电气设备故障诊断方法

范文一：电气设备故障诊断方法

电气设备故障诊断方法

一般性电气故障的分析判定

?确定故障的类型，了解故障产生的原因;

?估算故障的危险程度，预测其发展;

?确定消除故障、恢复和改善机械设备正常状态的方法。

电气故障现象是多种多样的，例如，同一类故障可能有不同的故障现象，不同类故障能是同种故障现象，这种故障现象的同一性和多样性，给查找故障带来了复杂性。但是，故障现象是查找电气故障的基本依据，是查找电气故障的起点，因而要对故障现象仔观察分析，找出故障现象中最主要的、最典型的方面，搞清故障发生的时间、地点、环境等。 1.直接感知有些电气故障可以通过人的手、眼、鼻、耳等器官，采用摸、看、闻、听等段，直接感知故障设备异常的温升、振动、气味、响声、色变等，确定设备的故障部位。 2.仪器检测许多电气故障靠人的直接感知是无法确定部位的，而要借助各种仪器、仪表，对故障设备的电压、电流、功率、频率、阻抗、绝缘值、温度、振幅、转速等等进行量，以确定故障部位。例如，通过测量绝缘电阻、吸收比、价质损耗，判定设备绝缘是否受潮;通过直流电阻的测量，确定长距离线路的短路点、接地点等。

直观检查法

利用眼睛、鼻子、耳朵、手等感觉器官，来进行直接观察，观察温度、声音、颜色、气味有否异常，以判断电源装置的运行情况。通过这种直观，将一些明显的故障能立即诊断出来，或者能帮助我们分析和掌握故障发生的部位、危及范围、严重程度以及元器件损坏情况。就是对那些隐蔽而复杂的故障，通过我们所直接观察到的各种现象，也能为进行诊断和分析提供重要依据，因此，直观是诊断故障的十分重要的第一步。

1.听一听有没有异常的声音。

2.嗅一嗅有没有异常气味，特别是有没有出现绝缘材料烧焦的气味。一般电气部件都由绝缘材料组成，当绝缘材料被通过的大电流(超过额定电流数倍)烧伤或烧焦后，会发出一种刺鼻的臭味，追踪气味的发生处，能帮助我们查找故障源。

3.查一查是否出出异常的温度。各种电源设各，不管是静止型还是旋转型，只要流过电流，就会产生热量，这种热量，使温度上升，但只要不超过额定温升是允许的。电源装置能持续正常的运行，这种温度基本处于饱和状态，变化不会很大。如果发现某元器件或某部位的温度突然升高，发热发烫，出现反常情况，表明可能出现故障或者有故障隐患存在，此时可根据热源去寻找故障点。检测电源装置的温度，通常采用如下几种方法。 (1)用手去摸一摸，赁感觉和经给来判断温度是否发生了异常。平时，要有意识地经常去体验设备的温度，掌握装置正常运行情况下的温度，因此，只要用手去摸一摸(但必须注意安全)，就能知道温度是否超出了允许的最高温度。根据经验，在通常情况下，能够用手摸设备耐受10s左右的温度约为60度。

(2)对一些十分重要的部件或者特别需要监视的部位，可以安放温度计，用温度计来检测和监视它们的温度。

(3)对另外一些需要监视温度的部件或部位，但不便安放温度计，也不能用手摸它。在这种情况下，可以贴上示温片或涂上示温涂料，根据它们的颜色随着温度的变化而发生变化的性能，就可以知道温度是否出现了异常。

4.看一看有没有出现冒烟的情况，是否有被烧焦、烧黄或被烧得发黑的元器件。当过载和短路引起的大电流通过元器件(或零部件)时，轻者将远件烧得发烫，烤得变黄。重者将元器件(或零部件)烧得冒烟、发焦、发黑。对这种情况，可根据损坏的元器件，找出故障点，分析出故障原因。

5.看一看熔断器是否熔断。如果发现熔断器熔断，则应检查一下是哪一相的被熔断。再细细地看一下熔芯被烧断的情况和被熔断的程度。便如，对那些玻璃管熔断器，有的熔芯看上去是被慢慢地熔断的，在被熔断分开的两个断点处显得比较粗壮，头上呈现椭圆形，玻璃管仍然很透明，并且没有任何被损坏的痕迹，也没有任何发黑发黄的现象。这些多数是由于过负载而造成的故障，而且从熔芯开始被熔化到熔芯被熔断，是经过了一定长的时间;而另一种情况则不然，一看就知道熔芯是被快速熔断的，由于流过的电流非常大，带有“爆炸”形式似的，将熔芯烧飞溅在玻璃管的四周，成粉碎性状。玻璃管四周发黄发黑，甚至玻璃管有时被炸破，这种故障，多数是由于短路而造成的。根据不同的短路情况和流过不同大小的短路电流、熔芯被熔化的状态是完全不同的，因此有经验的人一看就知道是短路还是过载。如果

是短路，还能估计出短路发生源是在近处还是在远处。

6.看一看所有的电压表、电流表和频率表的指示值。观察一下它们的指示值是否在规定的范围内，或者是否在正常的指示值内，它们的指针摆动是否稳定和正常。当发现电表的指示值或电表的指针摆动情况发生异常时，表明出现了故障。

7.看一看有没有打火花的痕迹。有些地方由于接触不良，或者由于炭烂和铁粒等导电性灰尘存在，引起打火花，或者由于其他原因引起打火花。打火花也会危及元器件，引起故障。打过火花以后，总会有痕迹存在，可根据痕迹去查故障源。

8.全面扫视一下，有没有明显损坏的元器件，从明故障入手，进一步查清故障。 9.观察一下，是否存在应该动作而又不动作的继电器和接触器，或者虽然动作了，但吸合不可靠，时而吸合，时而又释放。或者继电器和接触器虽然得电吸合了，但其常开触头闭合不良，或者常闭触头断开不良。反之，继电器和接触器的线圈虽然失电了，但其动合触点不断开或其动断触点闭合不良;同时也观察一下是否存在不该动作的继电器和接触器发生了动作(即出现误动作)。即一方面观察触头动作情况，另一方面也可以听听触头动作声音，必要时可借助万用表来进行检测。

查一查有没有断线现象，或者有没有被损伤的导线。特别要仔细观察一下导线的绝缘外皮10.

有没有损坏，有没有大电流流过导线而使其发热，导致导线外皮绝缘被熔的现象，这能帮助我们判断故障的性质和寻找故障源。

11.查一查有没有松动的连接螺丝和接插件(或转插件)。在长期的运行过程中，由于振动而引起连接螺丝、接插件的松动，只要有松动，就会发生接触不良，另外，由于日久引起弹簧的弹力不足，或者由于氧化等原因引起插头与插座之间接触不良。只要有接触不良，就会出现间隙性的无规律的故障。

12.查一查有没有发生变形、裂缝和损伤的元器件。

13.查一查有没有虚焊或者焊点脱落现象。只要查出虚焊或焊点脱落的地方，故障源也就不难找到了，因为虚焊造成接触不良，焊点脱落造成断路，它们直接酿成故障。 14.查一查有没有被腐蚀生锈的触点。被腐蚀氧化后发出铜绿，也有一些出现灰褐色，变得粗糙和凹凸不平。发生氧化后，接触电阻增大，接触也就不良。

(二)仪表、仪器测量法

仪表、仪器测量法是用电气仪表测量某些电参数的大小，经与正常的数值对比后，来确定故障部位和故障原因。

仪表、仪器测量法的具体方法如下:

1.测量电压法用万用表交流500v档测量电源、主电路线电压以及各接触器和继电器线圈、各控制回路两端的电压。若发现所测处电压与额定电压不相符合(超过10%以上)，则是故障可疑处。

2.测量电流法用钳形电流表或交流电流表测量主电路及有关控制回路的工作电流。若所测电流值与设计电流值不符(超过10%以上)，则该相电路是故障可疑处。

3.测量电阻法即断开电源后，用万用表欧姆档测量有关部位电阻值。若所测电阻值与要求的电阻值相差较大，则该部位极有可能就是故障点。一般来讲，触头接通时，电阻值趋于“0”，断开时电阻值“"?”;导线连接牢靠时连接处的接触电阻亦趋近于“0”，连接处松脱时，电阻值则为“?”;各种绕组(或线圈)的直流电阻值也很小，往往只有几欧姆至几百欧姆，而断开后的电阻值为“?”。

4.测量绝缘电阻法即断开电源，用绝缘电阻表测量电器元件和线路对地以及相间绝缘值，电器绝缘层绝缘电阻应根据电压等级而确定绝缘电阻值。绝缘电阻值过小，是造成相线与地、相线与相线，相线与中性线之间漏电和短路的主要原因，若发现这种情况，应着重予以检查处理。

(三)其他诊断法

1.对可疑对象进行重点检查

在第一步直观检查中，凡发现可疑的对象，或者对那些容易损坏的娇脆的元器件进行重点检查。一般通过对它们的检查最容易发现故障，效果比较好。即便通过对它们的检查未发现故障，但对排除故障疑点，缩小了故障的范围也有一定的作用。

