1、设备状态监测与故障诊断冶金设备研究所冶金设备研究所 李友荣李友荣办公地点：教一楼五楼办公地点：教一楼五楼510室室电话：电话：68862292原国务委员陈至立、原教育部长周济视察实验室 教材教材1、机械故障诊断基础廖伯瑜主编，冶金工业出版社，、机械故障诊断基础廖伯瑜主编，冶金工业出版社，200520052 2、机械设备故障诊断技术及方法张来斌机械设备故障诊断技术及方法张来斌 王朝晖王朝晖 等等 石油工业出版社石油工业出版社 200020003、机械故障诊断学钟秉林黄仁主编、机械故障诊断学钟秉林黄仁主编 机械工业出版社机械工业出版社 200720075、随机振动随机振动 李友荣李友荣 编著编著
2、冶金工业出版社冶金工业出版社 1994 19944、设备故障诊断手册设备故障诊断手册徐敏主编西安交通大学出版社徐敏主编西安交通大学出版社19986 6、机械故障诊断学机械故障诊断学屈梁生屈梁生主编主编上海科学出版社上海科学出版社1987 教材教材以以课堂笔记课堂笔记（要与作业一起交老师批阅，（要与作业一起交老师批阅，作为平时成绩考核仍据）为主线作为平时成绩考核仍据）为主线 以廖伯瑜主编的以廖伯瑜主编的机械故障诊断基机械故障诊断基础为主要参考教材础为主要参考教材概概 论论1.11.1、设备劣化进程和设备维修制度、设备劣化进程和设备维修制度、设备劣化进程和设备维修制度、设备劣化进程和设备维修制度1
3、.1.11.1.1设备劣化进程中的一般规律设备劣化进程中的一般规律设备劣化进程中的一般规律设备劣化进程中的一般规律(浴盆曲线和劣化曲线浴盆曲线和劣化曲线浴盆曲线和劣化曲线浴盆曲线和劣化曲线)设备劣化进程可分为三个部分设备劣化进程可分为三个部分(图图1-1)磨合期，新设备的跑合阶段，故障率高。磨合期，新设备的跑合阶段，故障率高。正常使用期，设备经跑合后处于稳定的阶段，这正常使用期，设备经跑合后处于稳定的阶段，这个阶段故障率最低。个阶段故障率最低。耗损期，设备由于磨损、耗损期，设备由于磨损、疲劳、腐蚀等已处于老年阶段，疲劳、腐蚀等已处于老年阶段，故障率又逐步升高。故障率又逐步升高。概概 论论1.1
4、1.1、设备劣化进程和设备维修制度、设备劣化进程和设备维修制度、设备劣化进程和设备维修制度、设备劣化进程和设备维修制度设备劣化曲线设备劣化曲线(图图1-2)一般重要设备的跑合在制造厂进行，一般重要设备的跑合在制造厂进行，现场运行的设备一般都处于现场运行的设备一般都处于、阶段，阶段，取设备劣化进程（浴盆曲线）的取设备劣化进程（浴盆曲线）的、部部分（即劣化曲线）。劣化曲线分为三个阶分（即劣化曲线）。劣化曲线分为三个阶段：段：绿区（绿区（G）故障率最低的阶段，设备故障率最低的阶段，设备处于良好状态。处于良好状态。黄区（黄区（Y）浴盆曲线浴盆曲线区的初始阶段，故障率已有抬高的趋势，区的初始阶段，故障率
5、已有抬高的趋势，设备处于应注意的状态。设备处于应注意的状态。红区（红区（R）浴盆曲线浴盆曲线区故障率已大幅度上升的阶段，设备已区故障率已大幅度上升的阶段，设备已处于危险状态，要准备随时停机检修。处于危险状态，要准备随时停机检修。概概 论论1.1.21.1.2、设备维修制度、设备维修制度、设备维修制度、设备维修制度1.1.2.11.1.2.1、传统维修制度、传统维修制度、传统维修制度、传统维修制度:第一章第一章 概概 论论1.121.12、设备维修制度、设备维修制度、设备维修制度、设备维修制度1.1.2.11.1.2.1、传统维修制度、传统维修制度、传统维修制度、传统维修制度:随着设备向大型化、
6、高速化、连续化和自动化方向发展，设随着设备向大型化、高速化、连续化和自动化方向发展，设备的维修费用在急剧增加，如美、日两国企业的年平均维修费分备的维修费用在急剧增加，如美、日两国企业的年平均维修费分别占企业固定资产的别占企业固定资产的48.5%和和2.612%；在我国，这个比例则；在我国，这个比例则为为1225%。面对当今世界激烈竞争的市场环境，如何有效地管理和面对当今世界激烈竞争的市场环境，如何有效地管理和使用先进的生产设备，减少设备非计划事故的维修费用，提使用先进的生产设备，减少设备非计划事故的维修费用，提高设备的可靠性与有效性，从而降低企业的产品成本，一直高设备的可靠性与有效性，从而降低
7、企业的产品成本，一直是国内外企业所面临的一个重大课题。是国内外企业所面临的一个重大课题。1.1.2.21.1.2.2、现代维修制度现代维修制度现代维修制度现代维修制度视情维修（预知维修）视情维修（预知维修）视情维修（预知维修）视情维修（预知维修）前提条件：前提条件：以对设备的运行状态监测为基础，以对设备的运行状态监测为基础，以对故障诊断和预测结果而采取维护决策以对故障诊断和预测结果而采取维护决策根据设备运行故障状态来确定根据设备运行故障状态来确定设备维修时间、内容和方法。设备维修时间、内容和方法。必须对重要设备进行状态监测和故障诊断必须对重要设备进行状态监测和故障诊断必须对重要设备进行状态监测
