JiaoC第四节 油液监测与诊断技术

第四节油液监测与诊断技术油液监测与诊断技术是近十几年迅速发展起来的用于机械设备状态监测的新技术，尤其在发动机、齿轮传动、轴承系统、液压系统等诸方面，该技术取得了显著的效益，获得了广泛的应用，如表2-11所示。表2-11油液监测与诊断技术的应用骗应用货监测设备壮航空鬼发动机、液香压系统、传抢动系统、雷踢达系统尿船舶按柴油机、传乔动系统、起舞重设备、液脊压系统桌机车钳柴油机、传割动系统、液灾压操作系统慧汽车膊发动机、传圣动系统、液帽压系统宜石化铃柴油机、发略电机、压缩唉机、鼓风机绝、挤压机亡冶金泪传动系统、验轧钢机、起副重设备、传竹送机构僚机床吩传动装置、终液压系统、放加工中心披电力赴气轮机、柴秤油机、蒸汽轧轮机、传动款装置、变压些器、液压系草统油液监测与诊断技术通常包括油液理化性能分析技术、铁谱分析技术、光谱分析技术、颗粒计数技术等，实现对油样中所含磨粒的数量、大小、形态、成分等及其变化，油品的劣化变质程度等的分析。油液分析技术涉及的机理、分析内容及使用的仪器见表2-12。表2-12油液分析技术及仪器业油液分析技透术醒机理筛分析内容败仪器熊油液理化指榴标及污染度烤检测约油液物理、顷化学性能指皆标及其它综搜合指标的变泛化，反映油浸品的劣化变浪质程度。超钳过一定数值枝，润滑油成草为废油，必图须更换。之粘度、酸碱敢值、闪点、籍水分、机械克杂质、积炭倦、颗粒数及黑油液污染综杰合指标等盾振荡式粘度脱计、滴定仪交、闪点计、乱红外光谱仪服、颗粒计数膝器、污染监轰测仪等喘油液铁谱技钢术惹借助于高梯悲度、强磁场原的铁谱仪将影油液中的金驴属磨粒有序谋分离出来进否行分析，从购而监测设备里运转状态、新磨损趋势、脑判断磨损机罚理辞磨粒尺寸、理磨粒数量、什磨粒形貌、殊磨粒成分输分析式铁谱诚仪脊直读式铁谱卵仪隙旋转式铁谱翻仪尺在线式铁谱器仪非油液光谱分捐通过测量物毕质燃烧发出喉的特定波长摆、一定强度杀的光，从而汇检测磨粒的钳元素成分及狂含量浓度，尼监测设备运姻转状态、磨樱损趋势，判迟断磨损部位务金属磨粒元割素成分及含汇量浓度值纱添加剂元素风成分浓度艘杂质污染元泄素成分及浓卵度宿直读式发射辰光谱仪蛇吸收式光谱锻仪一、润滑剂及其质量指标在机器的摩擦副间加入某种介质，使其减少摩擦和磨损，这种介质称为润滑材料，即润滑剂。由于摩擦副的类型和工况条件不同，相应地对润滑材料的要求和选用也不同，只有按摩擦副对润滑材料性能的要求，合理地选用润滑材料，才能达到延长设备使用寿命，保证设备正常运转及提高企业经济效益的目的。（一）润滑剂的分类润滑剂可分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂和气体润滑剂四大类。l．液体润滑剂例如润滑油、水、液态金属等。润滑油中矿物油来源充足、品种多，不易变质，加之一般矿物润滑油，含有极性物质，易形成吸附膜或油中加入添加剂后形成边界膜达到润滑目的，故应用最为广泛。2．半固体润滑剂例如润滑脂，它是用稠化剂和润滑油制成，是一种介乎液体和固体之间的润滑材料，在一定意义上兼有二者的优点。主要用于长期工作而不易经常更换润滑剂的摩擦部位以及因结构关系不能使用润滑油的机器设备。3．固休润滑剂例如石墨、二硫化铝等，依靠这些物质在摩擦表面形成低剪切强度，并与摩擦表面有较强附着力的固体润滑膜达到润滑目的。4．气体润滑剂例如空气、氮气等，多用于高温、高速、轻载场合，例如高速磨头的空气轴承。蜜（浪二退）丢润滑油性能逗指标两掌披握润滑油的搜性能指标，诚能进一步熟霜知其适用场教合，为不同榜工况条件选屿择合适的润示滑油提供必到要的依据。箭膏1判．筋粘度房斩粘度是润滑蹄油最重要的姑性能指标之证一，是反映荐润滑油流动咏的粘性大小群，决定润滑周油油膜厚度狭的主要因素缩之一。润滑具油的作用就航在于使润滑孙油在机器作洋功运动的摩羊擦表面形成惊油膜，该油孩膜起到润滑拘、减震、冲枪洗、冷却等娇作用。陪润滑油的粘慨度随温度的躁变化而变化改。一般地讲蜡，同一润滑蝶油，温度越文高粘度越小童，温度越低剖粘度越大。宜称润滑油的隐这种性能为饭“碰粘温性能掏”掘，常用粘度午指数表示，铺粘度指数高你说明油品粘念度随温度的们变化较小，简粘温性较好背。巩表示粘度的旗单位和测定激粘度的方法腿很多，例如柿英美等国多社采用赛氏和曲雷氏粘度，棚德国和西欧路多采用恩氏菌粘度和运动叫粘度，我国手主要采用运睁动粘度。国番际标准化组嫌织规定统一退采用运动粘岭度。我国新税的粘度牌号指以N为标记诊，即N2、闲N3、N5翅、N7、狐……方N460、盖N680、储N1000凝、N150遇0，共18糟级。在使用萄中一定要注更意牌号的种怒类，以避免里差错。帆运动粘洽度可用运动站粘度测定仪掌测定。巡慰2也．代油性和极压寇性绒曲油性和极压钳性是表示润洁滑油抵抗磨忠损能力的指蛮标，油性表牧示油膜的吸抖附能力，极芝压性则表示碍在冲击载荷蛇或高温重载连荷作用时油筋膜不破裂的赶能力。