我的设备维修论文

一、试分析目前设备维修模式与策略，以及机械故障诊断技术与维修策略选择的关系

摘要：机械设备故障的快速诊断与维修策略决定着机械设备的使用质量和效率。为适应国民经济的发展和国家建设的需求，机械设备在使用和维修中应以“快速诊断，快速维修”为目标，才能促进和保障安全生产。

关键词：设备维修模式与策略机械故障诊断技术维修策略维修策略变迁设备维修现状

一、设备维修管理模式与策略

机械设备在劣化进程中, 基本遵循规律如下图：

I 期：称为磨合期。指的是新设备设计、装配后的跑合阶段, 这个阶段故障率较高。故障率与零部件的设计、制造、装配质量关系密切。一般设备的劣化曲线不包括这一期。

II 期: 正常使用期。指的是机器在经过第II

期后, 已经处于稳定状态, 进入正常使用阶段。

这个阶段故障率显然较低。

III 期: 耗损期。指的是机器由于磨损疲劳

等原因已处于生命中的老年阶段, 其故障率逐渐

升高。通过对机器进行必要的测量和诊断, 可以及时发现设备在某一阶段处在哪一期, 避免设备提前进入耗损期或发生故障。诊断一词来源于中医学中的望、闻、问、切, 辨证施治八字诀, 而这几个字也充分体现了设备故障诊断的全过程设备故障诊断的基

本过程。

设备维修管理模式综述：当前的设备维修管理模式和理论层出不穷，但主要有以下几种策略：

1.1 事后维修：事后维修就是在设备使用到出现故障、发生了损坏或事故以后才进行修理。其特点就是“坏了才修，不坏不修”。其好处是管理成本少，维修工作人员平时操心少，可以把精力投入到更重要的其他工作中去。

预防性维修：预防性维修的基本含义是对影响设备正常运行的故障采取“预防为主”、“防患于未然”的措施。即在设备的使用过程中加强维护保养，预防故障的发生，尽可能在设备真正出现比较大的故障之前进行预防维修。

1.2 修正性维修：通过对设备零部件进行修复，包括零部件更换、尺寸补充、改进设计和制造等手段，消除设备的先天性不足、缺陷或重复性故障，使设备的性能得到恢复和改善，从而提高设备将来的可靠性和可维护性。

1.3 主动维修：主动维修不受限于现有设备的结构，一旦发生故障即考虑整改，从根本上消除类似故障再次发生。

1.4 维修预防：要求在设备设计和制造阶段就充分考虑让设备在使用过程当中的可靠性和维护性问题，从设计和制造环节中提高设备本身的素质，从根本上防止故障和事故的发生，使之不发生或尽量少发生故障和事故，从而减少或避免维修。

1.5 全员生产维修：以最有效的设备利用为目标，以维修预防、预防维修、修正性维修和事后维修、综合构成生产维修的总运行体制。

1.6 全员规范化生产维修

1.7 以可靠性为中心的维修：以可靠性理论为手段，以保持运行系统或设备应具有的功能或固有的可靠性为目标，对组成系统的各设备或设备的主要零部件的维修需求进行分析和决策，然后制订相应的维修策略和计划。

1.8 全面计划质量维修：一种以设备全生命周期内的可靠性、设备利用率、经济性为综合总体目标的设备维修管理体系。

二、机械故障诊断技术与维修策略选择

机械故障诊断技术是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。油液监测、振动监测、噪声监测、性能趋势分析和无损探伤等为其主要的诊断技术方式：

2.1 振动检测诊断技术

振动监测诊断技术是通过检测设备的振动参数及其特征来分析设备的状态和故障的方法。由于振动的参数多维性、广泛性、测振方法的无损性、在线性，决定了人们将机械设备振动监测诊断作为机械设备故障诊断的首选方法。这种诊断技术由于能实时地、直观地精确地表征机械动态特征及其变化过程，监测诊断方法简单实用，因此被广泛应用。

2.2 无损检测技术

无损检测技术即非破坏性检测，指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一种方法。无损检测技术正日益受到各个工业领域和科学研究部门的重视，

不仅在产品质量控制中具有其不可替代的作用，而且对运行中机械设备的在役检查也发挥着重要作用。它使用的手段有: 超声、红外、X 射线、射线、声发射、渗透染色等。

2.3 油液分析技术

通过对运行设备在用润滑油的代表性样品检测与分析，获得有关油品性能指标变化以及油中污染和变质产物的宏观或微观物态特征变化信息，进而确定设备润滑与磨损状态和相关的故障发生机制。