8、和故障诊断必须对重要设备进行状态监测和故障诊断u设备故障诊断设备故障诊断借鉴医学、特别是中医诊病的基本思想借鉴医学、特别是中医诊病的基本思想u中医的中医的“望、闻、问、切，辨症施治望、闻、问、切，辨症施治”精辟地总结了医学精辟地总结了医学诊断的基本过程和原理。诊断的基本过程和原理。u“诊诊”就是提取设备的信号特征进行状态分析（望闻问切）就是提取设备的信号特征进行状态分析（望闻问切）u“断断”就是进行状态识别和决策（辨症施治）就是进行状态识别和决策（辨症施治）设备故障诊断基本原理u“诊诊”采用各种传感器提取设备的信号并进行分析采用各种传感器提取设备的信号并进行分析u“断断”采用各种数学方法对信号
9、进行模式识别和趋势预采用各种数学方法对信号进行模式识别和趋势预测测u运用现代信息技术来提升传统产业（机械）的技术水平运用现代信息技术来提升传统产业（机械）的技术水平u综合运用计算机术、通讯、网络、信号分析、模式识别等综合运用计算机术、通讯、网络、信号分析、模式识别等技术技术设备故障诊断的手段设备故障诊断技术（设备故障诊断技术（设备故障诊断技术（设备故障诊断技术（FaultDiagnosis)FaultDiagnosis)）利用测取设备在利用测取设备在运行中运行中或相对静态条件或相对静态条件下的状态信息，通过对所测信号的处理和分下的状态信息，通过对所测信号的处理和分析，并结合诊断对象的历史状况，
10、来定量识析，并结合诊断对象的历史状况，来定量识别设备及其零件、部件的实时技术状态，并别设备及其零件、部件的实时技术状态，并预知有关异常、故障和预测其未来技术状态，预知有关异常、故障和预测其未来技术状态，从而确定必要对策的技术。从而确定必要对策的技术。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.11.2.1、按诊断对象的类别分类、按诊断对象的类别分类（1 1）旋转机械诊断技术：转子、风机、泵、）旋转机械诊断技术：转子、风机、泵、透平机、汽轮发透平机、汽轮发 电机组电机组（2 2）往复机械诊断技术：活塞曲柄连杆机构）往复机械诊断技术：活塞曲柄连杆机构（3 3 3 3）工程结构诊断技术：
11、金属结构、框架、）工程结构诊断技术：金属结构、框架、）工程结构诊断技术：金属结构、框架、）工程结构诊断技术：金属结构、框架、桥梁、容器、建筑物、桥梁、容器、建筑物、桥梁、容器、建筑物、桥梁、容器、建筑物、地桩等地桩等地桩等地桩等1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.11.2.1、按诊断对象的类别分类、按诊断对象的类别分类（4 4）机械零件诊断技术：转轴、轴承、齿轮、）机械零件诊断技术：转轴、轴承、齿轮、连接件等连接件等（5 5）液压设备诊断）液压设备诊断（6 6）电气设备诊断技术）电气设备诊断技术（7 7）生产过程综合诊断技术：机械加工过程、）生产过程综合诊断技术：机械加工过
12、程、轧钢生产过程、轧钢生产过程、发电厂生产过程发电厂生产过程1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类（1 1）振振动动诊诊断断法法：以以平平稳稳振振动动、瞬瞬态态振振动动、机机械械导导纳纳及及模模态态参参数数为为检检测测目目标标，进进行行特特征征分分析析、谱谱分分析析和和时时频频域域分分析析，也也包包括括含含有有相相位位信信息息的的全全息息谱谱诊诊断断法和其它方法。法和其它方法。（2）强强度度诊诊断断法法：以以力力、扭扭矩矩、应应力力、应应变变为为检检测测目目标标，进进行行冷冷热热强强度度变变形形、
13、结结构构损损伤伤容容限限分分析析与与寿命估计。寿命估计。主小车满载位于跨中时各测点的应力值主小车满载位于跨中时各测点的应力值起重机结构、测点分布、贴片方案起重机结构、测点分布、贴片方案现现场场测测试试（mean=-20.434,max=-1.113,min=-46.833mean=-20.434,max=-1.113,min=-46.833）（mean=-15.51,max=-5.268,min=-24.454mean=-15.51,max=-5.268,min=-24.454）4 4#测测点点应应力力记记录录曲曲线线5 5#测测点点应应力力记记录录曲曲线线东梁动态应力记录曲线的比较东梁动态应