咐我堆国评定润滑浙油的极压性纤，主要在四答球式摩擦试窃验机上进行竖。笔陕3风．拘酸值榆璃酸值是指中惰和加每祥1克润滑油痕中的有机酸赏所消耗的氢容氧化钾的毫墙克数，单位润是KOHm缸g／g。当残所用油品的药酸值超过标术准时应换用隙新油。桶照4输．鸣水分誓刚润滑油的水冷分是指润滑剑油中含水量木的重量百分栗比数。润滑造油中水分的祸存在，破坏贼润滑油形成未油膜、使润春滑效果变差腊，并加速有它机酸对金属强的腐蚀作用克，锈蚀设备范，而且使添奉加剂分解沉职淀。隶测刃定水分可在搭水分测定器咬上进行。手户5屡．抛水溶性酸和袜碱呼缺水溶性酸和富碱是指溶于饼油品中的无今机酸和碱，颤以及低分子贝有机酸和碱董性氧化物，斑它们将强烈投腐蚀设备，钱加速油品变社质，降低油厌品的绝缘性誉能。巨院6湖．臂机械杂质肢柏机械杂质是划指润滑油中菌各种沉淀物羽、胶状悬浮刷物、砂土、坏金属粒等杂蚕质的重量百普分比，它是鞭反映油品纯盖洁度的指标架。油品中机勒械杂质的存沸在会加剧机圈器零件的磨胳损，加速油苗品老化，严生重时还会堵归塞油路及滤执清器。叶蹄7伍．汗闪点脆撤闪点是表示攻润滑油蒸发才性的指标。初在规定的条护件下加热油平品，当油蒸短气与周围空新气形成的一袖定浓度的混蛛合气体时，傲同火焰接触厕时产生短暂意闪火时的最脱低油温即为妹闪点。闪点魂是油品的安润全性指标，纤油品的工作三温度一般低陆于闪点20纵～30款℃树为宜。勒闪训点的测试分券为开口闪点概与闭口闪点睛两种，蒸发心性较大的轻姜质油品一般快用闭口法测乏定，而重质谈油品则常用朋闭口法。劳窗8母．捷凝点牌里在规定条件犬下使油品冷每却到不流动牺时的最高温榴度即为凝点壶。凝点是反耕映油品低温哄流动性的重腹要指标。通肺常，油品工目作温度一般表应比凝点高愉15炒℃毕～30央℃些为宜。魄此婚外，还有灰傍分、残炭、峰腐蚀、抗氧描化安定性、弹抗乳化度、砌抗泡沫性等逝性能指标。督（念三雪）秒润滑脂性能喂指标潜润同滑脂是由基甘础油加稠化夕剂制成的半秆液体润滑剂距，它适用于线下面几种情血况：今①盖某些开放式洒润滑部位，跪起到润滑作术用而又不会剧流失和滴落篇；途②伶在有尘埃、崭水分或有害伍气体侵蚀的瓶情况下，要难求有良好的胖密封性、防考护性和防腐嫂蚀性的场合燥；偷③公由于工作条颂件限制，而友要求长期不坐换润滑剂的理摩擦部位的协润滑部位；他④脾摩擦部位的钱温度和速度由变化范围较裁大的机械的讨润滑以及满纺足某些机械记设备的封存筑、防腐、防想锈上的需要技。既读润滑脂的性离能指标有属晌1槽．杀外观污雀良好的润滑惜脂，其颜色洲和稠度都应唯是均匀的，搁没有硬块颗密粒，没有析尾油现象，表猎面没有干硬费的皮层和稀舞软糊层。蜻行2超．屠针入度住膨针入度是表厕示油脂稠度臂的指标。某颤润滑脂的针行人度是指在译25歌℃容温度下，煎重量为15患0g的标准棕圆锥体，在铃5秒钟糖内沉入该润水滑脂试样的觉深度（以器1／10m敬m为单位，磨表示时不标叔注）。脂的或针入度越小阳，稠度就愈概高，它不易坑进入摩擦副慢表面，而且晒内摩擦大、坝能耗高，但宿它的承载能端力高，不易寺从摩擦面内团被挤出来。也查3听．匠滴点筋卖它是决定润汤滑脂使用温岁度的指标。价滴点测定仪搅的润滑脂被弹加热后，开馆始滴落时的隶温度称为润怕滑脂的滴点半。润滑脂的感使用温度一其般应高于滴藏点20~3横0甚℃鼠，以保证可止靠的润滑效支果。真档4竭．简抗腐蚀性跟鞋主要反映润唉滑脂对金属勿的腐蚀程度南。悟除此之外，洪润滑脂还有吗胶体安定性盆、机械杂质增、氧化安定塘性等性能指筐标。所（四）蛛液压油驶液压油的主已要作用是传捞递液压能，弱其次是润滑屯、冷却、防醉锈、减震等怕作用，它的灭状态直接关童系到液压机闭械运转的可赤靠性。反映励液压油性能经的主要指标照及其测试方盾法与润滑油绒类似，不再牙重复。欧（五）刻添加剂纹在压很多情况下第，基础油很怎难满足摩擦径副对润滑剂关提出的苛刻葵要求。因此脆，为了提高企油品质量和幕满足使用性引能还必须在梢润滑油品中减加人少量一钓种或几种物秘质，以改善莲油品的某些急性能，所添满加的物质称孝为添加剂。谋一般极少量尸添加剂，就授能显著改变浪油品的质量亏，这样就可浴避免润滑油猴复杂加工过滔程，又可解酿决一些加工富精制仍不能尊满足的特殊杀要求，从而凝扩大优质润茶滑油产品的内来源。谈添荣加剂一般不状单独作润滑漂材料。同一猜种添加剂，话加到不同种蛮类的基础油逆或不同类型忽的原油炼制松的油，其效将果也可能不中完全相同，陵因此使用时狐必须通过试乌验，选择最貌佳品种和用琴量。指常符用的润滑油死添加剂包括技清净分散剂宴、抗氧抗腐驱剂、油性添颗加剂、极压屠（抗磨）添陆加剂、增粘辨剂、降凝剂棉、抗泡沫剂摸、防锈剂等追等。判二、油液性仿能分析妻对概机械设备的繁润滑系统进患行定期的油猫样理化性能待测试分析，萝可以动态监垮测使用过程城中润滑油质苏量变化情况舟，从而保证事机械设备处友于良好的润冬滑状态。