试谈典型零件系统的故障诊断

第五章经典零件系统故障诊疗

试谈典型零件系统的故障诊断第1页§5.1齿轮故障诊疗

§5.2滚动轴承故障诊疗§5.3静止设备故障诊疗§5.4发动机诊疗技术

试谈典型零件系统的故障诊断第2页5.1齿轮故障诊疗齿轮故障特征齿轮振动特征齿轮故障振动诊疗试谈典型零件系统的故障诊断第3页齿轮故障特征齿轮损伤形式(一)齿面损伤齿轮表面和次表面发生各种损伤统称为齿面损伤.严重齿面损伤,将引发故障或造成齿轮失效.齿面损伤分为齿面磨损

齿面粘着撕伤齿面疲劳齿面塑性变形

齿面烧伤试谈典型零件系统的故障诊断第4页(二)轮齿折断轮齿折断能够是局部齿,单个齿,多个齿发生折断损伤形式.依据折断产生机理,分为疲劳折断和过载折断,而轮齿上因为各种原因造成裂纹是折断损伤前兆.(三)组合损伤造成轮齿孙沙锅原因错综复杂,一个损伤是另一个损伤先兆或继续发展结果.所以,使用中轮齿损伤往往不是单一基本损伤形式,而是两种或各种损伤形式组合,而且展现各种复杂情况试谈典型零件系统的故障诊断第5页齿轮振动特征齿轮振动机理齿轮能够看成是以轮齿为弹簧,以齿轮本体为质量振动系统,因为齿轮刚度周期性改变,齿轮装配误差或扭矩改变等外因引发激振力作用,齿轮将会产生圆周方向扭转振动.又因为轴,轴承,轴承座变形或齿向误差等原因,圆周方向扭转振动变会造成径向和轴向振动,从而形成轴承座扭曲振动.对于闭式传动,振动可经过轴承和轴承座传到齿轮箱体,使箱体侧壁产生振动,并激发周围空气振动而产生噪声,对于开式传动,则三个方向齿轮振动直接激发空气振动而产生噪声.试谈典型零件系统的故障诊断第6页齿轮异常振动齿轮磨损引发振动齿轮制造缺点引发振动齿轮不一样轴引发振动齿轮局部异常引发振动试谈典型零件系统的故障诊断第7页齿轮故障诊疗检测参数与检测周期检测部位与检测方向诊疗程序和检测类型振动信号特征分析齿轮振动故障判断试谈典型零件系统的故障诊断第8页5.2滚动轴承故障诊疗滚动轴承故障诊疗常采取振动诊疗法优点是不但能检测运转中轴承异常,而且含有检测轴承早期异常能力.诊疗过程通常分为:一振动监测频带二振动信号采集三振动原因识别试谈典型零件系统的故障诊断第9页振动监测频带滚动轴承振动诊疗是利用各种异常状态下所特有振动频率来查明异常原因.因为轴承异常所引发振动包含1KHZ以下低频振动,和数十KHZ高频振动,或者是同时包含这两类频率成份振动因而轴承振动诊疗可分为低频振动和高频振动两种诊疗程序.试谈典型零件系统的故障诊断第10页