14、力记录曲线的比较宝钢宝钢430/80t21.4m430/80t21.4m桥式起重机主梁寿命研究桥式起重机主梁寿命研究金金属属结结构构疲疲劳劳分分析析方方向向起起重重机机桥桥架架三三维维有有限限元元分分析析-最最小小主主应应力力图图金金属属结结构构疲疲劳劳分分析析方方向向宝钢宝钢430/80t21.4m430/80t21.4m桥式起重机主梁寿命研究桥式起重机主梁寿命研究起起重重机机桥桥架架三三维维有有限限元元分分析析-最最大大主主应应力力图图东主梁主腹板焊缝剪应力谱图东主梁主腹板焊缝剪应力谱图 西主梁主腹板焊缝剪应力谱图西主梁主腹板焊缝剪应力谱图东主梁下盖板焊缝应力谱图东主梁下盖板焊缝应力谱图
15、西主梁下盖板焊缝应力谱图西主梁下盖板焊缝应力谱图 主腹板及下盖板焊缝应力谱主腹板及下盖板焊缝应力谱东主梁副腹板焊缝剪应力谱图东主梁副腹板焊缝剪应力谱图 (不开坡口）不开坡口）西主梁副腹板焊缝剪应力谱图西主梁副腹板焊缝剪应力谱图东主梁副腹板焊缝剪应力谱图东主梁副腹板焊缝剪应力谱图 (开坡口）开坡口）西主梁副腹板焊缝剪应力谱图西主梁副腹板焊缝剪应力谱图副腹板焊缝应力谱副腹板焊缝应力谱p=50%时时疲劳极限应力疲劳极限应力=139.22MPa;p=95%时时疲劳极限应力疲劳极限应力=95.63MPa，剪应力疲劳极限剪应力疲劳极限0.7070.70795.63=67.62MPa 焊缝的焊缝的pSN曲线
16、曲线疲劳寿命计算公式疲劳寿命计算公式 主梁的疲劳寿命（工作寿命）为：主梁的疲劳寿命（工作寿命）为：（按年产钢（按年产钢788788万吨计）万吨计）每年循环次数为：每年循环次数为：2633652633652847028470次次疲劳寿命计算结果疲劳寿命计算结果（按年产钢788万吨计）桥式起重机主梁最危险的部位是主、副腹板扒渣机端直角焊桥式起重机主梁最危险的部位是主、副腹板扒渣机端直角焊桥式起重机主梁最危险的部位是主、副腹板扒渣机端直角焊桥式起重机主梁最危险的部位是主、副腹板扒渣机端直角焊缝处，根据焊缝形式的不同，疲劳寿命为缝处，根据焊缝形式的不同，疲劳寿命为缝处，根据焊缝形式的不同，疲劳寿命为缝
17、处，根据焊缝形式的不同，疲劳寿命为:1717171737.537.537.537.5年年年年。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类（3 3）温温度度诊诊断断法法：以以温温度度、温温差差、温温度度场场、热热象象为为检检测测目目标标，进进行行温温变变量量、温温度度场场、红红外热象识别与分析。外热象识别与分析。实测结果实测结果未涂保温材料红外未涂保温材料红外未涂保温材料红外未涂保温材料红外温度成像温度成像温度成像温度成像LI03LI03处温度处温度处温度处温度分布曲线分布曲线分布曲线分布曲线热送初始温
18、度为热送初始温度为108010809090秒后中间坯尾部温度比秒后中间坯尾部温度比不使用保温罩提高不使用保温罩提高41 41 空冷空冷90秒后中间坯温度为秒后中间坯温度为956 实测结果实测结果1000800600400200150涂保温材料红外涂保温材料红外涂保温材料红外涂保温材料红外温度成像温度成像温度成像温度成像LI03LI03处温度处温度处温度处温度分布曲线分布曲线分布曲线分布曲线热送初始温度为热送初始温度为108090秒后中间坯尾部温度比秒后中间坯尾部温度比不使用保温罩提高不使用保温罩提高65 空冷空冷90秒后中间坯温度为秒后中间坯温度为956 未盖罩时输送辊的温度未盖罩时输送辊的温
19、度仿真温度仿真温度仿真温度仿真温度8158158158150 0 0 0C C C C实测温度实测温度实测温度实测温度7927927927920 0 0 0C C C C盖罩时输送辊的温度盖罩时输送辊的温度仿真温度仿真温度仿真温度仿真温度8528528528520 0 0 0C C C C实测温度实测温度实测温度实测温度8438430 0C C1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类（4 4）声声学学诊诊断断法法：以以噪噪声声、声声阻阻、超超声声、声声发发射射为为检检测测目目标标，进进行行声声级级、
20、声声强强、声声源源、声声场场、声谱分析。超声波诊断法，声发射诊断法。声谱分析。超声波诊断法，声发射诊断法。噪声诊断的优点：非接触噪声诊断的优点：非接触 缺点：环境噪声干扰大缺点：环境噪声干扰大 对策：研究降噪新方法对策：研究降噪新方法1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类超声波诊断法超声波诊断法声波：能引起人的听觉的机械波，声波：能引起人的听觉的机械波，202020000Hz20000Hz超声波：频率高于超声波：频率高于20000Hz20000Hz的机械波的机械波次声波：频率低于次声波：频率低于2