2.4 振动噪声法

机械设备在动态下(正常状态或异常状态)都会产生振动和噪声。进一步的研究表明: 振动的强弱及其包含的主要频率成份和故障类型、部位和原因等有着密切的联系。一台设计得很好的机器, 它的固有振级也很低。但当机器磨损、基础下沉、部件变形时, 机器的动态性能开始出现各种细微的变化: 轴变得不对中, 部件开始磨损, 转子变得不平衡, 间隙增大。所有这些因素都在振动能量的增加上反映出来。因此, 振动加剧常常是机器要出毛病的一种标志, 而振动是可以从机器的外表面测到的。

过去, 设备工程师根据经验靠手摸、耳听来判断机器是否正常或其故障是否在发展。但今天机器的转速很高, 许多起警告性的振动出现在高频段, 因此, 只有用仪器才能检测出来。做法是: 在机器运行良好的状况下, 具有一个典型的振级和频谱特征。而当机器的故障在发展的时候, 机器的动态过程以及机器零件上的一些作用力也随着变化, 从而影响机器的振动能级和频谱的图形。通过这样的振动的测量和分析, 我们可以知道机器的工作状态的变化以及是否需要维修。因振动法不受背景噪声干扰的影响, 使信号处理比较容易, 故在现代故障诊断技术中应用更加普遍。

2.5 磨损残余物测定法

具有润滑系统或液压系统的循环油路中, 通常携带着大量的磨损残余物(磨粒), 这些磨粒的数量、大小、几何形状及成份等反映了机器的磨损部位、程度和性质, 如根据我们观测到的滚动兼滑动疲劳磨粒的铁谱图, 可确定齿轮产生疲劳失效。这种方法目前应用领域较宽, 在工程机械、飞机发动机、矿山、冶金等行业都取得了良好的效果。

2.6 机器性能参数测定法

这是一种辅助的手段, 通过测量机器的性能参数判定机器的运行状态是否离开正常工作范围, 从而为故障诊断提供一个佐证。

三、设备维修体制发展

设备维修体制发展至今已经历了四个时期：第一时期是事后维修制，第二时期是预防维修，第三时期是生产维修。第四时期是状态维修，在以状态维修为主要特征的第四历史时期，还并存有综合工程学（Terotechnology）和全员生产维修（Total production maintenance）以及“以利用率为中心的维修”、“可靠性维修”、“费用有效维修”等。

尽管当今世界存在多种设备维修体制，设备的技术进步飞快，分别朝着集成化、大型化、连续化、高速化、精密化、自动化、流程化、综合化、计算机化、超小型化、技术密集化的方向发展。先进的设备与落后的维修能力的矛盾将日益严重地困扰着企业，成为企业前进的障碍。但都有一个共同特征。将这一共同特征体现得最全面最密切就要算是状态维修。

四、结论

综上所述, 我们可以得出这样的结论: 对于现代化设备来说, 不出故障是很难做到的, 问题在于早期发现, 防患于未然, 而以时间为基础的定期维修方式必然要过渡到以状态为基础的状态监测维修制度，注重企业的文化和人的主观能动性，突出技术性和经济性，把设备故障消灭在萌芽的状态之中。。

参考文献：

1.《机械故障诊断技术》，2008年，机械工业出版社

2.《机械故障诊断基础》，2003年，冶金工业出版社

3.《设备振动分析与故障诊断技术》，2007年，科学出版社

4.《设备诊断技术讲座资料》，1997年，中国工程协会

5.《机械工程测试技术》，2004年，机械工业出版社

二、QNFS-50-2型2#发电机组是神火铝电有限责任公司发电厂的重要设备，

2004年3月初线路检修后投入运行时，突然产生了较大的异常振动。为迅速查

出该发电机组的故障和振源，确定其严重程度及是否需要立即停机修理，我们使

用河南狮鼎股份有限公司生产DCPS08A数据采集与分析处理系统进行了检测，

其发电机组测点简图见图1。汽轮机的型号为N50-8.83-2，通过刚性联轴器与发电机相连，转速为3 000r/min.