同语时也可以随寒机监测润滑盆油的质量指会标变化情况然，从而确定吹最合理的最例经济有效的差换油周期。说润拾滑油在使用文过程中的变下质和油品质史量劣化，主袄要包括两方掘面。一是由喘于氧化、凝店聚、水解、沿分解作用使售油品产生永偏久性变质。阔可采用测量弦润滑油油样手粘度变化、涂含水量、机雄械杂质、酸片值及闪点变冰化等理化指询标来分析判多断。如果油康品劣化程度霜超过一定限饿度（按质换姿油标准），坊则及时换油碗。表2-萝13辱、2-箭14蔬给出了部培分油品的质鸡量界限值。容二是润滑油华中添加剂的沙消耗和变质草。使用过程探中，添加剂昌及其反应物韵也会发生变突化。因此，贩必须定期对趣使用中的润俯滑油取油样欣进行添加剂腊含量的测定夕。发现添加田剂含量减少权，及时补充朵，以保持润要滑油的特殊英润滑性能。命表2-宵13贺液压油拦质量界限侍项目蒜理化性能极骑限指标缘高粘度指数芦液压油短低温液压油症抗磨液压油浸普通液压油沃运动粘度末(40廉℃溉)戏10m奸/s擦±掀10%铅±掘10%恼±励10%着~15%车±玩10%~1纵5%掀酸值增加根mgKOH各/g捐0.3栽0.3斥0.3奶0.3支水分诱%粥0.1着0.1狭0.1惭0.1章闪点哪(自开口从)抹盟℃期-60运（不变）缘固体颗粒污等染等级礼20/16翅20/16建20/16言20/16抄表2-封14恶汽轮机保油换油界限脆指标义界限控酸值贤≥伯1.5哀（棒mgKOH渠/g生）或末>扫0.2身（订mgKOH蛮/g挥）而且有清允洗不掉的低企分子有机酸砖粘度更>新油粘度各的25%策抗乳化性能订显著恶化，石8分钟内分菠油少于95宏ml损杂质我含有磨损杂汇质土除采用对使硬用中的润滑顽油主要理化宫指标变化现膛场作出快速样鉴定外，近温来国内外还族出现用油液困的综合质量喊对油液现场慈作出快速鉴现定的技术及袋相应仪器。老例如通过测安定油液的透坛明度、介电桨常数的变化渐、污染度等际参数来评定雄油液质量。哀三、油液监成测与诊断技拆术厉运宏用油液监测悔与诊断技术奖，在设备不榆停机、不解缎体的情况下池监测工况，宫诊断设备的获异态常、异常部拦位、异常程泥度及原因，委从而预报设重备可能发生毒的故障，是冰提高设备管采理水平、改超善维护保养糟的一个重要杀手段，也是喷保证设备正总常运转、创烦造经济效益鸽的有效途径贼。该技术还涨可用于研究戏设备中摩擦何副磨损机理事和润滑机理专，磨损失效斥过程和失效伙类型，用于惠进行润滑油酒品性能分析解，新油品性春能分析，确赏定油液污染馒程度以及油割品合适的使梅用期限，用额来确定合理牲的磨合工艺鹅规范等。在异对机械设备乱进行状态监讨测和故障诊趁断时，特别就是利用振动珠和噪声监测乘诊断低速回关转机械及往搅复机械的故默障较为困难视时，运用油毛液监测与诊违断技术则较眠有效。丙油液监测与悬诊断采用的喘具体技术包检括光谱技术辛、铁谱技术诱、颗粒计数剃技术、磁塞俘技术等，它司们在技术原般理、仪器工努作原理及结肝构、检测油件样的制备、域数据处理、筐结果分析和逢应用范围等肢方面各具特规点，选用时伙应予以注意疗。呼表2-储15循为常用的痰几种油液分明析方法的性迫能比较。废（一）魔油液监测与债诊断技术的诵实施步骤障1壳．选择对生四产、产品质庄量、经济效染益影响较大注的设备为监技测对象，在峡深入了解该垫设备有关情围况（功能、慌结构、运转舍现状、润滑贩材料及润滑缴系统现状等粉）的基础上深，选择并制惰订合理的油佩液监测方案辛及技术。最表2-璃15作油液分析雾技术的性能再比较呢项目盗铁谱分析挽光谱分析吃颗避粒计数傲磁塞咳磨粒浓度丧好（铁磨粒测）预很好验好蜻好（铁磨粒书）储磨粒形貌方很好裳好包尺寸分布底好覆很好姐元素成分体好孩很好贷好厘磨粒尺寸范汗围（宗μ羞m）松>1秧0.1拖～10钞1皮～80捏25厕～400营局限性魄局限于铁磨漏粒及顺磁性申磨粒，元素说成分的识别首有局限性预不能识别磨裳粒壁的形貌、尺译寸等驴不能识别磨辽粒的元素成棵分和形貌等援局限于铁磨否粒，不能做蹲磨粒识别醒检测用时间悔长恶极短能短耀长毯评价稼磨损机理分盏析及早期失裹效的预报效歼果很好团磨损趋势监肾测效果好绞用作辅助分彩析、污染度拒分析袋可用于检测许不正常磨损叔分析方式版实验室分析送、现场及在扬线分析栋实验室分析叉、现场分析过实验室分析示、现场分析脏在线分析饭炼2碗．选取油样唱，这是实施拦技术的重要擦环节。原始总油样是测定余磨损微粒、沙进而数据处古理和分析、书最后判断故叼障的基础，我所取的油样犹中必须含有园表征设备主察要磨损部位沙信息的有代饶表性的磨粒瘦，能正确反嘴映磨损真实私情况；要合汉理地确定取酿样间隔时间向，表2-宰16税给出一组婆取样间隔时孕间参考值。仔应严格按规宾定的技术规印范选取原始践油样。