21、0Hz20Hz的机械波的机械波超声波的特点：超声波的特点：方向性好方向性好可定向发射可定向发射能量高能量高能量（声强）与频率平方成正比能量（声强）与频率平方成正比穿透力强穿透力强在一些金属材料中可达数米在一些金属材料中可达数米1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类超声波的类型：纵波超声波的类型：纵波L L、横波、横波S S（T T）、表面波）、表面波R R纵波纵波L L：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波。固体、液：介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波。固体、液体和气体介质都可传播纵
22、波，常用于钢板、锻件探伤体和气体介质都可传播纵波，常用于钢板、锻件探伤。(图图9-1)9-1)1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类超声波的类型：纵波超声波的类型：纵波L L、横波、横波S S（T T）、表面波）、表面波R R横波横波S S（T T）：介质中质点的振动方向与波的传播方）：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波。只能在固体中传播。向互相垂直的波。只能在固体中传播。(图图9-2)9-2)1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物
23、理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类超声波的类型：纵波超声波的类型：纵波L L、横波、横波S S（T T）、表面波）、表面波R R表面波：当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面波：当介质表面受到交变应力作用时，产生沿介质表面传播的波。只能在固体中传播。表面波探伤只能发现表面传播的波。只能在固体中传播。表面波探伤只能发现距工作表面两倍波长深度内的缺陷。距工作表面两倍波长深度内的缺陷。(图图9-3)9-3)1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类超声波的探伤方法：脉冲反射法、穿透法、共振法
24、超声波的探伤方法：脉冲反射法、穿透法、共振法脉冲反射法：超声波以持续极短的时间发射脉冲到被脉冲反射法：超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检试件内，根据反射波来检测试件缺陷的方法。检试件内，根据反射波来检测试件缺陷的方法。含缺陷回波法含缺陷回波法、底面回波高度法底面回波高度法、底面多次回波法底面多次回波法。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类当试件完好时，探伤图当试件完好时，探伤图形中只有表示发射脉冲及形中只有表示发射脉冲及底面回波两个信号。底面回波两个信号。若试件中存在缺陷，在探伤图形中有表示缺
25、陷的回波，若试件中存在缺陷，在探伤图形中有表示缺陷的回波，且底面回波减弱。且底面回波减弱。缺陷回波法缺陷回波法：（图：（图9-9）1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类底面回波高度法底面回波高度法:（图（图9-109-10）依依据据底底面面回回波波的的高高度度变变化判断试件缺陷情况化判断试件缺陷情况当试件的材质和厚度不变时，当试件的材质和厚度不变时，底面回波高度应是基本不变的。底面回波高度应是基本不变的。如果试件内存在缺陷，底面回波高度会下降如果试件内存在缺陷，底面回波高度会下降甚至消失。甚至消失
26、。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类底面多次回波法底面多次回波法:（图（图9-119-11）依据底面回波次数，判断试件有无缺陷依据底面回波次数，判断试件有无缺陷当试件完好无缺陷时，超声波可在探测面与底面之间往复传当试件完好无缺陷时，超声波可在探测面与底面之间往复传播多次，示波屏上出现多次底波播多次，示波屏上出现多次底波B1B1、B2B2、B3B3。如果试件存在如果试件存在缺陷，底面回波次缺陷，底面回波次数减少，并显示出数减少，并显示出缺陷回波。缺陷回波。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理
