第一节
环境因 素 机械能 主要影响
设备故障概述
典型故障
表7-1 环境影响及引起的故障
产生振动、冲击、压力、 机械强度降低、功能受影响、磨损加剧、 加速度、机械应力等 过量变形、疲劳破坏、机件断裂 产生热老化、氧化、软 电气性能变化、润滑性能降低、机械应 化、熔化、粘性变化、固 力增加、磨损加剧、机械强度降低、腐蚀 化、脆化、热胀冷缩及热 加速、热疲劳破坏、密封性能破坏 应力等 产生受潮、干燥、脆化、 功能受影响、电气性能下降、机械性 腐蚀、电蚀、化学反应及 能降低、保护层损坏、表面变质、化学反 污染等 应加剧、机械断裂 产生脆化、加热、蜕化、 表面变质、材料褪色、热老化、氧化、 电离及磁化 材料的物理、化学、电气性能发生变化
第七章 机械设备的故障诊断
第七章 机械设备的故障诊断
学习目标：通过本章学习，了解机械故障诊断 技术的方法及分类；熟悉诊断参数的选择、 判断标准的确定及信号采集的方法及原则； 掌握常用的故障诊断方法 。 学习重点： 1、诊断参数的选择和判断标准的确定 2、故障诊断的信号采集 3、油样分析法的步骤、原理及内容 学习难点： 常用的故障诊断方法应用。
诊断技术划分为三个阶段：状态监测，分析诊断，治理预防 。
第二节 设备故障诊断技术 及其实施过程
第二节 设备故障诊断技术 及其实施过程
（一） 状态监测


通过传感器，采集设备在运行中的各种信息，把它转变为 电信号或者其他信号，再把这个信号送到信号处理系统进 行处理。 信号处理系统主要就是把有用信号提取出来，而把无用信 号、干扰信号排除。 包括状态识别和诊断决策两个部分，状态识别就是把这些 参数或者图谱和参考的参量或者参考的图谱进行比较，来 识别设备是否存在故障，通过这样状态识别以后，就可以 做出诊断结果，即分析诊断。


在设备的故障中，除了意外的突发性故障以外，大多数 都属于渐发性故障，而且，也只有这类渐发性故障，才 为故障诊断提供了可能。
第二节 设备故障诊断技术 及其实施过程
何谓设备故障诊断技术?
所谓设备故障诊断技术是指在设备 运行中或基本不拆卸的情况下，掌握设 备的运行技术状况，预测设备的可靠性， 或判断设备故障的部位和原因，即人们 常说的动态诊断或在线诊断。
原始的诊断技术 . 用手摸，以测定它的温度是否过高，振动是否 过大；用耳听，以判别运动部件是否有异声等等， 这种凭人们的感觉、听觉和人们的经验对机器设备 的健康进行诊断的方法，我们把它叫做传统的诊断 技术-或叫做原始的诊断技术。 现代的诊断技术 现代的诊断技术是指应用最新的现代化仪器设 备和电子计算机系统等当代的最新技术来检查和识 别机械设备及其零部件的实时技术状态，诊断它是 否健康的技术。现在我们所说的诊断技术就是指这 种现代诊断技术。
热能
化学能 其他能 量
注：其他能量包括核能、电磁能及生物因素等。
第一节
（二）人为因素

设备故障概述
设备在设计、制造、使用和维修过程中，始终包含着人 为因素的作用，特别是早期故障的发生大部分可以归因 于人为因素。 1. 设计不良 受条件的限制或存在考虑不周、设计差错等。

2. 质量偏差

由于设备、仪器精度以及技术水平等条件的限制，铸造 、锻造、热处理、焊接等工艺过程产生各种工艺缺陷， 或其他加工过程中造成机件在结构和质量上的偏差。
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设备故障概述
(2)人为故障：操作使用不当或意外原因造成。 为避免这类故障发生，设计时应尽量采用避免 人为故障的结构，将人、机作为一个系统加以 考虑，以有效地诊断和控制故障。
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设备故障概述
二、引起故障的外因

可归结为三方面，环境因素、人为因素和时间 因素。 （一）环境因素 所谓环境因素，就是力、能量、温度、湿度、 振动、污染物这些外界因素，使机件发生磨损 、变形、裂纹、腐蚀等各种形式的损伤。 表7-1表示了由于机械能、热能、化学能、其 他能量等环境因素引起的故障。
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3. 使用不当

设备故障概述
一台设备，在其整个生存周期内合理的运输 和保管条件、使用条件和使用方法、维护保 养和修理制度以及操作人员的技术水平等， 对实际故障率将产生很大影响。 这三项人为因素中，对故障率影响最大的人 为因素是使用不当。

第一节
（三）时间因素

设备故障概述
环境因素、人为因素是促使设备发生故障的诱因，在考 虑环境因素和人为因素时还需考虑时间因素。 常见的磨损、腐蚀、疲劳、变形等故障都与时间有密切 的关系。尽管机件中存在着故障隐患及形成故障的其他 外因，如果没有时间的延续故障不一定发生。可见，时 间也是形成故障的主要外因之一。
设备劣化的渐变过程
劣化渐变过程如下：
第一节
设备故障概述
一、故障及其分类
（一）故障的概念：

故障就是设备因为某种原因丧失规定功能的现象。
1）设备包括元件、零件、部件、产品或者系统；
2）丧失规定功能，比破坏的含义要广泛得多。
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（二）故障的分类
设备故障概述
1）按故障发生、发展的过程分类 (1)突发性故障 故障发生前没有明显的可察征兆，发生比较突然，有较大的 破坏性。 (2)渐发性故障 是由于设备中某些零件的技术指标不断恶化，最终超出允许 的范围或允许的极限而引发的故障。其发生一般与磨损、腐 蚀、疲劳等密切相关，特点是： ①故障一般发生在元器件有效寿命的后期； ②有规律，可以预防； ③发生概率与设备运转时间有关。
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设备故障概述
2）按故障的性质分类

分为自然故障和人为故障。 (1)自然故障：设备自身原因造成。 又分正常自然故障和异常自然故障。 正常自然故障 一般具有规律性，设备正常工作磨损、腐蚀引 起的故障，会对设备的自然寿命产生影响。 异常自然故障 因设计或制造不当造成设备中存在某些薄弱 环节而引发的故障，带有偶然性，有时又具有突发性。
第二节 设备故障诊断技术 及其实施过程
一、设备故障诊断的实施过程

测取设备在运行中或相对静止条件下的状态信息，通过对信 号的处理和分析，并结合设备的历史状况，定量识别设备及 其零部件的技术状态，并预知有关异常、故障和预测未来技 术状态，从而确定必要的对策。信号采集→特征提取→状态 识别→诊断决策