《机械故障诊断技术》机械故障诊断技术
机械故障诊断技术实验报告
E(:,1:4)=[]; %去掉 1 到 4 列
PJ=mean(E);%平均值
YXZ=sqrt(sum(E.^2)/length(E));%有效值
JF= YXZ^2;%均方值
YD= YXZ /PJ;%裕度指标
WD=sum((abs(E)-PJ).^3)/length(E)/(YXZ.^3);%歪度指标
2.转子实验台转速测量 磁电式传感器实质上是电涡流传感器，通过电涡流效应进行工作。当轮齿接
近传感器和离开传感器时，都会产生大小不同的脉冲信号，通过采集这些信号就 可以进行后续的数据分析，进而测量出回转系统的运行速度。
将磁电传感器安装在转子试验台上专用的传感器架上，使其探头对准测速用 15 齿齿轮的中部，调节探头与齿顶的距离，使测试距离为 1mm。在已知发讯齿轮 齿数的情况下，测得的传感器输出信号脉冲的频率就可以计算出测速齿轮的转 速。如设齿轮齿数为 N，转速为 n，脉冲频率为 f，则有：n=f/N 。
机械故障诊断技术实验
图 4 转子实验台轴心轨迹测量 图 5 转子实验台转速测量
图 6 转子实验台转子振动噪声测量
6
图 1 基于速度的振动测量的幅频谱图
转子实验台转子振动噪声测量
1、噪声测量结果计算如下
Matlab 程序代码：
首先把测量的数据拷入 Matlab 中安装目录下的 bin 文件下的以文件名为
data 的.txt 格式中。然后直接调用其中的数据进行构成矩阵。
clear all %清楚变量
E=importdata('data.txt');%提取 data.txt 的数据构成矩阵 E
QD=sum((abs(E)-PJ).^4)/length(E)/(YXZ.^4);%峭度指标
机械故障诊断技术简介
机械故障诊断技术简介机械故障诊断技术是一门研究机械设备故障原因及排故的学科。
机械故障诊断技术属于计算机诊断技术的一种，它在现代生产技术中起着越来越重要的作用。
机械故障诊断技术通过对机械设备故障的检查、对特定故障的分析等方式，给出机械故障原因以及应采取的措施，以达成故障的消除。
机械故障诊断技术的基本方法可以分为两类：一类是利用观察手段，通过对机械产品外观及内部结构检查，判断机械故障原因；另一类是利用计算机技术，经过计算机数据处理系统对机械系统控制模式或现场环境状态的分析，最终判断出机械故障的原因。
无论采用哪种方法，机械故障诊断技术均包括设备故障检查、系统故障分析和措施推断三个主要部分。
设备故障检查是机械故障诊断的第一步，其主要作用是对机械设备进行现场检查，对故障现象进行初步确定，以及对故障现象所影响的部分进行析出。
可以采用观察检查、排查检查和试验检查等方法，以确定故障部位及潜在故障，为下一步系统故障分析提供依据。
系统故障分析是机械故障诊断的核心，其主要任务是对机械故障原因进行详细分析，以确定机械故障源头。
此外，系统故障分析还要求评估影响故障的其他因素，以排除可能的非故障原因。
机械故障诊断技术的最后一步是措施推断，其主要任务是根据系统故障分析的结果，提出针对性的维修方案，以消除故障。
对于同一类故障，可以综合考虑其发生的原因，通过分析排除故障源，给出有效的措施，从而达成故障消除的目的。
机械故障诊断技术在工业生产中占据着重要地位，它可以有效地检测机械设备的故障原因，提出合理的排除方案，从而减少机械设备的维修成本，缩短设备维修时间，提高机械设备的使用寿命。
在未来，随着技术的进步，机械故障诊断技术将有望进一步改善，以满足不断发展的工业需求。
总之，机械故障诊断技术既是一种重要的技术学科，又是一种有效的企业管理工具。
它可以有效地帮助企业解决机械设备故障，并有效降低企业维修成本，提高企业效率和利润。
机械设备故障诊断技术及方法
机械设备故障诊断技术及方法
机械设备故障诊断技术及方法包括以下几种：
1.经验诊断法：基于经验推理，通过对已知故障的分析，对新问题进
行判断和诊断。
但该方法受限于经验的丰富性和专业性。
2.故障树分析法（FTA）：将机械设备的故障按照原因和后果的逻辑
关系绘制成树状结构，以便确定故障的根本原因和可能的组合条件。
3.事件树分析法（ETA）：与FTA类似，但是从事件的发生过程角度
切入。
通过对事件的因果关系进行分析，以确定故障的可能原因。
4.信号处理法：通过采集机械设备运行过程中的各种信号，比如温度、压力、振动等，进行分析和处理，以确定故障原因。
该方法适用于那些难
以进行物理实验的设备。
5.模型建立法：建立机械设备运行模型，并通过模型分析来确定故障
原因。
该方法需要丰富的模型知识和数据。
综上所述，机械设备故障诊断技术及方法各有优缺点，选用合适方法
需要根据具体情况灵活运用。
《机械设备故障诊断技术》(设备故障诊断)
机械设备故障诊断技术
1.1.1 设备故障诊断的含义和特性