27、特征分类穿透法穿透法:（图（图9-129-12）依依据据脉脉冲冲波波或或连连续续波波穿穿透透试试件件后后的的能能量量变变化化来来判判断断缺缺陷陷情情况况1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类共振法共振法：（常用于测厚）：（常用于测厚）当当试试件件厚厚度度为为超超声声波波的的半半波波长长或或半半波波长长的的整整数数倍倍时时，由由于入射波和反射波的相位相同，引起共振。于入射波和反射波的相位相同，引起共振。试件厚度；试件厚度；cc被测试件的声速被测试件的声速f fn n第第n n阶共振频率阶共振频率1.
28、21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类声发射技术声发射技术广泛应用于对运行状态下构件缺陷的发生和发展进行在线监测广泛应用于对运行状态下构件缺陷的发生和发展进行在线监测声发射：材料在外载荷或内力作用下以弹声发射：材料在外载荷或内力作用下以弹性波的形式释放应变能的现象。检测频率性波的形式释放应变能的现象。检测频率大都在大都在100300kHz。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类声发射技术的特点：声发射技术
29、的特点：（a）声发射是动态检查，只有被检零件受到一定）声发射是动态检查，只有被检零件受到一定载荷，有开放性裂纹发生和发展的前提下才会有载荷，有开放性裂纹发生和发展的前提下才会有声发射可以接收；声发射可以接收；（b）声发射是试件本身发射的弹性波，由传感器）声发射是试件本身发射的弹性波，由传感器加以接收，接收信号的幅值、相位、频率不能直加以接收，接收信号的幅值、相位、频率不能直接表征声发射源发出的信号。接表征声发射源发出的信号。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类声发射技术测量的参数描述：声发射技术测量的参数描述：（a）事件计数法）事件计数法(图图9-15)累计脉冲计数累计脉冲计数声发
30、射次数的总和；声发射次数的总和；声发射计数率声发射计数率单位时间内的声发射单位时间内的声发射次数。次数。材料应力达到屈服极限时，计数率有材料应力达到屈服极限时，计数率有一峰值，而累积脉冲数则直线增加。一峰值，而累积脉冲数则直线增加。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类声发射技术测量的参数描述：声发射技术测量的参数描述：（b）幅度和幅度分布）幅度和幅度分布声发射信号的幅度（一般采用峰值或有效值）声发射信号的幅度（一般采用峰值或有效值）可作为声发射源释放能量的量度可作为声发射源释放能量的量度事件分级幅度分布（图事件分级幅度分布（图9-16）累计幅度分布（图累计幅度分布（图9-17）（c
31、）频谱）频谱1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类（5）电参数诊断法：以功率、电信号及磁特性等电参数诊断法：以功率、电信号及磁特性等为检测目标，进行物体运动、系统物理量状态、为检测目标，进行物体运动、系统物理量状态、机械设备性能等分析机械设备性能等分析。(磁粉探伤磁粉探伤)（6）光光学学诊诊断断法法：以以亮亮度度、光光谱谱、各各种种射射线线效效应应为为监监测测目目标标，研研究究物物质质或或溶溶液液构构成成，分分析析构构成成成成分分量值，进行图形成象识别分析。量值，进行图形成象识别分析。(特别是光谱
32、分析特别是光谱分析)1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类（7）污染物诊断法：以泄漏、残留物、气、污染物诊断法：以泄漏、残留物、气、液、固体的成分为检测目标，进行液气成分变液、固体的成分为检测目标，进行液气成分变化、气蚀油蚀、油质磨损分析。化、气蚀油蚀、油质磨损分析。特别是采用光谱、铁谱和电镜能谱对润滑特别是采用光谱、铁谱和电镜能谱对润滑油样中磨屑浓度、成分、粒度等进行检测分析油样中磨屑浓度、成分、粒度等进行检测分析1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.21.2.21.2.21.