一、检测对比分析

2004年3月4日，在图1所示的各测点上检测，经与机组运行正常时的2004年2月26日检测结果对比发现，测点2和3处的振值显著增加，且测点3处振值增加量大于测点2处振值增加量。因此，选测点3的检测结果予以分析。鉴于测点3的振动速度有效值在水平、垂直、轴向三个方向上，呈现有V水平＞V轴向＞V垂直的规律性，为此特以测点3水平方向的检测结果进行对比分析。

请结合上面时域波形及频谱对该发电机进行分析，并做出判断，确认是否需要马上停机，以及对出现异常的问题进行诊断。

1．时域图分析

由图2可见，机组运行正常时，测点3时域图上显示最大振动速度有效值

V

RMS

=0.7mm/s，时域波形呈现为比较规则的正弦波；而在图3中，发电机组运行正常时的

规则正弦波受到了破坏，其波形呈现转子工频f

r 和2f

r

的叠加波形，其波形上半周呈现

出明显的M型，最大振动速度有效值V

RMS

=5.6mm/s，是发电机组正常振值的8倍。

据有关资料介绍，对于具有明显

特征的波形，可直接用来对设备故障

作出初步判断。分析波形有助于区分

不同故障。一般说来，单纯不平衡的

振动波形基本上是正弦式的；单纯不

对中的振动波形比较稳定、光滑、重

复性好，呈现“M”型；转子组件松动

及干摩擦产生的振动波形比较毛糙、

不平衡、不稳定，出现削波现象；而

自激振动，如油膜涡动、油膜振荡等，

振动波形比较杂乱，重复性差，波动

大。

由图3与图2的时域波形和振动

速度有效值的对比，结合波形分析法

中的规律特征，初步判断是发电机组

转子不对中。

2．频域图分析

由图4可见，发电机转子的工作转频为f r=48.8Hz（频率分辨率为5Hz )，其对应

振动速度有效值V

RMS =0.3mm/s；2f

r

倍频毓=97.7Hz，其对应振动速度有效值为V

RMS

=0. l

mm/s；3、4、5等高次谐波所对应的振动速度有效值均小于0.1mm/s。在图5中可见，

转子的2f

r 、3f

r

倍频处，其对应的振动速度有效值均增加为V

RMS

=1.3mm/s；在工频f

r

和

4f

r 处对应的振值均为V

RMS

=0.9mm/s。可见振动异常时转子2倍频处的振值是正常值的

13倍；其它倍频处的振值也较正常时高数倍。

转子不对中包括轴承不对中和轴系不对中两种情况。轴颈在轴承中偏斜称为轴承不

对中，其本身不会产生振动，主

要影响到油膜性能的好坏。在转

子不平衡情况下，由于轴承不对

中对不平衡的反作用，可出现工

频径向和轴向振动。机组各转子

之间用联轴器连接时，如未处在

同一直线上，称为轴系不对中。

通常所说不对中多指轴系不对

中。用刚性联轴器连接的转子，

不对中时往往既有轴线平行位

移，又有角度位移，所受力既有

径向交变力又有轴向交变力，因

而会产生2倍频径向振动和轴向

同频振动。

依据图5和图4的对比结果，

参照转子不对中故障时的振动特

征，结合2#发电机组测点3处频谱特征主要表现为转子转频的两倍，且伴有一次及高

次谐波，可判断发电机组转子不对中。

二、故障诊断结论和振源分析

1．诊断结论

根据以上时域图和频域图的分别对比分析，可推断发电机组转子存在不对中故障，即发电机转子与汽轮机转子轴系不对中。参照ISO2372-1974(E)振动烈度评定标准，其振值跨入注意区，无需立即停机检修，但应加强监护。

2．振源分析及验证

根据以上时域图和频域图的分别对比分析, 可推断发电机组转子存在不对中故障, 即发电机转子与汽轮机转子轴系不对中。参照振动烈度评定标准, 其振值跨人注意区, 无需立即停机检修, 但应加强监护。, 振源分析及验证造成轴系不对中的原因除有设

计和安装问题外, 运行中的许多因素也会导致产生新的不对中：

①超负荷运行改变了机组的受力状态和热状态.

②热机保温不良使基础变形不均。

③环境条件改变, 如地基受雨季影响和环境温度变化过剧等.

④软地脚, 即指机组地脚不在同一平面内, 或者机器固定在不均匀的底板上, 拧紧固定螺栓后机器变形和轴承不对中。经分析, 造成发电机组转子不对中的主要原因是热机保温不良使基础变形不均所致。利用计划检修时机, 对发电机组采取了热机保温措施后, 振源消除, 振值显著减小至正常状态值。

参考文献:

1.《机械故障诊断技术》，2008年，机械工业出版社

2.《机械故障诊断基础》，2003年，冶金工业出版社

3.《设备状态监测与故障振动技术及应用》，2002年，机械工业出版社,

4.《大型回转机械诊断现场实用技术》，2003年，机械工业出版社,

5.《机械工程测试技术》，2004年，机械工业出版社