2.替换试探法

用相同的元器件分别去替换有故障嫌疑的元器件，看看故障是否被消除。以此方法，逐步查找，逐步缩小故障范围，对最终暴露故障所起的效果很好，排障效率比较高。 3.对比法

采用对比法能快速找出故障，这是通常采用的一种故障诊断方法，其效果很好，方法也比较简便。

4.分段切割查找

对一些故障现象复杂、问题很多、涉及面很广，故障范围又不明的疑难故障，宜采用分段切割的方法来查找。它能分割故障，化复杂为简单，缩小故障范围，容易诊断。这种方法更适用于闭环系统，如果在闭环系统中产生故障，可将反馈环节的连接线断开，使闭环系统成为开环系统。再进行观察检查，分析判断故障是发生在开环系统中还是反馈系统中。如果初步判断故障发生在开环系统中，则对开环系统进行逐级检查，找出故障部位，直至故障点。如果开环系统没有问题，则表明故障就发生在反馈系统，故障范围就缩小了，有助于加速查出故障点。

5.逐级类推检查

根据不同情况，可以从输出端开始，逐级往前类推检查，也可以从输入端开始逐级往后类推检查，直至暴露故障为止。但无论采用哪一种检查方法，一般都道先检查该级的输出电压和输出电流。如果输出电压值、输出电流值都正常的话，则表示这一级的工作状态都正常，故障点不在这一级，而在它的前面(或后面)。因此也用不着再去检查这一的输入电压、输入电流及其它，可以直接往前级(或后级)推进，去检查上一级(或下一级)。 6.敲击振动

在制造时由于虚焊，造成接触不良，或者在使用过程中由于周围环境条件差，导致元器件、触点、触头腐蚀生锈，引起接触不良，造成电源装置运行时好时坏，发生无规则的间隙性故障。为了暴露故障和故障发生源，可使用敲击振动法。在做敲击振动时，可一个部分一个部分地进行，不要几个部分同时进行敲击，这样便于暴露故障源。

范文二：设备故障诊断方法步骤

设备故障诊断方法步骤

一、了解诊断对象(技术准备)

1、了解机器的工作原理和运行特性，包括:主要零部件的运动方式---旋转运动还是往复运动;机器的运动特性---平稳运动还是冲击性运动;转子运行速度---低速<600rpm、中速600,60000rpm;高速>60000rpm;匀速还是变速;机器平时正常运行时及振动测量时的工况参数值如工作压力、流量、转速、温度、电流、电压等。

2、了解设备结构特点，搞清楚设备的基本组成部分及其连接关系。即三大组成部分:原动机、工作机和传动系统。要分别查明它们的型号、规格、性能参数及连接的形式，画出结构简图。特别要求查明各主要零部件(尤其是运动零件)的型号、规格、结构参数及数量等，并在结构图上标明。这些零件包括:轴承类型及型号、齿轮齿数、叶轮叶片数、带轮直径、联轴器形式等。

3、了解设备主要技术档案资料:如:功率、工作转速、临界转速等。还包括设备主要设计参数，质量验收标准和性能指标，出厂检验记录，厂家提供的有关设备常见故障分析处理的资料;以及投产日期，运行记录，事故分析记录，大修记录等。

4、了解机器的工作条件有:载荷性质---均载、变载还是冲击负载;工作介质---有无尘埃、颗粒性杂质或腐蚀性气(液)体;周围环境---有无严重的干扰(或污染)源存在---如振源、热源、粉尘等。

5、根据相关标准，查得设备基础是刚性还是弹性基础，结合振动判断标准，了解设备运行状况。计算出相关部件的特征频率，转频、倍频、叶片通过频率、齿轮啮合频率等。二、确定诊断方案(测量):

1、选择布置测点要求?对振动反应敏感点，尽可能靠近振源，避开或减少信号在传递通道上的界面、空腔或隔离物(如密封填料等)，最好让信号成直线传播，减少信号在传递过程中的能量损耗。?选择振动信号比较集中的部位，以便获得更多的状态信息。

?所选测点要服从于诊断目的，诊断目的不同，测点也应随之改换位置如诊断风机转子是否平衡或其它故障应选择4#和3#测点、要诊断电机转子或其它故障应选择1#和2#测点。?测点必须有足够的空间用来安置传感器，并保证有良好的接触。测点部位还应有足够的刚度。?由于现场振动测量是在设备运转的情况下进行的，所以在安置传感器时必须确保人身和设备安全。对不便操作或操作起来存在安全隐患的部位，一定要有可靠的安保措施，否则只好暂时放弃。

通常轴承是首选测点，此外、设备的地脚、机壳、缸体、进出口管道、阀门、基础等部位也是振动的常设测点。

2、设定测量参数

振动测量要求选用对故障反映最敏感的诊断参数来进行测量，这种参数被称为“敏感因子”就是当机器状态发生小量变化时特征参数却发生较大的变化。因此、对每一个故障信号确定一个敏感因子是不可能的。人们在诊断实践中总结出一条普遍性原则，即根据诊断对象振动信号的频率特征来选择诊断参数。常用的振动测量参数有加速度、速度、位移，一般按下列原则选用:低频振动<100hz采用位移;中频振动10,1000hz采用速度;高频振动>1000Hz采用加速度。

3、估计频率和振幅

振动测量前，对所测振动信号的频率范围和幅值大小要作一个基本的估计，为选择传感器、测量仪器和测量参数、分析频带提供依据，同时防止漏检某些可能存在的故障信号而造成误判或漏诊。预计振动频率和幅值可采用下面几种简易方法:

?根据长期积累的现场诊断经验，对各类常见多发故障的振动特征频率和幅值作一个基本估计。

?根据设备的结构特点、性能参数和工作原理计算出某些可能发生的故障特征频率。

?利用便携式振动测量仪，在正式测量前进行分区多点搜索测试，发现一些振动烈度较大的部位，再通过改变测量频段和测量参数进行多次测量，也可以大致确定其敏感频段和幅值范围。

?广泛搜集诊断知识，掌握一些常用设备的故障特征频率和相应的幅值大小。 4、选择与安装传感器

用于振动测量的传感器有三种类型，一般都是根据所测量的参数类别来选用:测量位移采用涡流式位移传感器;测量速度采用电动式速度传感器;测量加速度采用压电式加速度传感器。由于压电式加速度传感器的频响范围比较宽10KHz，所以现场测量时在没有特殊要求的情况下，常用它同时测量位移、速度、加速度三个参数，基本上能满足要求。振动测量不但对传感器的性能质量有严格要求，对其安装形式也很讲究，不同的安装形式适用不同的场合。其中以采用钢制螺栓安装最为理想。

但对大范围测试时，以采用永久性磁座安装最简便。

5、选择诊断仪器

测振仪器的选择除了重视质量和可靠性外，最主要的还是要考虑两条: ?仪器的频率范围要足够宽，要求能记录下信号内所有重要的频率成分，一般在10,1000Hz或更宽一些。对于预示故障来说，高频成分是一个重要信息，机械早期故障首先在高频中出现，待到低频段出现异常时，故障往往已经发生了。所以，仪器的频率范围要能覆盖高频、低频各个频段。

, ?要考虑仪器的动态范围。要求测量仪器在一定的频率范围内能对所有可能出现

的振动数值，从最高到最低均能保证一定的显示或记录精度。这种能够保证一定精度

的数值范围称为仪表的动态范围。对多数机械来说，其振动水平通常是随频率而变化

的

下面是赠送的合同范本，不需要的可以编辑删除～～～～～～

教育机构劳动合同范本

为大家整理提供，希望对大家有一定帮助。

一、_________ 培训学校聘请_________ 籍_________ (外文姓名)_________ (中文姓名)先生/女士/小姐为_________ 语教师，双方本着友好合作精神，自愿签订本合同并保证认真履行合同中约定的各项义务。

二、合同期自_________ 年_________ 月_________ 日起_________ 年_________ 月_________ 日止。

三、受聘方的工作任务(另附件1 )

四、受聘方的薪金按小时计，全部以人民币支付。

五、社会保险和福利:

1.聘方向受聘方提供意外保险。(另附2 )

2.每年聘方向受聘期满的教师提供一张_________ 至_________ 的来回机票(金额不超过人民币_________ 元整)或教师凭机票报销_________ 元人民币。

六、聘方的义务:

1.向受聘方介绍中国有关法律、法规和聘方有关工作制度以及有关外国专家的管理规定。

2.对受聘方提供必要的工作条件。

3.对受聘方的工作进行指导、检查和评估。

4.按时支付受聘方的报酬。

七、受聘方的义务:

1.遵守中国的法律、法规，不干预中国的内部事务。

2.遵守聘方的工作制度和有关外国专家的管理规定，接受聘方的工作安排、业务指导、检查和评估。未经聘方同意，不得兼任与聘方无关的其他劳务。

3.按期完成工作任务，保证工作质量。

4.遵守中国的宗教政策，不从事与专家身份不符的活动。

5.遵守中国人民的道德规范和风俗习惯。

八、合同的变更、解除和终止:

1.双方应信守合同，未经双方一致同意，任何一方不得擅自更改、解除和终止合同。

2.经当事人双方协商同意后，可以变更、解除和终止合同。在未达成一致意见前，仍应当严格履行合同。

3.聘放在下述条件下，有权以书面形式通知受聘方解除合同:

a 、受聘方不履行合同或者履行合同义务不符合约定条件，经聘方指出后，仍不改正的。

b 、根据医生诊断，受聘放在病假连续30天不能恢复正常工作的。

4.受聘方在下述条件下，有权以书面形式通知聘方解除合同:

a 、聘方未经合同约定提供受聘方必要的工作条件。

b 、聘方未按时支付受聘方报酬。

九、本合同自双方签字之日起生效，合同期满后即自行失效。当事人以方要求签订新合同，必须在本合同期满90天前向另一方提出，经双方协商同意后签订新合同。受聘方合同期满后，在华逗留期间的一切费用自理。

十、仲裁:

当事人双方发生纠纷时，尽可能通过协商或者调解解决。若协商、调解无效，可向国家外国专家局设立的外国文教专案局申请仲裁。

本合同于_________ 年_________ 月_________ 日在_________ 签订，一式两份，每份都用中文和_________ 文写成，双方各执一份，两种文本同时有效。

聘方(签章)_________

受聘方(签章)_________

签订时间: 年月日

二手房屋买卖合同范本由应届毕业生合同范本

卖方:_______________(简称甲方)

身份证号码:_____________________

买方:_______________(简称乙方)

身份证号码:_____________________

根据《中华人民共和国经济合同法》、《中华人民共和国城市房地产管理法》及其他有关法律、法规之规定，甲、乙双方在平等、自愿、协商一致的基础上，就乙方向甲方购买房产签订本合同，以资共同信守执行。

第一条乙方同意购买甲方拥有的座落在______市_____区________________________

拥有的房产(别墅、写字楼、公寓、住宅、厂房、店面)，建筑面积为_____平方米。(详见土地房屋权证第_______________号)。

第二条上述房产的交易价格为:单价:人民币________元/平方米，总价:人民币___________元整(大写:____佰____拾____万____仟____佰____拾____元整)。本合同签定之日，乙方向甲方支付人民币__________元整，作为购房定金。

第三条付款时间与办法:

1、甲乙双方同意以银行按揭方式付款，并约定在房地产交易中心缴交税费当日支付

首付款(含定金)人民币____拾____万____仟____佰____拾____元整给甲方，剩余房款人

民币____________元整申请银行按揭(如银行实际审批数额不足前述申请额度，乙方应在

缴交税费当日将差额一并支付给甲方)，并于银行放款当日付给甲方。

2、甲乙双方同意以一次性付款方式付款，并约定在房地产交易中心缴交税费当日支

付首付款(含定金)人民币____拾____万____仟____佰____拾____元整给甲方，剩余房款

人民币____________元整于产权交割完毕当日付给甲方。

第四条甲方应于收到乙方全额房款之日起____天内将交易的房产全部交付给乙方使用，并应在交房当日将_________等费用结清。

第五条税费分担甲乙双方应遵守国家房地产政策、法规，并按规定缴纳办理房地产过户手续所需缴纳的税费。经双方协商，交易税费由_______方承担，中介费及代办产权过户手续费由______方承担。

第六条违约责任甲、乙双方合同签定后，若乙方中途违约，应书面通知甲方，甲方应在____日内将乙方的已付款不记利息)返还给乙方，但购房定金归甲方所有。若甲方中途违约，应书面通知乙方，并自违约之日起____日内应以乙方所付定金的双倍及已付款返还给乙方。

第七条本合同主体

1.甲方是____________共______人，委托代理人________即甲方代表人。

2.乙方是____________，代表人是____________。

第八条本合同如需办理公证，经国家公证机关____公证处公证。

第九条本合同一式份。甲方产权人一份，甲方委托代理人一份，乙方一份,厦门市房地产交易中心一份、________公证处各一份。

第十条本合同发生争议的解决方式:在履约过程中发生的争议，双方可通过协商、诉讼方式解决。

第十一条本合同未尽事宜，甲乙双方可另行约定，其补充约定经双方签章与本合同同具法律效力。

第十二条双方约定的其他事项:

出卖方(甲方):_________________ 购买方(乙方):__________________

身份证号码: __________________ 身份证号码: ___________________

地址:___________________ 地址:____________________

邮编:___________________ 邮编:____________________

电话:___________________ 电话:____________________

代理人(甲方):_________________ 代理人(乙方): _________________

身份证号码: ___________________ 身份证号码: ___________________

鉴证方:

鉴证机关:

地址:

邮编:

电话:

法人代表:

代表:

经办人:

日期: 年月日

鉴证日期:_______年____月____日

范文三：机床设备故障诊断方法

数控机床电气故障诊断有故障检测、故障判断及隔离和故障定位三个阶段。第一阶段的故障检测就是对数控机床进行测试, 判断是否存在故障; 第二阶段是判定故障性质, 并分离出故障的部件或模块; 第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板, 以缩短修理时间。为了及时发现系统出现的故障, 快速确定故障所在部位并能及时排除, 要求故障诊断应尽可能少且简便, 故障诊断所需的时间应尽可能短。为此, 可以亿达渤润建议用以下的诊断方法:

直观法

利用感觉器官, 注意发生故障时的各种现象, 如故障时有无火花、亮光产生,有无异常响声、何处异常发热及有无焦煳味等。仔细观察可能发生故障的每块印制线路板的表面状况, 有无烧毁和损伤痕迹,以进一步缩小检查范围,这是一种最基本、最常用的方法。

CNC 系统的自诊断功能

依靠 CNC 系统快速处理数据的能力,对出错部位进行多路、快速的信号采集和处理, 然后由诊断程序进行逻辑分析判断, 以确定系统是否存在故障, 及时对故障进行定位。现代 CNC 系统自诊断功能可以分为以下两类:

(1) 开机自诊断开机自诊断是指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态为止, 系统内部的诊断程序自动执行对 CPU 、存储器、总线、 I/O单元等模块、印制线路板、 CRT 单元、光电阅读机及软盘驱动器等设备运行前的功能测试, 确认系统的主要硬件是否可以正常工作。

(2) 故障信息提示当机床运行中发生故障时,在 CRT 显示器上会显示编号和内容。根据提示, 查阅有关维修手册, 确认引起故障的原因及排除方法。一般来说,数控机床诊断功能提示的故障信息越丰富, 越能给故障诊断带来方便。但要注意的是, 有些故障根据故障内容提示和查阅手册可直接确认故障原因;而有些故障的真正原因与故障内容提示不相符, 或一个故障显示有多个故障原因, 这就要求维修人员必须找出它们之间的内在联系, 间接地确认故障原因。

数据和状态检查

CNC 系统的自诊断不但能在 CRT 显示器上显示故障报警信息,而且能以多页的 “ 诊断地址 ” 和 “ 诊断数据 ” 的形式提供机床参数和状态信息, 常见的数据和状态检查有参数检查和接口检查两种。

(1) 参数检查数控机床的机床数据是经过一系列试验和调整而获得的重要参数,是机床正常运行的保证。这些数据包括增益、加速度、轮廓监控允差、反向间隙补偿值和丝杠螺距补偿值等。当受到外部干扰时,会使数据丢失或发生混乱,机床不能正常工作。

(2) 接口检查 CNC 系统与机床之间的输入 /输出接口信号包括 CNC 系统与 PLC 、 PLC 与机床之间接口输入 /输出信号。数控系统的输入 /输出接口诊断能将所有开关量信号的状态显示在 CRT 显示器上,用 “1” 或 “0” 表示信号的有无,利用状态显示可以检查 CNC 系统是否

已将信号输出到机床侧,机床侧的开关量等信号是否已输入到 CNC 系统,从而可将故障定位在机床侧或是在 CNC 系统。

报警指示灯显示故障

现代数控机床的 CNC 系统内部,除了上述的自诊断功能和状态显示等 “ 软件 ” 报警外, 还有许多 “ 硬件 ” 报警指示灯, 它们分布在电源、伺服驱动和输入 /输出等装置上, 根据这些报警灯的指示可判断故障的原因。

备板置换法

利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板,是一种快速而简便的判断故障原因的方法,常用于 CNC 系统的功能模块,如 CRT 模块、存储器模块等。需要注意的是,备板置换前, 应检查有关电路, 以免由于短路而造成好板损坏, 同时,还应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原模板一致,有些模板还要注意模板上电位器的调整。置换存储器板后, 应根据系统的要求,对存储器进行初始化操作,否则系统仍不能正常工作。

交换法

在数控机床中, 常有功能相同的模块或单元, 将相同模块或单元互相交换, 观察故障转移的情况, 就能快速确定故障的部位。这种方法常用于伺服进给驱动装置的故障检查, 也可用于 CNC 系统内相同模块的互换。