33、2.2、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类、按所利用的状态信号的物理特征分类（8 8）性能趋势诊断法：）性能趋势诊断法：以以设设备备各各种种主主要要性性能能指指标标为为检检测测目目标标，研研究究和和分分析析设设备备的的运运行行状状态态、识识别别故故障障的的发发生生与与发发展展，提提出出早早期期预预报报与与维维修修计计划划，估估计计设设备备的的剩余寿命。剩余寿命。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.31.2.31.2.31.2.3、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的
34、目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类（1 1）性能诊断和运行诊断性能诊断和运行诊断性能诊断：对新安装和刚维修后设备，诊断其性能是否性能诊断：对新安装和刚维修后设备，诊断其性能是否 正常，并按诊断结果进行调整。正常，并按诊断结果进行调整。运行诊断：对工作中的设备进行状态监测及故障诊断。运行诊断：对工作中的设备进行状态监测及故障诊断。（2 2）定期诊断和连续诊断）定期诊断和连续诊断1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.31.2.31.2.31.2.3、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分
35、类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类（3）直直接接诊诊断断：如如轴轴承承间间隙隙、齿齿面面磨磨损损、叶叶片的裂纹、管道的壁厚等。片的裂纹、管道的壁厚等。间间接接诊诊断断：通通过过二二次次效效应应（温温度度、振振动动、噪噪声声等等）来来间间接接判判断断设设备备中中关关键键部部位位的的状状态变化。态变化。1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.31.2.31.2.31.2.3、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类（4 4）常规诊断常规诊断：在正常工作状态下。：在正常工作状态下
36、。特殊诊断特殊诊断：在特殊工作状态下，包括失事诊断，：在特殊工作状态下，包括失事诊断，例如利用例如利用“黑匣子黑匣子”提供的信息判定提供的信息判定 飞机失事的原因。飞机失事的原因。（5 5）在线诊断（对重要关键设备）和离线诊断）在线诊断（对重要关键设备）和离线诊断1.21.2、故障诊断技术分类、故障诊断技术分类1.2.31.2.31.2.31.2.3、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类、按诊断的目的、要求和条件的不同分类（6 6）简简易易诊诊断断：利利用用便便携携式式监监测测与与诊诊断断仪仪表表，对对设设备备有有无无故故障
37、障及及故故障障严严重重程程度度作作出出判判断断，一一般般由由现现场场作业人员实施。作业人员实施。（7 7）精精密密诊诊断断：由由专专业业人人员员根根据据监监测测的的各各种种信信息息进进行行综综合合分分析析，确确定定故故障障的的类类型型、部部位位、产产生生的的原原因因、故故障障严严重重程程度度及及发发展展趋趋势势，确确定定清清除除故故障障、改改善善设设备备状态的方法。状态的方法。1.31.3、故障诊断的基本内容与结构体系、故障诊断的基本内容与结构体系1.3.11.3.11.3.11.3.1、诊断过程、诊断过程、诊断过程、诊断过程 的三阶段的三阶段的三阶段的三阶段 状态监测状态监测状态监测状态监测
38、 分析诊断分析诊断分析诊断分析诊断 治理预防治理预防治理预防治理预防 1.31.3、故障诊断的基本内容与结构体系、故障诊断的基本内容与结构体系1.3.21.3.2、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构第一部分第一部分状态监测状态监测1.31.3、故障诊断的基本内容与结构体系、故障诊断的基本内容与结构体系1.3.21.3.21.3.21.3.2、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构第二部分第二部分故障诊