低频振动诊疗普通程序是:由加速度振动传感器测取振动加速度电信号,经电荷放大器后,在再经过积分器取得振动速度信号,然后在经过1KHZ低通滤波器,对除去高频成份信号进行频率分析.对轴承结构异常和加工面形状误差所引发振动,可利用低频振动诊疗.高频振动诊疗普通程序是:由振动加速度传感器测取电信号,经电荷放大器后,再经过1KHZ低通滤波器获取其高频成份,然后再将这种滤波后加速度信号进行频率分析.对轴承损伤引发异常振动可利用高频振动进行诊疗.试谈典型零件系统的故障诊断第11页振动信号采集在普通滚动轴承振动诊疗系统中,常采取瞬态信号采集,定时信号采集以及峰值信号采集三种方法.(一)瞬态信号采集法瞬态信号采集是利用信号本身特征进行采样一个方法,当滚动轴承在运转中发生故障时,会是原来平稳随机信号或周期信号发生突变,出现瞬态冲击.瞬态信号采集正是利用其振动信号波形突变特征来完成.在瞬态信号采样前需先输入几个参数,触发前预存点数,采样频率和点数,触发电平及触发频率,然后计算机边进入信号采集状态.当触发条件满足时就保留现行地址,并将指针指向数据区某一位置,开始瞬态信号采集全过程,并实现自动报警.该采样方法适用与监测滚动轴承偶然性故障.试谈典型零件系统的故障诊断第12页(二)定时信号采集法定时信号采集可按照预先设定时间间隔进行采样,当定时信号采集系统进入该采样模式时,便按预先设置参数采集信号,采样后可自动对所采集信号按预定芳案进行计算机诊疗结论.若诊疗参数值超出预置指标时系统将自动报警并转下一次采集.定时信号采集法适用对连续运行机械滚动轴承定时检测.(三)峰值信号采集法当滚动轴承零件损伤部位进入承载区时,竟因该零件突然卸栽而引发一次冲击,紧接着发生一个衰减震荡过程,起震荡频率有结构共振频率所决定,可达数KHz或数十KHZ.试谈典型零件系统的故障诊断第13页振动原因识别滚动轴承震动原因识别,通常是立足与寻找“状态模式”改变.起普通方法是很依据测取振动信号,除去其中剩下信息,提取信号特征向量,竟待识别模式与已定样板模式做对比,由此判别轴承所处状态.通常较为有效方法有:(一)冲击脉冲和冲击能量分析法(二)频率分析和频率调制分析法(三)包络线和包络能量分析法(四)峰态值偏度系数分析法(五)倒频谱和平均响应分析法试谈典型零件系统的故障诊断第14页静止设备故障诊疗工业管道,塔,槽罐以及压力容器等设备都是在静止状态下工作.称他们为静止设备。１．工业管道故障诊疗２．长输管线泄漏诊疗３．压力容器故障诊疗４．弹性结构件故障振动诊疗５．静止电气设备故障诊疗试谈典型零件系统的故障诊断第15页工业管道故障诊疗一管道泄漏故障原因1管材不能适应使用条件要求2管子本身质量问题3管子弯头曲率半径或收缩口设计不妥4管子适应热胀冷缩性能差5操作不妥6管道系统振动试谈典型零件系统的故障诊断第16页二给水管道泄漏检测1分区装表检漏法2听漏法3观察法三地下输油管道泄漏诊疗1放射性示踪法2声发射相关分析法四可燃性气体管道泄漏监测试谈典型零件系统的故障诊断第17页长输管线泄漏诊疗对长输管线在工作状态尽兴泄漏等故障诊疗，常采取流量平衡法，声学方法等。这些方法主要缺点是诊疗精度比较差。最近研究成功意中基于随机变量之间差异程度信息测度诊疗方法，它只需测量压力信号，而其诊疗精度较上述方法大为提升。该诊疗方法实用性强，而且其泄漏故障诊疗基本思想，也可用于其它方面故障诊疗。试谈典型零件系统的故障诊断第18页压力同期故障诊疗一压力容器声发射检测1声发射检测系统2故障声发射定位二压力容器声发射检测实用性判别三压力容器声发射检测可靠性四压力容器缺点有害度评价五压力容器故障预测六压力容器寿命估算试谈典型零件系统的故障诊断第19页弹性结构件故障振动诊疗在室外工作塔架，桥梁，烟囱以及近海平台等大型弹性结构件，即使是在静止状态下工作静止设备，不过它们在地面脉动，风载，雪载，海浪冲击以及动力设备施加各种自然随机干扰力作用下，必定会产生振动，是一个多输入振动系统。一结构故障振动诊疗敏感度二结构件故障振动检测方法三结构故障模态参数识别试谈典型零件系统的故障诊断第20页静止电气设备故障诊疗变压器，气体绝缘封闭式开关等静止电气设备主要故障是绝缘击穿当前，检测变压器绝缘方法除了通用绝缘电阻，介质损耗角正切，吸收电流特征以及各种绝缘特征等方法外，最近局部放电检测和分析油中含气这两种方法已成为检测变压器绝缘较理想方法。试谈典型零件系统的故障诊断第21页5.4发动机诊疗技术5.4.1发动机功率和油耗检测5.4.2压缩系检测5.4.3柴油发动机综合诊疗5.4.4汽油发动机诊疗5.4.5废气分析5.4.6烟度测量试谈典型零件系统的故障诊断第22页5.4.1发动机功率和油耗检测发动机工作不稳定1．现象发动机运转不稳，发动机工作时机体严重振抖。2．原因1）迨速调得太低；2）燃油中进入空气，油路有空气或水；3）高压油路漏油；4）各缸供油量不均匀度太大；5）喷油泵供油时间太早；6）各缸供油间隔不均匀；试谈典型零件系统的故障诊断第23页7）各缸喷射压力，喷射质量不一；喷油器堵塞或滴油，各缸密封性不一样；8）空气滤清器严重脏污；9）调速器飞球组件不灵活或间隙太大，造成稳定性能不佳；10）各缸柱塞偶件、出油阀偶件和针阀偶件技术情况不一，有磨损严重；11）选取柴油牌号不妥或柴油质量不佳；12）供油拉杆上拨叉或柱塞套筒上扇齿松动。3．诊疗与排除柴油发动机工作不稳定故障诊疗步骤与方法以下：