敲击法

CNC 系统由各种电路板组成,每块电路板上会有很多焊点,任何虚焊或接触不良都可能出现故障。用绝缘物轻轻敲打有故障疑点的电路板、接插件或电器元件时,若故障出现, 则故障很可能就在敲击的部位。沧州亿达渤润金属加工油系列产品性能优异, 已广泛应用于中国金属加工行业中的紧固件制造、不锈钢餐具制造、电池壳制造、汽车零部件制造等高端领域。对于冷墩、冲压、挤压、轧制、珩磨、深孔钻、滚齿等高难度金属加工工艺有着极为出色的适用性,在实际应用中得到了客户的充分认可与好评。

测量比较法

为检测方便,模块或单元上设有检测端子,利用万用表、示波器等仪器仪表,通过这些端子检测到的电平或波形, 将正常值与故障时的值相比较, 可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于数控机床具有综合性和复杂性的特点, 引起故障的因素是多方面的。上述故障诊断方法有时要几种同时应用, 对故障进行综合分析, 快速诊断出故障的部位, 从而排除故障。同时,有些故障现象是电气方面的,但引起的原因是机械方面的;反之,也可能故障现象是机械方面的, 但引起的原因是电气方面的; 或者二者兼而有之。因此,对它的故障诊断往往不能单纯地归因于电气方面或机械方面,而必须加以综合,全方位地进行考虑。

范文四：设备故障诊断方法、毕业设计题目：尾气排放超标故障诊断

设备故障诊断方法、毕业设计题目:尾

气排放超标故障诊断

[一 : 毕业设计题目:尾气排放超标故障诊断]

专业:汽车检测与维修

蔡胜虎

车辆故障现象

一辆奥迪a6轿车行驶超过10万km，发动机很好，怠速也稳定，加速也可以，但是尾气很臭。用户反映该车在测量尾气排放的时候，尾气排放指数严重超标。

问诊试车

为了排除此车尾气超标的故障，通过驾驶员和以往的维修经验首先试车，试车发现确实如客户所说，试车的过程中发动机没有问题;怠速、加速稳定;汽车尾气非常臭，尾气排放指数严重超标。

故障分析研究

一、故障原因

1. hc化合物的排放量过大

(1)点火系统缺火或点火能量不足，造成混合气燃烧不充分。

(2)点火时间不准确，检查或调整点火正时。

(3)混合气体过于浓密或者稀疏，可以用co和o2的含量来判定混合气体过于浓密还是过于稀疏;电控系统的传感器有故障也有可能导致混合气体过于浓密或过于稀疏

(4)气缸密封性不良，检查气缸的压缩压力是否正常

(5)配气相位不正确，检查并调整配气相位

(6)三元催化转化器是否有故障，如果有需进行修理或更换

(7)二次空气喷射控制系统存在故障

(8)燃油蒸发控制系统不能正常工作

2.co排放量过大

(1)混合气体过浓，检查空气滤清器是否干净，检查燃油系统压力是否正常，检查喷油器的工作性能，测试输入传感器的数据，检查喷油控制系统的运行情况。

(2)喷油器是否漏油，检查喷油器的密封性。

(3)三元催化转化器是否存在故障，如果有立即更换。

(4)二次空气喷射控制系统是否存在故障。

(5)燃油蒸发控制系统存是否存在故障，如果有进行更换。

(6)pcv系统是否有故障。

3.nox的排放量过大

(1)ecr系统是否存在故障。

(2)输入传感器存在故障会导致混合气体过去稀疏。

(3)检查点火提前角以及点火正时。

(4)燃烧室内有积碳，检查发动机压缩情况。

(5)进气温度过高，应检查进气空气调温系统、增压中冷系统。

(6)发动机温度过高，需要检查故障诊断仪器上的发动机温度情况。

(7)检查配气正时记号、气门间隙等。

4.o2排放量过低

(1)喷油器有故障。

(2)燃油压力比较高。

(3)燃油喷射系统存在故障。

(4)曲轴箱强制通风系统存在故障。

(5)燃油蒸发控制系统存在故障，不能正常工作。

5.o2排放过高

(1)检查是否真有真空泄漏、燃油压力是否过低、喷油器是否堵塞等等。

(2)二次空气喷射系统常喷入不正常的空气，检查该系统的工作情况。

(3)检查排气系统是否存在故障，检查该系统的密封性。

二分析技巧

1.认识汽车尾气排放物

(1)碳氢化合物(hc)

hc排放物本质是没有燃烧的燃油，即使发动机状态很好，点火和燃油系统非常满意的时候，也会产生一些碳氢化合物(hc)。这是因为燃烧室中的火焰到达比较冷的气缸里的时候，火焰前面会被熄灭，从而留下没有燃烧的hc。

(2)一氧化碳(co)

一氧化碳(co)是燃烧的副产品，是汽油在燃烧的时候，混合空去中的氧气不足造成的，所以通知在混合气体比较浓的时候容易产生。所以通常任何造成混合气体偏浓的因素都可以增加co的排放量

(3)氧气(o2)

在一般情况下，空气中含氧量约为百分之二十一，通常在燃烧的时候都是需要消耗氧气的。如果混合气体非常浓的话，空气中所有的氧气都与燃油混合气体参与燃烧，排气中的氧气非常低。当空燃比较稀时，没有足够的燃油与所有进入发动机的空气混合，排气中的氧含量就比较高。

(4) 二氧化碳(co2)

可燃物燃烧之后产生的主要物质就是二氧化碳和水。二氧化碳是燃烧之后产生出来的，燃烧不好，二氧化碳排放就比较低。在一般的时候。二氧化碳排放量是最高的

(5) 氧化合物(nox)

氮氧化合物(nox)是指no、no2、n2o3、n2o5等多种多样的氮氧化合物的总称，其中对环境危害最大的是no、no2，它是由于混合气体在高温下燃烧时，含在混合气体中的n2和02发生化学反应产生的。n2是惰性气体，只有当气缸内的温度高，且氧浓度充足的情况下才容易产生no2，所以产生过多的nox的主要原因是燃烧温度过高，应适当降低混合气的燃烧温度。

2.熟悉诊断步骤

(1)用五气分析仪检测发动机尾气排放。初步分析排放超标的大的方面的故障原因，如混合气稀、混合气浓、气缸缺火等。

(2)读取故障码和数据流。

(3)评定氧传感器的工作好坏，结合信号波形与尾气排放作对比分析

(4)对各执行器作动作试验，并进一步检查其性能。

(5)检查机械系统可能的原因，如积炭、气缸密封性等。

故障推想假设

1.尾气超标主要因素有五点:

(1.)进气系统不顺畅

(2.)发动机有积碳

(3.)气缸磨损

(4.)三元催化器失效

(5.)氧传感失控等

通过测量缸压，六个缸气缸压力都在13.6以上，证明发动机密封性没问题。然后测量汽油压力，汽油压力在3.6mpa，熄火后很长时间压力都没有下降，证明汽油泵良好，汽油管路没有泄压，油压调节器正常。再检查真空系统，发现该车真空管老化风华，手一碰就变成粉末状，于是拿来一捆真空管，按照长度剪好，先换上新的真空管(无论真空和尾气臭有没有关系，反正管子是不行了，先换了再说)。出去试车，尽管以前加速很好，但是换了真

空管后感觉加速明显更加线性，车主也觉得加速比以前ok。但是到车尾部一闻，尾气还是一如既往的非常臭。所以我初步断定是点火系统和电控系统这一块出问题了。

故障诊断方案设计

检查如下项目:

(1)检查点火系统:点火系统缺火或点火能量不足，容易造成混合气体燃烧不充分

(2)检查电控系统传感器和电脑(pcm):两着有故障都可以导致混合气体过于浓密和稀疏

(3)检查三元催化器是否存有故障

(4)检查氧传感器是否存在问题:

(5)检查空气流量计

(6)检查节气门开度

(7)检查发电机电压

按照常规思维，hc超标无非就是混合器没烧干净，因为汽油本身就是碳氢分子结构，燃烧干净后变成水h2o和co2，没有少干净就变成hc，又或者是混合器过浓，多余的汽油没有燃烧充分被排除。插上5054检测仪，读取故障码，发现没有故障码。没有故障码不代表没有故障，再读取数据流。发动机转速800转水温90度，氧传感数据在3.6%至-3.6%之间跳动，跳动频率很快，氧传感器应该没有问题。

在测量到第二组数据时，发现空气流量计数据偏大，大约是

5.2g/s，拆下空气流量计，发现热丝上有很多杂质污垢，用化油器清洗剂清洗干净后再装上，数据为4.4g/s，按说也是在合理范围内，但是和别的车一对比，别的车怠速为3.3g/s，说明这个车的空气流量数据偏上限，因为在转速固定的情况下发动机的进气量也是固定的，空气流量计如果误报空气量大，那么ecu就会根据空气流量计多报的数据喷油，导致混合器过浓。从另一台2.4的车上拆过来一个空气流量计，装到这个车上后发现数据还是没有改变，所以暂时不能断定一定是空气流量计的问题。但是可以肯定的是空气流量数据肯定有问题，所以也导致了喷油时间偏长，别的车子的喷油时间为2.7ms。图(3)中红色圈圈中的数据就是怀疑有问题的数据。