2. 设备故障诊断的特性
（1）多样性
化工过程装置 静设备：如换热器、传质容器、反应器、变换器、塔设备等 动设备：如旋转机器和往复机器等 设备结构不同，工艺参数各异，制造安装差异 使用环境不同，产生各种故障
如离心式、轴流式压缩机、烟气轮机：
工艺气体粉料（催化剂），转子不平衡、振动、摩擦、磨损故障
3.7 高速旋转机械不稳定自激振动故障的分析方法
4 往复式压缩机的故障分析和管道振动 4.1 往复式压缩机的故障类型与故障原因； 4.2 示功图及阀片运动规律的测量与故障分析
4.3 压缩机的气流压力脉动与管道振动
5 齿轮故障诊断 5.1 齿轮常见故障；
5.2 齿轮故障振动的诊断；
5.3 齿轮故障噪声的诊断
机械设ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ故障诊断技术
1.1.1 设备故障诊断的含义和特性
1. 设备故障诊断的含义 应用现代测试技术、诊断理论方法 识别诊断设备故障机理、原因、部位和程度 根据诊断结论，确定设备维修方案和防范措施
设备故障：设备丧失工作效能程度，设备丧失规定性能状态
诊 断：用测试分析技术和故障识别方法
确定故障性质、程度、类别和部位，研究故障机理的学科
1.2 设备故障的类型和状态监测技术
2 故障诊断的信号处理方法 2.1 信号处理基础知识； 2.2 旋转机械常用的振动信号处理图形； 2.3 信号的时频分析
3 旋转机械故障诊断 3.1 转子不平衡故障诊断；3.2 转子不对中故障诊断；3.3 滑动轴承故障诊断
3.4 转子摩擦故障诊断； 3.5 浮动环密封故障诊断；3.6 叶片式机器中流体激振故障诊断
机械设备故障诊断技术
机械故障诊断技术简介
机械故障诊断技术简介
机械故障诊断技术是指利用先进的计算机技术、传感器技术和诊断算法，对机械设备进行精准的故障诊断。
其特点是以机械故障为核心，融合多种信息技术手段结合高效算法，快速准确地判定机械设备的故障原因。
机械故障诊断技术的应用范围广泛，可以用于汽车、电子设备、机床、船舶、飞机等领域。
机械故障诊断技术主要包括以下几个方面：
1.传感器技术：通过安装各种传感器，采集机械设备的运行数据，如转速、电压、电流、温度、压力等信息。
2.信号处理技术：对传感器采集到的信号进行处理，如滤波、降噪、增益等，以提高信号的质量和准确性。
3.特征提取技术：将信号转化为特征向量，通过数学模型来判定不同特征间的关系，并分析出某些特征与机械故障之间的关联。
4.数据挖掘技术：应用数据挖掘算法，从机械设备的历史数据中找出规律和趋势，以预测机械故障的发生。
5.诊断算法：根据机械设备的特征向量和历史数据，采用不同的诊断算法，如神经网络、支持向量机、朴素贝叶斯等，来实现故障的诊断。
在实际应用时，机械故障诊断技术需要根据具体的应用场景进行调整和优化，以达到更好的诊断效果。
机械故障诊断技术
1.构成一个确定性振动的三个基本要素是什么?答：构成一个确定性振动有三个基本要素，即振幅s、频率f和相位φ。
2. 机械故障诊断包括哪几个方面的内容？答：机械故障诊断的内容包括以下三个方面 1、运行状态的检测： 2、设备运行状态的趋势预报 3、故障类型、程度、部位、原因的确定:3.按照振动频率的高低，通常把振动分为哪三种类型？在各类新中主要测量的是什么物体？为什么？答：（1）按振动频率分为高频振动、中频振动和低频振动三种；（2）低频范围：测量位移量。
因为在低频范围造成破坏的主要因素是应力的强度，位移量是与应变，应力直接相关的参数；中频范围：测量速度量。
因为振动部件的疲劳进程与振动速度成正比，振动能量与振动速度的平方成正比，在这个范围内，零件主要表现为疲劳破坏。
高频范围：测量加速度。
加速度表示振动部件所受冲击力的强度。
冲击力的大小与冲击的频率与加速度值正相关4.形成噪声干扰必须具备哪些要素？抑制噪声干扰的方法有哪些？答：（1）必须具备噪声源；对噪声敏感的接收电路及噪声源接受电路间耦合通道三个要素。
（2）解决方法：降低噪声源的强度，使接收电路对噪声不敏感；抑制或切断噪声源与接受电路间的耦合通道5.在观察频谱图作故障诊断分析时，应注意哪些要点？答：1、注意那些幅值比过去有显著变化的谱线，分析它的频率对应着哪一个部件的特征频率。
2、观察那些幅值较大的谱线（它们是机械设备振动的主要因素），关注这些谱线的频率所对应的运动零部件。
3、注意与转频有固定比值关系的谱线（它们是与机械运动状态有关的状态信息），注意它们之中是否存在与过去相比发生了变化的谱线6、旋转机械常见的故障有哪些？答：1）、转子-轴承系统不稳定； 2)、转子不平衡振动 ;3)、转子、联轴器不对中振动 ; 4)、转轴弯曲故障 ; 5)、转轴横向裂纹故障; 6）、连接松动故障； 7）、碰摩故障; 8）、喘振。