费表2-增16仍取样间隔耍时间参考值井（h）蒙监测机械类御型陈跑合阶段冬正常背磨损鄙阶段离失效前夕阶垦段福地面液压系南统课80捡200稠80债煤矿井下液沈压系统急20膨50逝20插地面传动装则置导30皮100套30箭煤矿井下传饲动装置雾30铜100盲30羽重型燃气轮瞒机度—停250~5祖00交—衫柴油机术—伴200禾—稠蒸汽轮机公—叫250~5请00训—风飞机燃气轮沙机揉—旱50医—阻3穷．制备检测抽油样，按照森所选用的油驼液监测技术仙及仪器所规彻定的制备方删法和步骤，顶认真制备。守4候．将检测油蛇样送入监测年仪器，定性欢、定量测定况有关参数。鞠5裹．进行检测悲数据处理与史分析，视所昏选用的监测诊技术的不同醉，可以采用骨趋势法、类维比法等处理样数据和结果猾分析，进一佩步可应用数支理统计、模盗糊数学等知患识建立相应流的计算机数螺据处理系统徐。焰6拦．根据数据辫处理分析的燃结果，判断惹设备的异常清、异常部位忌、异常程度循及原因，预闭报可能出现磨的问题以及谁发生异常的德时间、范围僵和后果。美7．提出改拒进设备异常直状况的措施剩（包括处理少异常的时间塞、内容、费继用，具体修仗理方案和实债施）。挥（二）铁谱趟技术及仪器糕油品铁谱分欠析技术利用贱高梯度的强倒磁场的作用槐，将润滑油雹样中所含的疑机械磨损微伶粒有序地分滋离出来，并变借助不同的员仪器对磨屑翻进行有关形油状、大小、温成分、数量链及粒度分布羞等方面的定亲性和定量观浪测，从而判淘断机械设备会的磨损状况免，预报零部骨件的失效。坑铁谱技术的粱主要内容包天括油品取样普技术、铁谱播仪及制谱技拨术、磨粒分球析技术等。颈根据分离、盟检测磨粒的偷不同方法，盼铁谱仪暖主要塌分尿为投分析式铁谱飞仪、直读式封铁谱仪、旋援转式铁谱仪紧等。舞1镜．芳铁谱技术的何特点休驼铁谱技术与龄其它技术相朗比，具有为独特的优势鬼，主要是房炎（摩1）．应用业铁谱技术能郊分离出润滑衫油中所含较敌宽尺寸范围除的磨屑，故饮应用范围广均。芽咸（参2）．铁谱蠢技术利用铁返谱仪将磨屑弄重叠地沉积茅在基片或沉恋淀管中，进凭而对磨屑进条行定性观察端分析和定量稻测量，综合樱判断机械的奋磨损程度，迟同时还可对症磨屑的组成忍元素进行分店析，以判断陶磨屑产生地须，即磨损发朵生的部位。聚铁塘谱技术的缺喷点在于：对耕润滑油中非含铁系颗粒的舍检测能力较躁低，例如在逗对含有多种栋材质摩擦副现的机器（例剑如发动机）晶进行监测诊枯断时，往往锤感到不力；铃分析结果较牵多依赖操作仿人员的经验院；不能理想弱地适应大规与模设备群的循故障诊断。蝶2始．伪分析式铁谱复仪厚菊分析式铁谱杂是种常用的当、重要的铁遍谱仪器，主于要由铁谱制俘谱仪、铁谱叔显微镜和铁讲谱读数器组熊成。铁谱制洲谱仪主要用归途是分离油协样中磨损微技粒并制成铁状谱谱片，它遭由微量泵、滔磁铁装置、撒玻璃基片、燥特种胶管及已支架等部件冻组成。锈分析式铁谱酒仪的工作原格理如图2-柿27挤所示。从爷设备润滑系敞统或液压系呢统取的原始舰油样经制备锡后，由微量求泵输送到与拣磁场装置呈狡一定倾斜角销度的玻璃基蛾片上（亦称枕铁谱基片）粱。油样由上旅端以约15百m/h的流肤速流过高梯慢度强磁场区睬，从基片下激端流入回油穗管，然后排给入储油杯中肆。在随油样棒流下的过程巷中，可磁化自的磨屑在高息梯度强磁场询作用下，由降大到小依序径沉积在玻璃便基片的不同励位置上，沿役磁力线方向使（与油流方额向垂直）排敏列成链状，拉经清洗残油剥和固定颗粒茂的处理之后诱，制成铁谱住片。在铁谱钳显微镜下，排对铁诺基片辫上沉积磨粒冠进行有关大驴小、形态、啊成分、数量恋方面的定性贯和定量分析嚷后，就可以然对被监测的枪设备的摩擦从磨损状态作遭出判断。许目前国内使双用的分析式鞠铁谱仪系统细主要是：美股国标准石油止公司（St扒andar布dOil许Comp灿any）生狐产的双联式娱铁谱仪，我冷国北京科学俱仪器厂生产吉的FTP列-绵l型分析式禁铁谱仪和重垮庆光学仪器久厂生产的T尸PF盐-挣l型分析式窜铁谱仪。晌a笔）阳制侦谱仅仪已的源工作腿原理脆骆演冬击苦炒立浅乘涌b幅）蠢铁谱恢片例图2-雕27胆分析式铁劈谱仪的工作蕉原理牢通缺过对磨粒色蕉泽和化学辨赤色，可以识习别出铁磁材凑料、有色金刚属和一些非级金属物质；脊通过铁谱读夕数器可直接畏得到被测部彼位的磨粒覆乳盖面积百分搬数，这样分佩析式铁谱仪皂就具有定性孩和定量分析备两种功能。抓3鼻．软直读式铁谱份仪验卧直读式铁谱浙仪主要用来净直接测定油亦样中磨粒的剖浓度和尺寸腾分布，只能稀作定量分析你，能够方便错、迅速而较网准确地测定问油样内大小怒磨粒的相对助数量，因而著能对设备状巧态作出初步缘的诊断，是唱目前设备监切测和故障诊留断的较好手帆段之一。如焰果不仅要了氏解磨损微粒漆的数量及分挽布情况，而赖且要观察分造析磨粒的形服态、表面形侍貌和成分等存因素，作出多较准确的诊挑断，就需使胸用分析式铁欧谱仪。磁目辞前国内使用图的直读式铁纳谱仪有美国爽SOHIO庭公司生产的斗DR型铁谱铺仪、北京科箭学仪器厂生恢产的ZTP帽型直读武铁疮谱仪和重庆园光学仪器厂蹈生产的TP触D型直读式衬铁谱仪。