再看节气门开度，2.4%，数据不算大，但是一般节气门干净的话数据大概是2.1%，不管有没有直接关系，先洗干净，然后做匹配和强制将挡。匹配是01-04-060 ，强制降档是01-04-063踩油门。整完之后试车，除了急加速稍微好点之外，还是老样子，没什么改善。

既然尾气不好，点火肯定是要怀疑的。按照从简单到复杂的过程，先拆火花塞。拆除火花塞之后发现火花塞头部发黑，且有积碳依附在电极上，用鼻子一闻，还有一股淡淡的没有烧掉的汽油味。于是换上一个新的火花塞，火花塞装好后插上分缸线试车，发现一缸的分缸线和缸盖之间会跳火，典型的漏电，拿上一根新的分缸线，装上后车主自己试车，其他没什么改善，但是原来加速偶

尔耸车毛病倒是好了，也算是个意外收获吧。为了进一步确定点火是良好，拆除一个火花塞连着缸线跳过，火花“啪啪”的，跟闪电似的，这样点火这块就等于是排除了。

点火排除以后，就要检查排气了，断开排气管中段，用电筒往里照，发现三元催化部分右边一根黑黑的，左边一根灰白的，问车主是否三元催化换过，他说左边那根换过。右边黑的用不了了，重新换上一根之后出去试车回来后再闻排气管味道，味道小了不少，但是还是臭。仔细想想会不会是左边那根用了一段时间，长期被“毒气”熏的也有问题，于是就把排气管清洗一边。

点火和排气监控这一块已经排除了，那接下来就是进气了。起初打算把进气歧管拆掉手工清洗足洗了一个半小时，之间排气管内黑色液体哗哗的往外冒，但是始终没有变成清水的迹象，这说明进气系统(气门座和进气管路)有严重的积碳，免拆清洗溶解了一部分的积碳，但是可能积碳太厚了，光靠免拆清洗是清洗不彻底的，无奈之下决定还是拆进气歧管。拆掉后里面有一层积碳，非常厚，清洗干净给转换轴上黄油，保证其转动灵活。

将所有东西装回去之后，发车，感觉发动机声音清脆多了，但是一闻尾气，还是臭。这就奇怪了，进气搞了，点火也搞了，排气也搞了，那问题出在哪里呢?

是我把问题锁定在了空气流量计的读数上，之前讲过，发动机某工况的进气量是固定的，那为什么同样一个空气流量计，装别的车上市3.3g/s，而这台车却在4以上呢，既然不是空气流量计的

问题，那会是什么问题呢,再往上推究，那就要从空气流量计的原理说起。空气流量计就是一个通电会发热的热丝，空气经过热丝会带走热丝的热量，热量被带走之后为了维持热丝的热度就会对热丝补充电流。进气量大，带走的热量就多，需要补充的电流就多。反之进气量少，带走的热量少，补充的电流就少。而补充的电流会经过一个惠斯通电桥，电桥中有一个电阻是用来测量补充电流的，补充的电流大，经过这电阻后产生的电压就高，补充的电流小，经过这个电阻产生的电压就低，而这个电阻端电压的变化会引起整个惠斯通电桥两端电压的变化，ecu就是根据这个电压的变化来判断实际进了多少空气。既然把空气流量计的原理说明白了，那就应该知道空气流量计的计算空气是利用什么，很简单——电流～于是我想到了发电机。

故障测试确认

拖来一个发电机，抬了发动机前围换上，装车发车，看数据流，怠速电压13.5v，加油门电压上14.3v，然后调节器就起作用把电压回调到14v以下，再看空气流量计，3.5g/s，正常。然后把车开到洗车工位，用千斤顶把车屁股抬高，对排气管用高压水枪冲洗灌水，然后把车开到下坡，车屁股朝下轰油门，把排气管里的水排出来，反复几次把排气管清洗几遍，出去试车，先不说尾气还臭不臭，就是加速和发动机声音都通透很多了。回来后闻排气管味道，几乎没有任何异味，问题彻底解决

车辆修复验证

通过对汽车尾气超标的各种原因故障逐一检查排除，将各部分清理干净以及更换，重新装配好后试车，故障排除，车辆一切恢复正常

总结

汽车尾气排放和现代生活环境息息相关，我们应该保护环境，提高汽车尾气排放的治理和检测，建议客户尾气超标以后立即修理。避免不必要的麻烦。

通过写这篇毕业论文设计，我在其中又学会了很多东西，列如在检查车辆的故障的时候要先易后难、先机械后电子的原则。还学会了如何更好的运用word文档，通过此次毕业论文设计，我知道做任何事情都要仔细，认真才能做好。

致谢

感谢王xx老师对学生的悉心指导和帮助，我通过这几周的调查资料与询问老师，终于完成了此次毕业论文，在今后的日子里，我一定通过自己的努力完成自己的梦想。

[二 : 设备故障诊断技术]

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第九章设备故障诊断技术

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的技术，即设备故障诊断技术。(, 在机器设备的评估中，技术鉴定是确定机器设备成新率的重要手段。

第一节设备故障概述

一、故障及其分类

故障:设备(元件、零件、部件、产品或系统)因某种原因丧失规定功能的现象。

(一)按故障发生、发展的过程分类

1.突发性故障

故障发生之前没有明显的可察征兆，具有较大的破坏性。

2.渐发性故障

故障的发生一般与磨损、腐蚀、疲劳等密切相关，其特点是:

故障一般发生在元器件有效寿命的后期;

有规律，可以预防;

发生概率与设备运转时间有关。

(二)按故障的性质分类

1.自然故障:设备自身原因造成。

2.人为故障:操作使用不当或意外原因。

二、引起故障的外因

(一)环境因素:包括力、能、振动、污染等。

表9-1 环境影响及引起的故障

注:其他能量包括核能、电磁能及生物因素等。

(二)人为因素:

1.设计不良;

2.质量偏差;

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3.使用不当。,]

(三)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。

三、描述故障的特征参量

1.直接特征参量

(1)设备或部件的输出参数:设备的输出与输入的关系以及输出变量之间的关系都可以反映设备的运行状态。

(2)设备零部件的损伤量:变形量、磨损量、裂纹以及腐蚀情况等都是判断设备技术状态的特征参量。

2.设备运转中的间接特征参量(二次效应参数):主要是设备在运行过程中产生的振动、噪声、温度、电量等。

设备或部件的输出参数和零部件的损伤量都是故障的直接特征参量，而二次效应参数是间接特征参量。使用间接特征参量进行故障诊断的优点是，可以在设备运行中并且无需拆卸的条件下进行。不足之处是间接特征参量与故障之间的关系不是完全确定的。

第二节设备故障诊断技术及其实施过程

一、设备故障诊断技术的分类

(一)按照诊断的目的、要求和条件分类

1.功能诊断和运行诊断:功能诊断主要用于新安装或刚维修的设备;而运行诊断则针对运行中的设备或系统。

2.定期诊断和连续监测

3.直接诊断和间接诊断:间接诊断主要通过设备运行中的二次信息判断。

4.在线诊断和离线诊断:

在线是指对现场正在运行设备的自动实时监测;而离线监测是利用磁带记录仪等将现场的状态信号记录后，带回实验室进行分析诊断。

5.常规诊断和特殊诊断

6.简易诊断和精密诊断

(二)按诊断的物理参数分类

主要物理参数有振动、声学、温度、污染、无损、压力、强度、电参数、趋向以及各种参数的综合。表9-2 按诊断的物理能数分类

(三)按诊断的直接对象

主要直接诊断对象有机械零件、旋转机械、往复机械、工程结构、工艺流程、生产系统、电气设备等。

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表9-3 按直接诊断对象分类

二、设备故障诊断技术的实施过程

(一)状态监测

状态监测:通过传感器采集设备在运行中的各种信息，将其转变为电信号或其它物理量，再将获取的

信号输入到信号处理系统进行处理。(]后者主要是将特征信号提取出来，而将无用信号和干扰信号排除。

(二)分析诊断

分析诊断:根据监测到的能够反映设备运行状态的征兆或特征参数的变化情况或将征兆与模式进行比

较，来判断故障的存在、性质、原因和严重程度以及发展趋势。

(三)治理预防

治理预防:根据分析诊断得出的结论确定治理修正和预防的办法。

三、状态监测与故障诊断的区别与联系

状态监测是故障诊断的基础和前提;

故障诊断是对监测结果的进一步分析和处理，诊断是目的。

第三节设备故障诊断常用的方法

一、振动测量法

(一)振动的分类:根据能否用确定的时间关系函数来描述，振动分为振动分为确定性振动和随机振

动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，周期振动又进一步分为简谐周期振动和复杂周期振动，非

周期振动也进一步分为准周期振动和瞬态振动。

1.确定性振动:周期性振动(正弦周期振动和复杂周期振动);

非周期性振动(准周期性振动和瞬态振动)。

2.随机振动

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(二)振动的基本参数: 振幅、频率和相位是振动的基本参数。(]振动完全可以通过这三个参数加以描述。

式中，

x(t) - 振动位移

t - 时间

A - 位移的最大值，即振幅

T - 振动周期

f - 振动频率

ω - 角频率

φ - 初始相位角

1.振幅:振动体或质点距离平衡位置的幅度。

2.频率:每秒振动的次数，用HZ表示。

周期:振动一次所需要的时间;

