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铁谱分析技术简介

2. 铁谱分析法测定的主要内容: (1)磨粒浓度和大小 (2)磨粒形貌(反应磨粒产生原因和机理) (3)磨粒成分(反应产生的部位) 3.铁谱分析法的特点: 较宽的尺寸检验范围;
同时获得磨粒的多种信息。
铁谱分析技术的基本原理和方法就是用铁谱仪把混于润滑油(或 液压油)中的磨屑和碎屑分离出来,并按其尺寸大小依次、不 重叠地沉淀到一块透明的基片上(即制作谱片),在显微镜下 观察,以进行定性分析(指对磨粒的形态特征、尺寸大小及其差 异等表面形貌及成分进行监测和分析)。利用加装在铁谱显微镜 上的光密度计,还可以对谱片上大小磨粒的相对含量进行定量 分析,也可用计算机对磨屑进行图像处理,以获取磨屑的有关 参数。摩擦学的研究表明,磨粒的类别和数量的多少及

取自机械润滑系统的油样,用微量泵输送到放置 在强磁场装置上方且呈一定倾斜度(约1~3o)的
玻璃基片上(也称铁谱基片)。油样流过高磁场
区时,由于高梯度磁场的作用,磨粒将按一定的
规律排列沉积在基片上。经清洗残油和固定颗粒
的处理之后(用四氯乙烯),制成铁谱片。
制作好的谱片可拿到双色显微镜或扫描电子显微 镜上进行形貌和成分的观察,还可将光密度读数 器与双色显微镜相连,进行光密度测量,以判断 磨损程度。传统的光密度测试方法是测离出口 50mm和55mm两处的光密度读数,并以AL和AS 做各种定量计算。
样。取样操作必须保证所取的油样含有能反映机器工况变化的 磨损颗粒,只有这样才能通过铁谱分析做出正确的判断。因此, 取样时应遵循以下几条原则: ①应尽量选择在润滑油过滤之前并避免从死角、底部取样; ②应尽量选择在机器运转时,或刚停机时取样; ③应始终在同一位置、同一条件下(如停机则应 在相同的时间后)和同一运转状态(转速、载荷 相同)下取样;
对于旋转式铁谱仪,其定量分析式为

IS=AL2-(AM+AS)2
式中 IS——磨损烈度;
AL、AM、AS——大、中、小磨粒
浓度的光密度读数。
对于直读式铁谱仪,其定量分析式为
ID=(DL+DS)(DL-DS)=DL2-DS2
式中 ID——磨损烈度;

DL——代表大于5μ m磨损颗粒的光密度值;
(4)结论
根据分析结果作出状态监测或
故障诊断结论,为制定设备维
护措施提供依据。
铁谱仪可广泛用于各行业的内燃机、燃气轮机 、齿轮箱、轴承、液压系统等大型机器和零部件进 行有效的磨损检测,有统计表明,应用铁谱技术所 带来的保证重大设备安全运行,减少故障发生,降 低维修费用以及在摩擦学和润滑油品质评定研究领
分析铁谱主要是借助高倍显微镜来观察磨损颗粒的 材料(颜色不同)、尺寸、特征和数量,从而分析 零件的磨损状态。分析铁谱也是一种强烈依赖个人 经验的技术,结论的正确与否与分析者的个人经验 关系极大,这也是这项技术仍在推广之中的原因之 一。DS——来自表1~2μ m磨损颗粒的光密度值。
对于分析式铁谱仪,其定量分析式为
I'S=(A'L+A'S)(A'L-A'S)=A'L2-A'S2 式中 I'S——磨损烈度; A'L、A'S——大、小磨粒覆盖面积。
近年来,由于计算机技术的发展,已研究出用计算机对铁 谱片磨粒图像处理的定量分析方法。它使用扫描摄影机将 铁谱显微镜里的图像输入图像分析仪,按照给定的灰度反 差对几何图形进行定量分析。其测量的基本参数有面积、 周长、弦长、方位、投影长度和计数等。利用计算机软件 对这些基本参数按照一定的数字模型进行处理,就可以再 派生出一系列所需要的参数,这样就为探索与磨损机理有 关的磨损微粒几何形态的内在规律,并进一步发现能反映 磨损特征的参数提供充分的依据,目前已使用的数学模型 有线性回归法、中心取矩法和概率分布法等。
④取样周期应根据机器的性质和对状态检测要求来确定 。机器在新投入运行或刚经解体检修,其取样间隔应短 ,通常应隔几小时取样一次,以监测分析整个磨合过程 ;机器进入正常运行阶段后,取样间隔可加大;此后, 当发现磨损发展很快时,又应缩短取样时间间隔。
(2)制谱
制谱就是用铁谱仪分离油样,将其中的铁磁性颗粒沉积 于玻璃基片上,经固化和清洗后完成。为便于油液中磁 性金属颗粒的沉积,对所取油样应进行稀释,即在油样 中加入一定比例有机溶剂(例如四氯乙烯),油样与四 氯乙烯的体积混合比通常为3:1。
一、铁谱分析技术简介 1、铁谱分析技术的基本原理和方法 2、铁谱分析的流程
二、铁谱分析仪简介 1、分析式铁谱仪简介 2、直读式铁谱仪简介 直读式铁谱仪的特性 3、旋转式铁谱仪简介 4、在线式铁谱仪简介 5、各种铁谱仪总结
1. 铁谱分析技术是20世纪70年代发明的一种新的 机械磨损测试方法。是一种借助磁力将油液中的 金属颗粒分离出来,并按照颗粒的大小排列在基 片上,既能读出大小颗粒的相对浓度,也能对微 粒的物理性能作出进一步分析。
域中,取得了显著的经济效益和社会效益。
根据分离磨粒、检测磨粒的不同方法,
研制了不同的铁谱仪。目前铁谱分析仪
主要有三种类型:直读铁谱仪、分析铁
谱仪和旋转式铁谱仪。近年来,又成功
研究了在线式铁谱仪。此外,还有用于
收集干粉中铁磁性颗粒的气动式铁谱仪。
分析式铁谱仪是最先研制出来的铁谱仪器,由制谱 仪、铁谱显微镜和加装在铁谱显微镜上的光密度测 定仪三部分组成。分析式铁谱仪的工作原理图如图 1所示。
增加的速度与摩擦面材料的磨损程度及磨损速度
有直接的关系;而磨粒的形态、颜色及尺寸等则
与磨损类型、磨损进程有密切关系。因此铁谱分
析法在判断磨损故障的部位、严重程度、发展趋
势及产生的原因等方面能发挥全面的作用。
铁谱分析程序一般包括取样、制谱、观察与分析、结论4个基本 环节。
(1)取样 取样就是用取油工具从管线上或油箱中抽取润滑油(或液压油)
(3)观察与分析
包括定性分析和定量分析
①定性分析 用显微镜观察谱片上颗粒的尺寸大小、形 状、颜色,根据颗粒特征来定性分析设备运转润滑状态 ,判断磨损类型和磨损部位。直读式铁谱仪不宜做定性 分析,因为直读式铁谱仪不能提供关于磨屑形貌、磨屑 来源的信息。
②定量分析 用光密度测量仪与显微镜配套使用,测出 谱片上不同区域的磨屑颗粒覆盖面积,再通过公式算出 磨损指数。
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