侍直读式铁谱胸仪的工作原详理如图2-越28a切所示。取零自机器的油熊样，经浓度例及粘度稀释屠后，在虹吸相作用下流经遭位于磁铁上称方的玻璃沉爬淀管，油样见中可磁化微魔粒在高梯度雀磁场作用下旨，依其粒度终顺序排列在适沉积管内壁汉不同位置上闷。在沉积管螺人口处，即先在l～2m略m位置上沉汽积着大于5庆μ接m的大磨粒潜，而在5m俩m之后的位结置沉积着只鉴有l～2启μ牢m的小磨粒拼（见图2-雄28b氏）。丹光折导纤维将光唯线引至与上遮述两个位置堡相对应的固轿定测点上，更并由两只光扒敏探头接收涝穿过磨粒层钉的光信号，吼经电子线路般放大，A／港D转换处理系最终在D看L直和Ds两神个数显屏上蜡直接显示出高磨粒沉积的滨覆盖值。耽4买．户旋转式铁谱鸟仪乌斩分析式铁谱成仪、直读武勒铁谱仪应用链较广泛，分朗析技术较成帖熟，尤其是密分析式铁谱级仪同时具有得定量和定性扰分析双重功富能。但是这毁些铁谱仪对捕污染严重的战油样（例如金煤矿机械或笑工程机械内养的润滑油等泛）的定量和疯定性分析效吓果不好，主集要是制谱过木程中，润滑圾油中的污染帽物会滞留在怜铁谱片上，货如果滞留数绢量较多，将扒影响对磨粒窑的观测。与a输）分直读式铁谱困仪的场原理搏草亚摩凑品之b吹）钓沉积炮管压内误的蝶磨滑粒倾排序崇图2-青28奉直读式铁退谱仪的工作拨原理妄旋转式铁谱锤仪克服了上含述缺点，同经时又保留了困分析铁谱可捐以分析观察所磨粒形貌、定尺寸大小、阀材质成分等湾优点。为避竞免由于磁力音线垂直于基世片而造成铁呜磁性磨屑堆阶积重叠的缺污点，旋转式文铁谱仪重新赌设计了磁场壳，它是利用灶永久磁铁、还极靴和磁轭验共同构成闭副合磁路，以脏极靴上的3删个环形气隙字（0.5m是m的窄缝）粥作为工作磁纵场。工作位谋置的磁力线夫平行于玻璃独基片，当含神有铁磁磨屑嚷的润滑油流撕过玻璃基片央时，铁磁磨厚屑在磁场力从的作用下，搭滞留于基片预上，而且沿霜磁力线方向加（径向方向铅）排列。升旋转式铁谱拿仪的制谱原颈理如图2-恐29铁所示。制衡谱时，油样棉2由定量移俩液管1在定筝位漏斗的限呢位帮助下，愉被滴注到固蜜定于磁头4满上端面的玻耍璃基片3上廉。磁头、基杆片在电机5江的带动下旋碌转，由于离艺心作用，油魄样沿基片四械周流动。油简作中铁谱性冻及顺磁性磨翻属在磁场力篇、离心力、故液体的粘滞辅阻力、重力歇作用下，按鲜磁力线方向义（径向）沉教积在基片上仁，残油从基固片边缘甩出摇，经收集由优导油管排人绒贮残油杯。究基本经清洗劫、固定和甩透干处理后，忍便制成了谱荣片。弃姜钢壤鞭挠灿动球宫逐循图2-蝶29骂旋转式铁患谱仪的工作店原理戚旋转式铁谱津仪制出的铁蒸谱片，磨屑检排列为3个伸同心圆环，川内环为大颗街粒，大多数和为l～50郊μ涨m，最大可葡达几百微米惑，中环为虏l～20病μ图m，外环璃≤客10抢μ灵rn。对于疏工业上磨损递严重并有大极量大颗粒及肺污染物的油强样，采用旋船转式铁谱仪仗可以不稀释驼油样一次制阶出，对于磨抵屑比较少的妈油样则可以房增加制谱油踪样量。制出菠的谱片还可读以在图象分予析仪上进行升尺寸分布的深分析。沉5魄．臭磨粒分析廊呆运转中的设域备的液压系胃统、润滑系浇统的油液必何然受到污染持，其污染物烛主要来源于饮三个方面：概机械零部件云在磨损过程蝶中生成的磨醉损微粒；外街界灰尘或水剥等物质侵人区油液中；油字液中添加剂弹反应后的余须物。实践证尊明，磨损微滥粒是最常见蚁、危害最严添重的污染物饭。一方面，身这些磨损微舞粒由各种金献属、非金属信材料组成，掘对油液起氧派化、催化作絮用，加速油擦液劣化；另犬方面，材质普较硬。又随承油液流人各征磨擦表面，震划伤、研伤赌零件表面，绩造成间隙增刘大、精度下嫌降、振动和驴噪声产生。届在液压系统陶中，甚至堵溉塞油路、研旋伤高精度问努芯配合面，宇造成更大事屿故。磨损颗刺粒的数量、形尺寸大小、源尺寸分布、条成分和形貌影特征都直接茶与机械零件伐的磨损状态射密切相关，桨它们是机械冷设备状态监穷测、故障诊毒断以及初期欧预报的重要箱依据。洲铁逮谱技术的特想点在于它不炼但能定量测格量润滑油系帖统内大、小医磨粒的相对苹浓度，而且瘦能直接考察厘磨粒的形态咳、大小和成埋分，后者更秒是它的独到夫之处。因此凭，在铁谱片哀上从数以百悬万计的千姿攻百态微观物粱质中准确地况识别各类磨渠粒，便是每促个运用铁谱顾技术开展设厨备故障诊断饲工作的人员哭所必须掌握双的一门独特气技术。为此体，国外在总避结了十几年稻实践经验的古基础上，编跪辑并发表了罢几百张典型跃磨粒图谱。锻近几年来，秩我国也在一寸些专业领域陶中陆续编辑卡了有关轴承泽、齿轮、柴骡油机、液压鲜系统等特定给零件、系统哑和设备的磨舍粒图谱，这坡些都为运用烘铁谱技术定浩性分析提供陶了宝贵的参凤考资料。册（1）钢铁词磨损微粒的栋识别负存实验研究表妇明，由于磨细损机理不同毅，其摩擦副控表面会产生螺出不同形态鸽及尺寸特征样的磨屑。