7. 点巡检制度设备诊断模式是指什么？“五定”作业制度是什么？答：（1）采用便携式仪器，对设备进行定期的巡检，记录所测定的参数，根据时间历程的数据进行故障判断、劣化趋势分析，这类模式称为点巡检制度，（2）“五定”作业制度是定人员、定时间、定测点参数、定测量仪器。
机械故障诊断技术_其他故障诊断技术
如何从复杂的机械设备运行数据中提取出有用的故障特征，是故障诊断技术的关键。目前，一些先进的信号处理和特 征提取方法已经在故障诊断中得到了应用，但仍需要进一步完善和优化。
故障诊断准确性
提高故障诊断的准确性是故障诊断技术一直追求的目标。然而，由于机械设备种类繁多、故障模式复杂 多变等因素，实现高准确性的故障诊断仍然具有很大的挑战性。
光学与声学故障诊断技术
红外热像检测
利用红外热像仪检测设备 表面的温度分布，诊断设 备的过热、接触不良等故 障。
激光干涉测量
利用激光干涉仪测量设备 的微小位移和形变，诊断 设备的机械故障。
声发射检测
通过声发射传感器检测设 备内部裂纹扩展、应力波 等声发射信号，诊断设备 的疲劳、裂纹等故障。
04
机械故障诊断案例分析
故障预测与健康管理技术研究
故障预测与健康管理（PHM）技术是一种新兴的故障诊断 技术，它通过对机械设备的实时监测和数据分析，实现对 设备故障的早期预警和健康管理。未来，PHM技术将成为 故障诊断领域的重要研究方向之一。
THANKS
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多技术融合
将多种故障诊断技术融合起来，形成优势互补，提高故障诊断的全面性和准确性。例如， 将振动分析、油液分析、红外测温等技术相结合，可以对机械设备进行更全面的状态监测 和故障诊断。
故障诊断技术面临的挑战与问题
数据获取与处理
在进行故障诊断时，需要获取大量的机械设备运行数据。然而，由于数据来源多样、数据质量参差不齐等问题，给数 据获取和处理带来了很大的挑战。
压路机振动轮、行走机构和转向系统等部件的故障。
05
其他故障诊断技术应用实例
电气设备故障诊断实例
电机故障诊断
机械故障诊断技术习题参考答案
1参考答案教材设备故障诊断沈庆根、郑水英化学工业出版社2006.3第1版2010.6.28 于电子科技大学1 第1章概论1.1 机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容答机械设备故障诊断所包含的内容可分为三部分。
第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息即信号采集。
采集到的信号还需要用信号分析系统加以处理去除无用信息提取能反映设备状态的有用信息称为特征信息从这些信息中发现设备各主要部位和零部件的性能是处于良好状态还是故障状态这部分内容称为状态监测它包含了信号采集和信号处理。
第二部分是如果发现设备工作状态不正常或存在故障则需要对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别利用专家的知识和经验像医生诊断疾病那样诊断出设备存在的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因这部分内容称为故障诊断。
第三部分称为诊断决策根据诊断结论采取控制、治理和预防措施。
在故障的预防措施中还包括对设备或关键零部件的可靠性分析和剩余寿命估计。
有些机械设备由于结构复杂影响因素众多或者对故障形成的机理了解不够也有从治理措施的有效性来证明诊断结论是否正确。
由此可见设备诊断技术所包含的内容比较广泛诸如设备状态参数力、位移、振动、噪声、裂纹、磨损、腐蚀、温度、压力和流量等的监测状态特征参数变化的辨识机器发生振动和机械损伤时的原因分析故障的控制与防治机械零部件的可靠性分析和剩余寿命估计等都属于设备故障诊断的范畴。
1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。
答1、可以带来很大的经济效益。
①采用故障诊断技术可以减少突发事故的发生从而避免突发事故造成的损失带来可观的经济效益。
②采用故障诊断技术可以减少维修费用降低维修成本。
2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。
故障诊断涉及多方面的科学知识诊断工作的深入开展必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。
2 第2章故障诊断的信号处理方法2.1 信号特征的时域提取方法包括哪些答信号特征的时域提取方法包括平均值、均方根值、有效值、峰值、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、偏度指标或歪度指标、偏斜度指标、峭度指标。