频率和周期互为倒数。

3.相位:表示振动部分相对与其他振动部分或固定部分所处的位置。

也可以理解为:振动波峰到达某一位置的时刻。

振动位移对时间的一阶导数是速度、速度对时间的一阶导数是加速度。

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加速度对时间积分得速度、速度对时间积分得位移。[)

因此，位移、速度、加速度这三者，只要测得其中之一，即可通过微分积分的关系求出另外的两个物理量。

(三)常用的测振传感器

振动测量有机械方法、光学方法和电测方法，其中，电测方法应用最广泛。

1.加速度传感器:压电式加速度计，压电加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的，属于能量转换型传感器。压电晶体输

出电荷与振动的加速度成正比。

压电式加速度计无需外电源，灵敏度高而且稳定。

2.速度传感器:惯性式磁电速度传感器。

磁电速度传感器是基于磁电感应工作的，也属于能量转换型传感器。当传感器随被测系统振动时，传感器线圈与磁场之间产生相对运动，传感器内的磁钢随被测物体一起振动，与线圈发生相对运动，从而产生感应电动势，输出与速度成正比的电压。

惯性式磁电速度传感器也不需要外电源。

3.位移传感器:电涡流位移传感器。

它基于金属体在交变磁场中的电涡流效应工作，属于能量控制型传感器。工作时，将传感器顶端与被测对象表面之间的距离变化转换成与之成正比的电信号。这种传感器不仅能测量一些旋转轴系的振动、轴向位移，还能测量转数。

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涡流位移传感器属于非接触式测量，但需要外电源。(]

(四)异常振动分析方法

1.以振动总值法:通过传感器直接测量，以表格或图形表示趋向，并对照”异常振动判断基准”判别设备工作是否正常。

分析。可以采用振动总值法判别异常振动，如若要进一步查出异常的原因和位置，就要对振动信号进行频谱

2.频率分析法:把测量的振动信号取出进行频率分析，再将频谱图与正常谱图比较，可以找出振源、部位和严重程度。

频谱分析仪，又称动态分析仪。它能将时域信号变换为频域信号，将工程信号分解为各个频率分量，获得信号的频率结构和组成信号各个谐波的振幅、相位信息。

频谱分析仪一般由前置放大器、抗混淆滤波器、A/D转换器、高速数据处理器及外围设备等组成。

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傅立叶变换的目的是将时域信号转变为频域信号。()

在时域信号中，横坐标是时间;

在频域信号中，横坐标是频率或圆频率。

频率分析仪是一种将时域信号转变为频域信号的仪器。

频率分析仪可以将振动信号的波形分解为各个频率的分量，获得信号

的频率结构和组成信号的各个谐波的幅值、相位，从而确定信号特征

3.振动脉冲测量法:主要用于滚动轴承的测量，以振动峰值作为判断依据。

二、噪声测量法

噪声:不规则的机械振动在空气中引起的振动波。

采用声压级、声强级和声功率级来表示噪声的强弱;

用频率或频谱表示噪声的成分。

也可以用主观的感觉，例如响度进行测量。

(一)噪声的主要参数

1.声压、声强、声功率

(1)声压:声波传播时，空气质点随之振动所产生的压力波动而引起的压强增量(Pa)。声压级(dB):声压与基准声压之比的以10为底的对数的20倍。

基准声压

(2)声强:单位时间内，通过垂直于传播方向上单位面积的声波能量--声强(W/?)。声强级:声强与基准声强之比的以10为底的对数的10倍--声强级(dB)。

基准声强

(3)声功率:声源在单位时间内辐射出来的总声能--声功率(W)。

声功率级;声功率与基准声功率之比的以10为底的对数的10倍--声功率级(dB)。

基准功率

2.噪声的主观量度:响度、响度级、等响曲线

响度是人耳对声音强弱产生的主观感觉。

选用频率为1000Hz的纯音作为标准，调节纯音的声压级使它和测定的声音听起来有同样的响度，则该声音的响度级就等于这个纯音的声压级(dB)值。单位为方(Phon)

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纳税服务网 http://www.cnnsr.com.cn 当声音的频率发生变化时，听阈和痛域的声压值将随之变化。(]

响度曲线:典型听者感觉响度相同的纯音，其声压级和频率之间的关系曲线。

频率不同时，听阈的声压级不同，将各个频率下相同响度的声压相连而得到的曲线，即为听阈曲线，其响度规定为0 ，所以听阈曲线也称为零方响度线。

同理，将不同频率时，痛阈的声压级和频率关系曲线称为痛阈曲线，也称为120方响度线。在听阈和痛阈之间，共有13个响度级，其响度分别为0、10、20、30??110、120。

同一条曲线上的各点，频率和声压级不同，但响度相同。例如频率为30 HZ时声压级为120分贝的噪声，听起来，其响度和频率为1000HZ声压级为100分贝的噪声，响度相同。二者的响度都是

100方(phon)。

(二)噪声测量仪器

1.传声器:它的作用是将声能转换成电能。

通常用膜片感受声压，把声压的变化成膜片的振动。

传声器分为三类:压强式，膜片感受的是声压;压差式，膜片振动取决于膜片两侧的压差;压强和压差组合式。

(1)电容传声器:电容传声器的基本结构是一个电容器。在极化电压、负载不变的情况下，输出交变电压的大小和波形由作用在膜片上的声压决定。电容传声器属于能量控制型传感器。

灵敏度高，动态范围宽，输出特性稳定，对周围环境适应性强，外形尺寸小。

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(2)压电传声器:压电传声器由具有压电效应的晶体来完成声电转换，属于能量转换型传感器。(, 结构简单成本低，输出阻抗低，电容量大，灵敏度较高。性能受温、湿度影响较大。

2.声级计:

声级计可以用来测量声级，进行频谱分析，记录噪声的时间特性和测量振动。

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纳税服务网 http://www.cnnsr.com.cn 声级计由传声器、衰减(放大)器、计权网络、均方根值检波器、指示表头等组成。[)它的工作原理是:被测量的声压信号通过传声器转换成电压信号，经过衰减器和放大器以及计权网络等，最后由分贝表显示。计权声级

声级计利用不同线路对不同频率声音实行不同程度的衰减，从而能够近似地表达人们对声音的感受和反映。

声级计中常常采用A、B、C三个计权网络。其中，

C计权网络仿效100方等响度曲线，让所有频率的可听声音程度相同地通过，所以它代表总声级。 B计权网络仿效70方等响度曲线，它使低频段的声音在通过时有一定程度的衰减。

A计权网络仿效40方等响度曲线，它使声音的低频段有更大的衰减。

LC=LB=LA时:表明该噪声的声能主要集中在高频段;

LC=LBLA时:表明该噪声的声能主要集中在中频段;

LCLBLA时:表明该噪声的声能主要集中在低频段。

声级计分为普通声级计、精密声级计和脉冲声级计。

3.声级计的校准噪声测量中，若计权网络A、B、C分别测得的声级值为:

使用声级计时，每次测量开始和结束都应该校准，两次差值不应大于1dB。常用的校准方法有活塞发生器校准法、扬声器校准法、

互易校准法、静电激励校准法、置换法等。

(三)故障的噪声识别方法

可以根据噪声信号的特征量制定一个限值作为有无故障的标准。

要识别故障的性质、发生的部位以及严重程度，还需要提取噪声信号作频谱分析。

对噪声判断有绝对标准、相对标准和类比标准。三种方法的分别对应于将测量所得到的噪声信号的特征量值和标准特征量值、正常运行的特征量值或同类设备相同工况时的特征量值进行比较。

三、温度测量法

(一)测温仪表

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1.接触式测温装置:测温元件与被测对象直接接触，通过热交换进行测温。,)

(1)热膨胀式(水银、双金属、液体、气体等)。

(2)压力式。

(3)热电阻式(铂、镍、铜、半导体等):材料的电阻随温度的变化而变化，利用这个特性，可以将温度转换成为电量。

有金属、半导体两种热电阻温度计。与金属热电阻温度计相比，半导体热电阻温度计的电阻温度系数大，电阻率高，感温元件可做得很小，但其性能不够稳定，互换性差。

(4)电偶式(镍铬-考铜、镍铬-镍硅、铂铑-铂等)

热电偶由两根不同材料的导体焊接组成。若两端温度不同，则产生感应电动势，热电偶的热电动热与热电偶材料、两端温度T、T0有关，与热电极长度、直径无关。在冷端温度T0不变，热电偶材料已定的情况下，其热电动势只是被测温度的函数。

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2.非接触式测温装置

(1)辐射高温计

(2)光学高温计

(3)比色高温计

(4)红外测温仪器

红外测温仪器由红外探测器、红外光学系统、信号处理系统以及显示系统等组成。,)

红外测温仪器的核心是红外探测器，它能将入射的红外辐射转变为电能或其它能量。按照辐射响应方式的不同，分为光电探测器和热敏探测器两类。

红外光学系统有反射式、折射式和折-反射式。

常用的红外测温仪器有:

红外测温仪;测量被测物体一点的温度

红外热像仪:红外热像仪由光学与扫描系统、红外探测器、视频信号处理系统，显示器等组成。通过红外热像仪可以获得物体表面或近表面的热像图，通过热像图的观察和分析可以测量温度在物体表面或空间的分布情况。

被测对象的红外辐射经光学系统汇聚、滤波、聚焦到红外探测器上，再由光学--机械扫描系统将对象观测面上各点的红外辐射通量按时间顺序排列，经过红外探测器转变为电脉冲，通过视频信号处理送到显示器显示出热像。

表9-5 光电、热敏探测器性能比较

表9-6 常用红外测温仪

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(二)通过测温测量所能发现的常见故障

轴承损坏、流体系统故障、发热异常、污染物质积聚、保温材料损坏、电器元件故障、非金属部件的故障、机件内部缺陷、裂纹探测等。[,

四、裂纹的无损探伤法

裂纹是机器零部件最严重的缺陷。

裂纹可能在原材料生产、零部件加工以及设备使用等各个阶段产生。

(一)目视-光学检测法

(二)渗透探测法

(三)磁粉探测法

(四)射线探测法:射线和射线。

(五)超声波探测法

(六)声发射探测法:动态检测、在加载或运行状态下进行;

裂纹主动参与，提供裂纹活动的信息;

灵敏度高、覆盖面大、不会漏检;

但是，不能反应静态缺陷情况。

(七)涡流探测法:

机件中存在损伤时，被监测机件表面的涡流将发生改变，相应的涡流磁场也将改变。

适用于导电材料表面或近表面探伤;

灵敏度高，可自动显示报警;

故障诊断技术设备故障诊断技术

纳税服务网 http://www.cnnsr.com.cn 非接触式，可用于高温测量对象典型零件故障诊断;

可用于显示、记录和报警，并可估算缺陷的位置和大小。,,

不足:深层缺陷难以探测、影响因素多、存在边界效应。

五、磨损的油液污染检测法

根据监测和分析油液中污染物的元素成分、数量、尺寸、形态等物理化学性质的变化，便可以判断是否发生了磨损及磨损程度。

(一)油液光谱分析法:用于早期、精密的磨损诊断。

(二)油液铁谱分析法:提供磨损微粒的数量、粒度、形态和成分四

种信息。

(三)磁塞检查法:用肉眼直接观察，用于检查磨损后期磨粒残渣颗粒较大的情况。

[三 : 故障诊断方法的研究]

机械动态监测与故障诊断第四章故障诊断方法

4、故障诊断方法

4.1 信号时域波形分析

总体上掌握所测信号随时间的变化规律,基本应用如下: 1)根据纵坐标刻度可了解到信号大小; 2)根据横坐标刻度可大致了解某些主要频率成分， 3)某些周期性或脉冲冲击信号在时域波形上更容易发现。

4.2 频谱分析法

频谱分析的目的就是把复杂的时间历程波形，经傅立叶变换分解为若干单一的谐波分量来研究，以获得信号的频率结构以及各谐波幅值和相位信息。频谱图形有离散谱(谱线图)与连续谱之分，前者与周期性及准周期信号相对应，后者与非周期信号及随机信号相对应。

旋转机械主要特征频率

50 fr/2

fr 2fr 3fr 4fr nfr ~500 Hz ? 共振频带

2nfr ~2000 Hz

~20000 Hz ? 流体噪声

? 电磁干扰

低 ? 油膜涡动中 ? 叶片通过频率高 ? 冲击脉冲频 ? 转子不平衡频 ? 滚动轴承特征频频 ? 流体空穴作用区 ? 不同轴区区率fn,fi

? 松动

? 齿轮特征频率Zfr

频谱分析实例

转频:fn 2倍转频:2fn

不平衡

不对中

轴承扭转和轴系弯曲

结构松动

支架变形: 软脚, 管道应力等

轴承松动

临界速度

结构共振

皮带磨损, 共振等

皮带轮偏心 /转轴弯曲

皮带轮不对中

套筒轴承 (松动/摩擦)

油膜涡动

滚动轴承故障

泵气蚀、/ 流体激振

液力 / 气动故障

交流电动机故障: 转子断条/裂纹

交流电动机故障: 转子松动 / 绕阻

交流电动机故障: 气隙不均匀

直流电动机故障: 转速波动直流电动机故障: 驱动故障

齿轮故障: 磨损, 偏心, 间隙

齿轮故障不对中

4.3 轴心轨迹分析分析轴心轨迹可以从以下几个方面入手: 轴心轨迹的形状、稳定性、旋转方向及其变化。

缺陷不对中时域 X—Y 轨迹诊断典型的严重不对中与不平衡相似而且涡动频率较慢，小于轴转速的 0.5 倍接触产生花状，它叠加在正常的轴心轨迹上椭圆 X—Y 显示

油膜涡动

摩擦

不平衡或轴弯

–轴心运动轨迹是指轴颈中心相对于轴承坐在轴线垂直平面内的运动轨迹，简称轴心轨迹。它是一平面曲线，与幅频或相频特性曲线比较，它更加直观的反应了转轴的运动情况。 –轴心轨

迹的测量:将2个传感器安装在转轴同一截面上，彼此互成90度，如下图所示。

电涡流传感器的布置

? 直接利用测量所获得的数据绘制。其算法:将X、Y两个传感器所测的数值看做是轴心轨迹在x、y两个方向的投影，去掉其中的直流分量(平均值——传感器与轴颈表面的间隙)，再按照(x，y)坐标值进行绘制。

A A 90? 轴承机电机位移传感器 A

风

鉴相信号

位移传感器安装支架

直接利用测量所获得的数据绘制。其算法:将X、Y两个传感器

所测的数值看做是轴心轨迹在x、y两个方向的投影，去掉其中

的直流分量(平均值——传感器与轴颈表面的间隙)，再按照(x，

y)坐标值进行绘制。

风轴承机

A 90? 电机

位移传感器

鉴相信号

位移传感器安装支架

轴心轨迹分析实例

图 5.4 一号大轴高通轴心轨迹图

图 5.5 一号大轴滤波轴心轨迹图

– 下图是某转子轴颈轴心轨迹随转速升高发生油膜振荡的情况; – (a)和(b)是在较低转速情况下，由于存在不对中和非线性油膜力等影响因素，转轴的振动信号中除了基频分量外，还有其他振动频率成分，因此轴心轨迹图呈不规则状。

– (c)是在临界转速附近，由不平衡力引起的基频振动成为主要振动成分，此时轴心轨迹近似为圆;

–(e)为转速升的很快时，系统出现了油膜涡动，轴心轨迹呈内八字形。

– 转速进一步升高，系统发生了油膜振荡，轴心轨迹变的十分复杂，但也不是完全没有规律，此时的振动为准周期运动。

–转子不对中故障时的轴心轨迹通常呈香蕉行或外八字形，如下图所示。具有外八字形的轴心轨迹，其频谱一般表现为二倍频或四倍频分量较大。

–转子发生碰摩故障时，视碰撞的轻、重程度不同，轴心轨迹

在圆形的轮廓线之内有一个至多个小圈套。

4.4 窄带报警法

fr:转频 n:风机叶片数 z:齿轮齿数

1/2fr

油膜涡动

不平衡

2fr

不对中

nfr

叶片故障

zfr

齿轮故障

步骤: 1、确定特征频带 2、设置报警限 3、判别报警

4.5 选择性频率趋势图

fr:转频 n:风机叶片数 z:齿轮齿数

1/2fr

油膜涡动

不平衡

2fr

不对中

nfr

叶片故障

zfr

齿轮故障

4.6 确认矩阵法

A 4 1/2fr

现系象原数因权

12 5 fr 2fr 3fr 3

fr :转频 n :风机叶片数

7 nfr f

得分

0.5fr 0 0 0.8 0

fr 0.9 0.4 0.2 0.1

2fr 0.05 0.5 0 0

3fr 0.05 0.1 0 0

nfr 0 0 0 0.9

?qi*Ai

不平衡不对中油膜涡动叶片故障

0.5fr 0

fr 11.60

2fr 1

3fr 0.05

nfr 0

0 0 0.8 0

0.9 0.4 0.2 0.1

0.05 0.5 0 0

0.05 0.1 0 0

0 0 0 0.9

0.916 0.079 0.004 0

4.7 自动诊断

如图所示，各振动测点的振动量、不平衡量、趋势指标等均设置了报警值、危险值。人工观测轴心轨迹，可判别转子是否有初期轻微碰摩。由时域波形及特征频谱分析可以得出许多有用的分析结果。

自动运行画面

[四 : 故障诊断方法的研究]

故障诊断故障诊断方法的研究

范文五：设备故障诊断

漫谈设备故障检测

在役设备故障诊断技术在设备运行中或基本不拆卸全部设备的情况下，掌握设备的运行状态，判定产生故障的部位和原因，并预测预报未来状态的技术。是防止事故的有效措施，也是设备维修的重要依据。