39、断故障诊断分析研究各种症状与故障之间存在的分析研究各种症状与故障之间存在的客观关系，识别和诊断出设备故障，说明客观关系，识别和诊断出设备故障，说明其性质和程度等。其性质和程度等。1.31.3、故障诊断的基本内容与结构体系、故障诊断的基本内容与结构体系1.3.21.3.2、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构1.31.3、故障诊断的基本内容与结构体系、故障诊断的基本内容与结构体系1.3.21.3.2、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构
40、、状态监测与故障诊断系统的技术结构症状（症状（S S）：）：振动、噪声、变形、裂纹、温度、压变、残留物泄振动、噪声、变形、裂纹、温度、压变、残留物泄转速、扭矩、功率等转速、扭矩、功率等故障（故障（F）：）：磨损、腐蚀、变形、裂纹、不对中、不平衡、松动、磨损、腐蚀、变形、裂纹、不对中、不平衡、松动、堵、漏、性能失常堵、漏、性能失常逻辑关系（逻辑关系（R R）（）（诊断方法与诊断理论）：简单映射、诊断方法与诊断理论）：简单映射、加权相关、加权相关、规则相关、规则相关、置信因子、置信因子、统计识别、统计识别、模糊逻辑、模糊逻辑、灰色理论、灰色理论、神经网络神经网络1.31.3、故障诊断的基本内容与结
41、构体、故障诊断的基本内容与结构体系系1.3.21.3.21.3.21.3.2、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构、状态监测与故障诊断系统的技术结构诊断（诊断（D D）：）：简易诊断、精确诊断简易诊断、精确诊断诊断出：故障的性质、程度、类别、部位、诊断出：故障的性质、程度、类别、部位、原因、预测设备（或零部件）的寿原因、预测设备（或零部件）的寿 命、发展趋势命、发展趋势 1.31.3、故障诊断的基本内容与结构体系、故障诊断的基本内容与结构体系第三部分第三部分第三部分第三部分 治理预防治理预防治理预防治理预防 设设备备故故障障的的治
42、治理理和和预预防防，包包括括对对关关键键零零部部件件剩剩余余寿寿命命的的估估计计，以以便便向向企企业业经经济济管管理理部部门门提提供供依据。依据。确确定定视视情情维维修修对对象象、维维修修时时间间、维维修修方方法法及及维修前的各项准备工作（含备品备件准备）。维修前的各项准备工作（含备品备件准备）。1.3.31.3.3、远程在线监测与故障诊断系统概述、远程在线监测与故障诊断系统概述 远远远远程程程程监监监监测测测测和和和和故故故故障障障障诊诊诊诊断断断断技技技技术术术术是是是是集集集集现现现现代代代代通通通通讯讯讯讯技技技技术术术术、计计计计算算算算机机机机技技技技术术术术、故故故故障障障障诊诊
43、诊诊断断断断技技技技术术术术为为为为一一一一体体体体的的的的一一一一类类类类新新新新的的的的边边边边缘缘缘缘技技技技术术术术，它它它它的的的的发发发发展展展展和和和和兴兴兴兴起起起起借借借借鉴了远程鉴了远程鉴了远程鉴了远程医疗诊断医疗诊断医疗诊断医疗诊断系统的建立与发展。系统的建立与发展。系统的建立与发展。系统的建立与发展。人工离线监测与诊断方式 单机集中式在线监测与诊断系统 分布式在线监测与诊断系统 远程在线监测与故障诊断系统 设设备备监监测测与与诊诊断断技技术术的的发发展展过过程程 1.3.31.3.3、远程在线监测与故障诊断系统概述、远程在线监测与故障诊断系统概述基于基于基于基于InternetInternetInternetInternet利用利用CORBACORBA和和SOAP/Web ServiceSOAP/Web Service技术技术B/SB/S模式（瘦客户端）模式（瘦客户端）B B指指browerbrower（浏览器），浏览器），S S指指serverserver（服务器）服务器）登陆界面 武汉科技大学 冶金设备研究所武汉科技大学 冶金设备研究所开始采集 报警显示实时原始波形实时原始波形及功率谱分析及功率谱分析功率谱分析界面 各各轴轴转转频频、各各齿齿轮轮副副啮啮合合频频率率及及各各轴轴承承故故障障特特征征频频率率查查询询