钢称或合金钢材怪质组成的摩去擦副，在运择转时磨损产鹊生的微粒可淘分为以下几权类。赚赖1也）爽正常磨损微喂粒僚勿正常磨损微顺粒是指设备校在正常运行陈状态下，由奶于滑动磨损掠所产生的磨屋损微粒。认当搜摩擦副磨合们时，磨损表监面上会形成辽一层厚度大狼约为1伍μ饿m的光滑表像层-剪切混狭合层，形成票稳定的剪切晶混合层后机祝器就处于正士常磨损状态雁。在运行时偷，由于摩擦奔力的周期性吹作用，因疲殖劳而产生小瓣片剥落，这家一层不断剥捕落又不断产过生，从而形晕成一个稳定桃的磨损状态临。这时的磨权屑是一些具绵有光滑表面执的距“催鳞片筐”钞状颗粒，其习尺寸范围是道长轴尺寸从犹0.5政μ也m到缘15巡μ堪m，甚至更杆小，厚度在朴0.15宇～汁1西μ侵m之间。较竿大的磨屑，喇其长轴尺寸桥与厚度的比超例约为10奏:1，长轴绪仅为0.5立μ脊m的小磨屑催，长轴尺寸爪与厚度的比浊例约为透3箭:惰l。窝所2仇）贸严重滑动磨昂损微粒狮蹈当滑动表面明由于载荷或贷速度过大时罢，造成磨损卸表面接触应储力迅速增大迫，这时开始边发生严重滑萝动磨损。这是时剪切混合善层变得很不咬稳定，出现假大颗粒脱落陵。如果表面晓应力继续增宜加，就会造插成整个表面起发生剥落，绒出现破坏性孔磨屑，磨损泉速度将迅速神加快。大磨瓦屑与小磨屑钓间数量比，少决定于表面歪应力超过极以限值的程度说，应力值越撤高，大磨屑秘物比例就越倾高。芹严沟重滑动磨损刮磨屑尺寸在锻20狱μ抄m以上，长朋轴尺寸与厚玉度的比约为其10草:孙1，微粒表听面有划痕，饶有直的棱边高。随着磨损祸程度的加重兵，表面的划闷痕和直边也堂更显著。坏误3惯）园切削磨损微模粒咱忙切削磨损微止粒类似车床结切削加工产群生的切屑，济这种磨粒形秘态一般有环效状、螺旋状嚼、曲洽线状等。产忘生切削磨损惕微粒的原因纪大约有两种萌：一是摩擦愧副中较硬的塔一方由于安拌装不良或出灿现裂纹，造仇成硬的刃边浇，穿入较软山的一方产生栋磨屑。这种粮磨屑通常都灿比较粗大，节平均宽度为此2～5书μ强m，长度为弃25～10折0孤μ拜m。另一种稳是润滑系统歌中的外来污政染颗粒或是蝴系统内的零访件磨损微粒象，均可嵌入砌摩擦副中软胁的摩擦表面慈，在摩擦过捡程中产生切鱼削磨损微粒总。这种情况凶下产生的磨雪屑粒度与污翼染颗粒的粒绒度成正比，通磨屑厚度可零小到0驾.融25盯μ伞m，长度可湿达5蜘μ曲m。跃切吼削磨损微粒狮是非正常磨豆损微粒，它类们的存在和杆数量多少要站仔细监测。投如果系统中腥大多数切削弄磨损微粒的争长度为几个铜μ惊m，厚度小扛于l妹μ单m，可以判刘断润滑系统妻中有粒状污贩染物存在；匪如果系统中腐长度大于逢50续μ脏m的大切削编微粒快速增贷加，零件即羡将可能发生根失效。听左4刊）滨滚动疲劳磨亲损微粒扛味这种微粒通设常产生于滚川动轴承的疲交劳过程中，皮它包括三种旋不同形态：快疲劳剥离磨泛屑，球状磨白屑和层状磨蹄屑。伟a辫．疲劳剥离掠磨屑是在点忆蚀时从摩擦畅副表面以鳞怠片形式分离民出的扁平形困微粒，表面没光治，有不城规则的周边认。磨属的最业大粒度可达趴100墨μ锹m，其长轴勉尺寸与厚度动之比约为1称0劈:党1。如果系撕统中大于鞭10浪μ语m的疲劳剥世离微粒有明红显的增加，馅这就是轴承扔失效的预兆贿，可对轴承乒的疲劳磨损脚进行初期预宇报。祥b蓝球状磨屑是之在轴承疲劳隔裂纹中产生负的，它的出踏现，表示轴昂承已经出现零故障，所以沙球状微粒是压滚动轴承疲杂劳磨损的重毙要标志。一汉般说来，球邀状磨屑都比及较小，大量于的磨屑直径断小于3壳μ泳m，而其它杨原因例如液托压系统中的电气穴腐蚀、渔焊接和磨削扮加工过程中催产生的球形助金属微粒的效直径往往大羞于10贤μ胖m，两者粒构度大小的差燃别可作为区载分依据。驰c毯．层状磨屑嘴是第三种滚凤动疲劳磨屑及。其粒度在娱20～50斗μ笑m范围内，林长轴尺寸与辅厚度之比为义30后:典l。这种层纷状磨屑被认墓为是因磨损逗微粒粘附于笼滚动元件的灶表面之后，赖又通过滚动搭接触碾压而宁成的。它的逢特征是呈片借状，四周不侨规则，表面渡上有空洞。利层奔状磨屑在轴堂承的整个使僚用期内都会御产生，特别驴是当疲劳剥巾落发生时，服这种层状磨萍屑会大大增团加，同时伴杨有大量球状席磨屑产生。辱因此，如果敞系统中发现蓝有大量层状汽磨属和球状怪磨屑存在，毁而且数量还红在增加，就片应当预报滚古动轴承已存堆在导致疲劳沃剥离的显微炭疲劳裂纹了壳。涨柿5兽）仪滚动-滑动栽复合磨损微飘粒密伙滚动-滑动藏复合磨损也查属疲劳磨损追，它是齿轮隆副、凸轮副虚等摩擦副的县主要损坏原毯因。齿轮的苏齿面在啮合妹过程中，相嫩对滚动和滑棒动同时并存初，所以齿轮贫的磨损形式俩包括滚动疲毅劳磨损和粘宰着磨损两种拣。在节线处逆的磨损类型惩主要是疲劳凝及胶合和擦渐伤。疲劳磨叠屑与滚动轴竹承所产生的嗓磨屑有许多骡共同之处，承它们通常均润具有光滑的说表面和不规粉则的外形，晕磨屑的长轴挨与厚度之比弃为4:1到锤10:1（限由齿轮设计锈决定）。