连续生产过程，如石油炼制、化工、电力、钢铁、冶金等行业，它们的生产环境通常处于高温高压或低温真空等极端条件，如操作不当，疏于检测或因不可抗拒的自然界因素，时有生产中断、爆炸、泄漏毒气的危险。多年来，汽轮机转子断裂、锅炉断裂、反应器升压爆炸、有毒气体泄漏等事故常有发生，不仅给生产带来巨大损失，而且严重威胁着人身安全。因此故障检测和诊断问题引起了越来越多的关注。

从机械设备诊断技术的起源与发展来看，机械设备诊断技术的目的就是保证可靠的高效的发挥设备应有的功能【1】。也就是：役是保证设备无故障，工作可靠：二是保证物尽其用，设备要发挥其最大的效益；三是保证设备在江油故障或已有故障时，能及时诊断出来，正确的加以维修，以减少维修时间、提高维修质量、节约维修费用，使重要的设备能按设备状态进行维修（即视情况维修或预知维修），改革目前按时维修的体制【2】。应指出，故障不能与失效，更不等于损坏，失效与损坏是严重的故障。

设备正常工作是指它具备应有的功能、没有任何缺陷；设备出现异常是缺陷有了进一步发展、使设备状态发生变化，性能恶化，但仍能维持工作。故障则是

【3】缺陷发展到使设备性能和功能都有所丧失的程度。

故障诊断（FD ）始于机械设备故障诊断，其全名是状态检测与故障诊断（CMFD ）。它的基本过程包含两方面：一是对设备运行状态进行检测；二是发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。其发展过程经历了从简易诊断到精

【4】密诊断，从一般诊断到智能诊断，从单机诊断到网络诊断的过程。

由于目前人们对故障诊断的理解不同，各工程领域都有各自的方法。根据系统采用的特征描述和决策方法的差异，我们将故障诊断的方法概括为：基于系统数学模型的故障诊断方法和基于非模型的故障诊断方法两大类【5】。

基于系统数学模型的故障诊断方法

基于模型的故障诊断技术是通过构造观测器估计系统输出，然后将它与输出的测量值比较从中提取故障信息，该方法能与控制系统紧密结合模式监控、容错监控、系统修复和重构的前提；是以现代控制理论和现代优化方法的指导，役系统数学模型为基础，利用观测器、等价空间方程、滤波器、参数模型估计和辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阀值对该残差进行评估和决策。

目前该领域研究的重点是（线性和非线性）系统的故障诊断的鲁棒性、故障可检测性和可分离性、利用非线性理论（突变、分叉、混沌分析方法）进行非线性的系统的故障诊断。

基于非模型的故障诊断方法

（一）基于可测信号处理的故障诊断方法

系统的输出在幅值、相位、频率及相关性上与故障源存在着某种关系，如旋转机械中的滚动轴承在出现疲劳脱落、压痕或局部腐蚀等故障时，其振动信号的功率谱就会出现相应的反应，利用这种反应可确定系统的故障。常用的方法有谱

分析、相关分析、功率谱分析和概率密度法。

（二）基于故障诊断专家系统的诊断方法

专家系统是近年来故障诊断领域最显著的成就之一，内容包括诊断知识的表达、诊断推理方法、不确定性推理以及诊断知识的获取等。随着计算机和工人智能的发展，基于专家系统的故障诊断方法克服了基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性，成为故障检测的有效方法。

专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程【6】。

（三）故障模式识别的故障诊断方法

它是一种十分有用的静态故障诊断方法，它是以己有 30 年发展历史的模式识别技术为基础的，其关键因素是故障模式特征量的选取和提取。该方法的实现分为离线分析和在线分析两个阶段。通过离线分析来确定表达系统故障状态的特征向量集和以该特征向量集所描述的故障模式向量，由此形成故障的基准模式集，并确定区分识别这些故障模式向量的判别函数，然后通过在线诊断实时提取故障的特征向量，由判别函数对故障进行分离定位。它的诊断效果在很大程度上依赖于状态特征参数的提取、样本的数目、典型性和故障模式的类别、训练和分类算法等。未来研究应注重新聚类算法、自动学习识别方法及与ANN 相结合。

（四）基于故障树的故障诊断方法

故障树是表示系统或设备特定事件或不希望事件与它的各子系统或各部件故障事件之间的逻辑结构图，通过结构图对系统故障形成的原因作出总体至部分按树状逐渐地详细划分。这是一种图形演绎法，把系统故障与导致该故障的各种因素形象地绘成故障图表，较直观地反映故障、元部件、系统及因素、原因之间的相互关系，也能定量计算故障程度、概率、原因等。

（五）基于模糊数学的故障诊断方法

根据模糊集合论征兆空间与故障状态空间的某种映射关系，由征兆来诊断故障。由于模糊集合论尚未成熟，通常只能凭经验和大量试验来确定。另外因系统本身不确定的和模糊的信息，以及要对每一个征兆和特征参数确定其上下限和合适的隶属度函数，而使其应用有局限性。随着模糊数学的产生及应用，使得长期以来人们的故障诊断经验得以数学化地表达，并能够在计算机中进行处理。从而使计算机也能像人脑那样接受和处理模糊信息，对模糊事物进行推理、判断并做出决策，这正是模糊诊断的目的所在川。

模糊数学将传统故障诊断中0、1二值逻辑推广到可取（0，1）闭区间中任意值的连续逻辑，此时的特征函数称为隶属函数 u ( x )，它满足0《u （x ）《1 。可见，模糊集合是用隶属函数描述的，隶属函数确立的合理性直接影响研究对象的客观性。在故障诊断领域中，通常采用的确定隶属函数的方法有专家打分法、二元对比排序法和模糊统计法【7】。

（六）基于人工神经网络的故障诊断方法

人工神经网络的故障诊断方法是上世纪 80 年代末 90 年代初才真正具有实用性的一种故障诊断方法。工程实际中的问题往往比较复杂，尤其对大型机械设备和复杂系统而言，由于设备结构庞大，影响设备性能的因素多，应用传统的故障诊断方法和理论很难得到的满意的结果。神经网络技术的兴起和发展为解决

【8】这类问题开辟了新的途径。由于神经网络具有原则上容错、结构拓扑鲁棒、联

想、推测、记忆、自适应、自学习、并行和处理复杂模式的功能，使其在工程实际存在着大量的多故障、多过程、突发性故障、庞大复杂机器和系统的监测及诊断中发挥较大作用。

神经网络（ Neural network ，NN ) ，或称人工神经网络，是近年来发展起来的一门交叉学科，它是一种以物理上可以实现的器件、系统或现有的计算机来模拟人脑的结构和功能的人工系统【9】。由于神经网络具有自学习、自组织、联想记忆及容错等特点，可以较好地处理不确定的、矛盾的、甚至错误的信息，因此在机械故障诊断领域受到广泛关注【10】。

在众多的神经网络中，尤其以基于 BP 算法的多层感知器（ MLP ）神经网络理论最坚实，应用最广泛而且最成功。

故障诊断一般过程是： l ）状态监测。主要是测取与设备运行有关的状态信号。状态信号是故障信息的唯一载体，是诊断的唯一依据。因此，在状态监测中及时、准确地获取状态信号是十分重要的。状态信号的获取主要是依靠传感器或其它监测手段进行故障信号的检测。检测中主要有信号测取；中间变换，数据采集。 2 ）特征提取。就是从状态信号中提取与设备故障有关的特征信息。 3 ）故障诊断。故障诊断就是根据所提取的特征判别状态有无异常，并根据此信息和其它补充测试的辅助信息寻找故障源。4 ）决策。根据设备故障特征状态，预测故障发展趋势，并根据故障性质和趋势，做出决策，干预其工作过程（包括控制、调整、维修等）。

设备故障诊断检测技术无论对现代化工业还是现代化设备管理均具有重要意义。故障诊断技术提高了设备的现代化管理水平，保证了产品质量，提高了设备的可靠性，避免了重大事故的发生，减少了事故的危害性，可以获得潜在的巨大经济效益。其重要性正在被越来越多的企业所认知。

设备诊断检测技术是企业采用先进的设备管理手段进行现代化生产的重要标志。随着我国现代工业的发展，设备故障诊断检测技术也迎来了它发展的春天，同时也带来了不小的挑战。

参考文献

[1] 张静，机械设备故障诊断技术先进方法学的研究，2004

[2] 张安华，机电设备状态监测与故障诊断技术，1995年3月第1版

[3] 刘琦，矿山设备故障诊断技术的探讨与应用，机械管理开发，2009年10月

[4] 张斌，张薇薇，机械设备故障诊断技术概述，2005

[5] 孙书鑫，刘君，浅谈机械设备故障检测

[6] 彭晓楠，基于专家系统的机械设备故障检测方法，2009

[7] 张建勋，彭祖胜，李金刚，模糊数学在机械设备故障诊断中的应用，2006

[8] 阳能军，王汉功，江四厚，基于神经网络的机械设备故障诊断技术，振动工程学报，2004年8月，第17卷

[9] 易若翔，刘时风，耿荣生等人，人工神经网络在声发射检测中的应用，无损检测，2002；24（11）：488-491

[10] 何雨傧，闫桂荣等，基于神经网络的电机状态监测与早期故障诊断，电工技术学报，1997；12（5）：41—44