靠性理论，运用统计技术和方法，从宏观现象上，定性和定它是应用可靠性理论，运用统计技术和方法，从宏观现象上，定性和定量地描述、分析机电设备运动过程的模型、特点和规律性。量地描述、分析机电设备运动过程的模型、特点和规律性。 故障统计分析可以对机械设备的结局作出规律性的大致描述，提供信息，

17、故障统计分析可以对机械设备的结局作出规律性的大致描述，提供信息，反映主要故障问题，但不能揭示事故的根本原因。反映主要故障问题，但不能揭示事故的根本原因。 故障统计分析包括故障的分类、故障分布和特征量、故障逻辑决断等故障统计分析包括故障的分类、故障分布和特征量、故障逻辑决断等。1.2.1故障统计分析故障统计分析第一章第一章 绪论绪论 它用先进的测试技术和理化方法，从微观和亚微观的角度分析研究故障它用先进的测试技术和理化方法，从微观和亚微观的角度分析研究故障从发生到形成的过程，以及故障的机理、形态、规律及其影响因素。从发生到形成的过程，以及故障的机理、形态、规律及其影响因素。 故障物理分析包括故障

18、机理和故障形态两个方面。故障物理分析包括故障机理和故障形态两个方面。 故障机理和故障类型的分析是制定维修策略故障机理和故障类型的分析是制定维修策略 的依据，是维修技术的基的依据，是维修技术的基础理论，对维修技术的应用和发展有重要的影响。础理论，对维修技术的应用和发展有重要的影响。1.2.2故障物理分析故障物理分析 第一章第一章 绪论绪论 机械故障诊断的基本方法可按不同的观点来分类机械故障诊断的基本方法可按不同的观点来分类 一、按诊断方法的难易程度可分为：一、按诊断方法的难易程度可分为： 简易诊断法简易诊断法 精密诊断法精密诊断法; 二、是按诊断的测试手段主要分为二、是按诊断的测试手段主要分为

19、直接观察法直接观察法 振动噪声测试法振动噪声测试法 无损检法无损检法 磨损物测定法磨损物测定法 机器性能参数测定法。机器性能参数测定法。1.3故障诊断的方法故障诊断的方法第一章第一章 绪论绪论 汽车电器故障诊断方法在线视频汽车电器故障诊断方法在线视频 观看方法：观看方法： 在观看放映状态点击本页图片，在观看放映状态点击本页图片， 出现出现“课件视频素材课件视频素材”专辑，专辑， 再选择感兴趣的课件视频素材点击既可在线观看再选择感兴趣的课件视频素材点击既可在线观看要求重点观看要求重点观看“汽车电器故障诊断汽车电器故障诊断”素材素材 该视频即可帮助深刻理解故障诊断方法，又可以应用于生该视频即可帮助

20、深刻理解故障诊断方法，又可以应用于生活实际。活实际。1.3故障诊断的方法故障诊断的方法第一章第一章 绪论绪论 简易诊断法主要采用便携式的简易诊断仪器，如测振仪、声级计、工业简易诊断法主要采用便携式的简易诊断仪器，如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外点温仪等对设备进行人工巡回监测，根据设定的标准或人的经内窥镜、红外点温仪等对设备进行人工巡回监测，根据设定的标准或人的经验分析，判断设备是否处于正常状态。验分析，判断设备是否处于正常状态。 若发现异常则通过监测数据进一步了解其发展的趋势。因此，简易诊断若发现异常则通过监测数据进一步了解其发展的趋势。因此，简易诊断法主要解决的是状态监测和一般的趋势预报问

21、题。法主要解决的是状态监测和一般的趋势预报问题。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.1简易诊断法第一章第一章 绪论绪论 精密诊断法是对己产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手精密诊断法是对己产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手肆肆 (包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等)进行综合分析，以了解故障进行综合分析，以了解故障的类型、程度、的类型、程度、部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。 精密诊断法主要解决的问题是分析故障原因和较准确地确定发展趋势。精密诊断法主要解决的问题是分析故障原因

22、和较准确地确定发展趋势。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.21.3.2精密诊断法精密诊断法第一章第一章 绪论绪论 直接观察法如直接观察法如 “听、摸、看、闻听、摸、看、闻”一直沿用至今，一直沿用至今， 光纤内窥镜、电子听诊仪、红外热像仪、激光全息摄影等光纤内窥镜、电子听诊仪、红外热像仪、激光全息摄影等现代手段，使之成为一种有效的诊断法。现代手段，使之成为一种有效的诊断法。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.31.3.3直接观察法直接观察法第一章第一章 绪论绪论 振动、噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、振动、噪声的强弱及其包含的主要频率成分和故障的类型、程度

23、、部位及原因等有着密切的联系。程度、部位及原因等有着密切的联系。 因此利用这种信息进行故障诊断是比较有效的方法，也是因此利用这种信息进行故障诊断是比较有效的方法，也是目前发展比较成熟的方法，特别是振动法。目前发展比较成熟的方法，特别是振动法。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.41.3.4振动噪声测试法振动噪声测试法第一章第一章 绪论绪论 无损检验是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机无损检验是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机械零部件缺陷的方法。械零部件缺陷的方法。 它使用的手段包括超声波、红外线、它使用的手段包括超声波、红外线、X X射线、射线、Y Y射线、声发射线、

24、声发射、渗透染色等。射、渗透染色等。 这一套方法目前已发展成一个独立的分支，在检验由裂纹、这一套方法目前已发展成一个独立的分支，在检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.51.3.5无损检测无损检测第一章第一章 绪论绪论 机器的润滑系统或液压系统的循环油路中携带着大量的磨损残余物机器的润滑系统或液压系统的循环油路中携带着大量的磨损残余物 。 它们的数量、大小、几何形状及成分反映了机器的磨损部位、程度和性它们的数量、大小、几何形状及成分反映了机器的磨损部位、程度和性质，根据这些信息可以有效地诊

25、断设备的磨损状态。质，根据这些信息可以有效地诊断设备的磨损状态。 目前磨损残余物测定方法在工程机械和汽车、飞机发动机监测方面已取目前磨损残余物测定方法在工程机械和汽车、飞机发动机监测方面已取得了良好的效果。得了良好的效果。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.61.3.6无损残物测定法无损残物测定法第一章第一章 绪论绪论 机器的性能参数主要包括反映机器主要功能的一些数据，如泵的扬程、机器的性能参数主要包括反映机器主要功能的一些数据，如泵的扬程、机床的精度、破碎机的粒度、压缩机的压力和流量以及内燃机的功率和耗袖机床的精度、破碎机的粒度、压缩机的压力和流量以及内燃机的功率和耗袖量等。量等

26、。 这些数据一般可以直接从机器的仪表上读出，由此可以判定机器的运行这些数据一般可以直接从机器的仪表上读出，由此可以判定机器的运行状态是否离开正常范围。状态是否离开正常范围。 机器性能参数测定方法主要用于状态监测或作为故障诊断的辅助手段。机器性能参数测定方法主要用于状态监测或作为故障诊断的辅助手段。1.31.3故障诊断的方法故障诊断的方法1.3.71.3.7机器性能参数测定法机器性能参数测定法第一章第一章 绪论绪论1.41.4开展设备开展设备故障诊断的重大意义故障诊断的重大意义1.预防事故，保证人身和设备的安全预防事故，保证人身和设备的安全2.推动设备维修制度的改革推动设备维修制度的改革 设备维修制度共有以下三种。设备维修制度共有以下三种。 (1)事后维修制度事后维修制度 (2)预防维修制度预防维修制度