滚闹动-滑动复椒合磨损微粒浸的特点是磨关屑较厚（几靠个微米），杠长轴与厚度愉比例较高。会齿考轮胶合时，娘因载荷和速专度过高，摩斧擦过热使油该膜破坏，致从使处于啮合头的齿轮发生怠粘着。摩擦灰表面被拉毛目，这就更进宿一步导致了蝶磨损的加剧纺。胶合区域赢一般发生在割节线与齿顶胜或节线与齿需根之间，这花一现象一旦墨发生就会很碌快影响到每报一个轮齿，晋产生大量的蜻磨屑。这种桶磨屑都具有货被拉毛的表汗面和不规则衔的轮廓，在泼一些大磨屑旋上具有明显宗的表面划痕各。由于胶合衰的热效应，俘通常有大量样氧化物存在化，表面出现纵局部氧化的驼迹象，在白吉光照射下呈构棕色或蓝色浸的回火色，划其氧化程度吼决定于润滑令剂的组成和顷胶合的程度宅。胶合产生脾的大磨损微壁粒比例并不庙十分高。逼以顾上介绍的5纲种主要磨屑五，是钢铁磨宗损微粒的主引要形式，其柿中后4种都男与钢铁部件陵的失效相联攀系，通过对款谱片上磨屑桑形状、大小鸡的识别就可衣以了解到，疗机械的磨损丛原因和所处锦状态。不同宪的机械设备卵对部件精度文要求不同，省预报失效的稳磨屑粒度也妇不相同。一民般机械通常桶出现小于5免μ支m的小片形急磨属表明机孟器处于正常适磨损状态，按当大于5喊μ陵m的切削形园、螺旋形、停图形和弯曲幸形微粒大量榨出现时，则遮是严重磨损茶的征兆。荣（2）有色互金属磨粒壤熄除钢铁磨屑觉外，一些系分统内含有色禽金属的部件匀，必须对有碧色金属磨屑酱进行识别。甘在铁谱片上纤有色金属微外粒不按磁场闭方向排列，纱以不规则方斩式沉淀，大港多数偏离铁洒磁性微粒链躬，或处在相浮邻两链之间伯，它们的尺狮寸沿谱片的饺分布与铁磁现性微粒有根轿本的区别。鱼仅1逝）稀白色有色金枯属择昨使用x射线烦能谱法可以浸准确无误地项确定磨屑成健分，在铁谱比显微镜下不婚易简单地辨竟识白色的有跨色金属微粒邪，但用温化圆学分析和铁喂谱片加热处恳理方法还是搬能区分例如潜铝、银、铬火、镐、镁、庆铝、钛和锌储等。存英2拨）墨铜合金挽胆铜合金有特桑殊的红黄色篮，因而易于绞识别。但注捕意与其它金胃属微粒的回政火色相混淆认，例如钢铁响微粒在磁力押线上可与铜悟合金区分。呀其它金属如误钛、巴氏合骨金等呈棕色器，颜色不如逃铜合金均匀自。笨笋3更）增铝、锡合金涝促由于铝、锡另合金有良好四的塑性，在篇摩擦过程中衣擦伤后辗成器片而不是大冻片剥落，同诚时磨屑往往扮是已经氧化解了的，所以巴在铁谱片上武经常可以看梳到许多游离软的铝、锡合黑金磨屑。例案如，如果轴而承润滑不良里，或者在设站备起动和停换车时，轴承祥的油膜被破威坏产生氧化腿磨损，这时兔就会产生被受氧化了的铝始、锡合金磨遣屑。讽铝糕、锡合金的爱另一种磨损隆是腐蚀磨损殿。例如柴油卖机燃料中的阳硫形成硫酸学，汽油发动障机中油氧化酒形成的有机孙酸都会腐蚀旺铝、锡轴承传合金，造成汁极细的腐蚀祖磨损微粒，翁往往在铁谱车片的出口端丑大量沉积。搅（3）铁的罢氧化物的辨话别颂河铁谱片上出爱现铁的红色已氧化物，表篇明润滑系统销中有水分存阿在；如果铁详谱片上出现串黑色氧化物粱，说明系统摊润滑不良，蔽在磨屑生成永过程中曾经巧有过高热阶度段。蜓役1卖）钞铁的红色氧屿化物磨屑有禾两类。一类前是多晶体，笑在白色反射燃光下呈桔黄尊色，在反射障偏振光下呈擦饱和的桔红迟色，如果铁蝇谱片上有大振量此类磨屑乞存在（特别疗是大磨屑存高在），说明极油样中必定说有水。另一摸类是扁平的掉滑动磨损微诊粒，在白色欲反射光下呈旨灰色，在白光色透射光下峰呈无光的红屋一棕色，因敏反光程度高谜，容易与金谊属磨属相混龄淆，如果仔坡细观察则会充发现，这种倡磨屑在双色壁照明下不如绕金属颗粒明季亮，在断面款薄处有透射开光。铁谱片恢中有此类磨滨屑出现，说技明润滑不良岁，应采取相售应对策。坦泪2忧）贞铁的黑色氧世化物猫锤铁的黑色氧屯化物微粒外采缘为表面粗接糙不平的堆蹲积物，因含哀有Fe天3立O搅4割，僻α雨-罩Fe梯2性O眉3们，FeO等权混合物质，硬具有铁磁性臂，在铁谱片勿上以铁磁性总微粒的方式填沉积。当铁瓣谱显微镜的晃分辨率接近威低限时，有筛蓝色和桔黄旧色小斑点。著铁谱片上存睛在大量黑色态铁的氧化物仔微粒时，说蚁明润滑严重托不良。颗担3料）艇深色金属氧租化物聚轻局部氧化了诊的铁性磨屑订属于这类深索色金属氧化外物，这些微剑粒是润滑不芝良的反应，灰说明在其生盯成过程中被头过热氧化。摄大块的深色辈金属氧化物庙的出现，是马部件毁灭性尿失效的征兆洲，而小量的素较小的深色荡金属氧化物衡与正常摩擦摧磨损微粒一贪起沉积时，慨还不是发生记毁灭性失效牲的表征。推（4）润滑慨剂的变质产料物的识别税帮1馆）纳摩擦聚合物棵门润滑剂在临膏界接触区受卸到超高的压葛力作用下，交其分子发生础聚合反应而快生成大块凝蹄聚物。油样攻中存在摩擦贴聚合物的特染征是细碎的拖金属磨损颗禁粒嵌在无定文形的透明或蝴半透明的基仆体中，这种根基体就是由嗽上述凝聚物村构成的。信油侧样中存在摩订擦聚合物可留能表示有问辫题，这要取普决于环境。雷若油的使用剖合适，油中王适当会有一息些摩擦聚合适物可以防止甲胶合磨损。捕但摩擦聚合勾物过量对机葬器有害，它畜会使润滑油轧粘度增加，亦堵塞油过滤好器，使大的亭污染颗粒和膀磨属进人机垒器的摩擦表圈面，造成更产大的磨损。海在一种通常透不产生摩擦男聚合物的油锄样中见到摩伟擦聚合物，即意味着已出览现过载现象使。瓦耻2晴）绞润滑剂变质鉴产生的腐蚀泛磨属是非常蚀细小的微粒野，其尺寸在宿亚微米级，钥腐蚀磨屑沉调积的部位是斯在铁谱片的贱出口处。引构3地）丰二硫化钼航衬二硫化钼是漂一种有效的饶固体润滑剂床，铁谱上的粥二硫化钼往罩往表现多层馅剪切面，而碎且有带直角理的直线棱边洒，具有金属迈光泽，颜色漫为灰紫色。谎二硫化钼具没有反磁性，伶往往被磁场员排斥。饱穗4父）票污染颗粒亮副污染颗粒包斑括新油中的伴污染、道路漂尘埃、煤尘顶、石棉屑、勒过滤器材料浇等，必要时剪可参考标准拾图谱识别。宫五、光谱技钳术及仪器猾油液分析的丽光谱技术是复机械设备状运态监测、故拦障诊断中应狗用最早的最跳成功的现代若技术之一，寺它可以有效完地监测机械喝设备润滑、妄液压系统中批油液所含磨企损颗粒的成慕份及其含量妥的变化，同戏时也可以准笋确地检测油击液中添加剂逮的状况及油疮液污染变质铺的程度。润器滑油液中各坚磨损元素的冤浓度与零部突件的磨损状旷态有关，故雹可根据光谱换监测结果来论判断零部件映磨损状态及剖发展趋势，硬从而达到诊斤断机器故障倘的目的。因艇此，光谱技裕术已成为机暮械设备油液梦监测的重要杨方法之一。韵光谱技术的探局限性在于淘不能识别磨隙粒的形貌、公尺寸，不能淹判断磨损类票型。棕用于油液监禾测与诊断的速光谱技术目广前主要是原铸子发射光谱友技术和原子器吸收光谱技荒术。甜（一）原子归发射光谱技兆术和仪器溜各赵种元素都是陪由原子组成案的，原子又寿由原子核及死绕核旋转的碌电子组成，侨每个电子处苦在一定的能弊级上，具有段一定的能量邮。在正常情壳况下，原子仙处于稳定状时态，这种状浊态称为基态况，当物质受壤到外界能量网（电能、热还能等）作用符时，校外电乡子就跃迁到晋高能级，处标于高能态的堤原子很不稳女定，被称为丸激发态。激循发态原子可辨存在时间约望10渔s，当它从柿高能态跃迁折至基态或较搏低能级时，警多余的能量旷便以光的形丙式释放出来并，若使辐射窜光通过棱镜贿或光栅，就普能得到按一荐定波长顺序辟排列的图谱损，即光谱。腔气僵体的原子或额离子，受激脏发后辐射的滩光谱，是一才些单一波长恼的光，即线殿光谱。利用谦物质受电能荣或热能激发夏后辐射出的痒特征线光谱简来判断物质镰组成的技术估，就是原子纳发射光谱技刚术。根据特搅征谱线是否坐出现来判断铃某物质是否卵存在，根据孔特征谱线的载强弱来判断蛋该物质含量晒的多少。潮采籍用光电直读项光谱仪测定匠润滑油中各随种金属元素岸的浓度，其掀工作原理是状：用电极产站生的电火花拴作光源，激魄发油中金属励元素辐射发漆光，将辐射丙出的线光谱规由出射狭缝蹄引出，由光赚电倍增管将下光能变成电熔能，再向积框分电容器充咽电，通过测纠量积分电容式器上的电压轨达到测量试葵油内金属含穴量浓度的目程的，如果测盟量和数据处醋理由微机控罢制，则速度沿更快。舟图五2-预30龙是美国B绪aird公麻司MOA型馆直读式发射房光谱仪的原害理图。它是需目前较为先夹进的润滑油虚分析发射光默谱仪。仪器萍工作原理是吸：激发光源吉采用电弧，聋一极是石墨粉棒，另一极转是缓慢旋转甚的石墨圆盘安。石墨圆盘通的下半都浸篇入盛在油盘德样的被分析数油样中，当欲它旋转时，互便把油样带垒到两极之间样。电弧穿透区油膜使油样笔中微量金属滨元素受激发嫁发出特征辐龄射线，经光司栅分光，各笋元素的特征越辐射照到相塌应的位置上胃，由光电倍纤增管接受辐画射信号，再源经电子线路青的信号处理寸，便可直接感检出和测定更油样中各元钱素的含量（硬ppm）。鸦该仪器分析粉容量大，精舌度高，分析尊可靠，分析搞速度快。仪腥器操作简单累，原始油样效不须处理即片可直接送检溜，环境条件述要求低。特锡别适合大规逮模含有多种泳材质摩擦副波（例如，内波燃机发动机疫、飞机发动携机等）的设故备群体监测等。梦图2-绿30纪直读式发韵射光谱仪的房工作原理蛮（二）原子众吸收光谱技物术和仪器呈原仍子吸收光谱猾技术是将待白测元素的化吵合物（或溶遭液）在高温悼下进行试样柔原子化，使巨其变为原子磁蒸气。当锐鲜线光源（单路色光或称特窜征辐射线）跃发射出的一乡束光，穿出罪一定厚度的医原子蒸气时帜，光的一部用分被原子蒸熔气中待测元望素的基态原累子吸收。透没过光经单色耳器将其它发秒射线分离掉瓣，检测系统迫测量特征辐胞射线减弱后熔的光强度。泛根据光吸收番定律就能求艘得待测元素灵的含量。梦图2-勺31艳是原子吸河收光谱仪工幼作原理图。岔润滑油试样善经过预处理瓜后送入仪器方，由雾化器却将试液喷成急雾状，与燃慧料气及助燃货气一起进入躲燃烧器的光联焰中。在高躬温下，试样疏经去溶剂化刘作