试谈典型零件系统的故障诊断第24页1)

起动发动机，用转速表检验发动机迨速转速情况，如迨速转速低于原厂要求，说明故障由迨速调得太低造成，应重新调整。2)

假如迨速转速不低于原厂要求，则检验柴油牌号是否符合要求，如不符合要求，说明故障为选取柴油标号太高造成，应更换柴油。3)

若柴油牌号符合要求，则检验各高压油路密封情况，检验是否有高压油管漏油。假如漏油，说明故障为高压油管漏油所致，可更换新管，排除故障。4)

若高压油管不漏油，再拆下空气滤清器，观察发动机工作情况。假如发动机变得稳定，表明故障为空气滤清器脏污严重造成。可清洗空气滤清器。试谈典型零件系统的故障诊断第25页5)

若拆下空气滤清器，发动机运转仍不稳定，再用手捏试各缸高压油管压力脉动情况，检验各缸压力脉动情况是否一致，假如不一致，则说明故障为各缸供油量不一，或各缸柱塞偶件、出油阀偶件、针阀偶件技术情况不一，各缸喷油压力调整不一造成。可进行检验调整或修理。6)

若各缸压力脉动情况一致，则在发动机运转工况下，先松开喷油泵放气螺钉放油，再依次松开各高压油管接头放油，检验油流情况，假如油流中有空气或水，说明故障由油路中有空气或水造成，可排除空气或水。7)若上述油流中没有空气或水，则用单缸断油法检验各缸工作情况，是否有不工作或工作不佳气缸。假如有不工作或工作不佳气缸，则打开喷油泵侧盖，针对不工作或工试谈典型零件系统的故障诊断第26页8)

作不佳气缸，检验供油拉杆上对应拔叉或柱塞套筒上扇齿固定情况；假如松动，则故障为供油拉上对应拔叉或柱塞套筒上扇齿松动造成。可进行修理。9)

若不松动，则拆下不工作或工作不良气缸喷油器，在缸外连接在原来高压油管上，使柴油机重新运转，观察喷雾质量是否符合要求，如不符合，则故障为供油压力太低、或喷油压力调整太低、或喷油器弹簧疲劳或折断、或喷油器滴油、或喷油器喷油孔堵塞。应一步检验排除。如喷雾质量符合要求，则故障由气缸密封性不佳造成。按步骤7）检验结果，若各气缸工作均正常，则检验供油正时情况，假如供油时间太早，则说故障为供油时间太早造成。可进行调整。

试谈典型零件系统的故障诊断第27页10)

若供油正时正常，则打开调速器上盖，检验调速器技术情况。假如技术情况不好，说明故障为调速器锈污、或调速器松旷、或调速器犯卡，或调速器弹簧疲劳或折断等原因造成，应深入检验排除。11)

若调速器技术情况良好，则拆下喷油泵（附调速器）和各缸喷油器，在喷油泵试验台和喷油器试验器上调试：循环供油量及不均匀度；1缸开始供油时间；各缸供油间隔；调速器高低速起作用转速及稳速时游动范围，各缸喷油压力。试谈典型零件系统的故障诊断第28页压缩系检测试谈典型零件系统的故障诊断第29页柴油发动机故障诊疗柴油发动机含有热效率高、功率大、燃料经济性好、可靠性强、工作寿命长、排气污染少优点，因而柴油发动机应用越来越广泛。因为柴油发动机着火形式与汽油发动机不一样，柴油机没有点火系，而且燃料和燃料系不一样，造成了它们故障形式和成因不一样。柴油机燃料系常见故障主要有起动困难，动力不足，发动机工作不稳定，排气管冒黑烟白烟和蓝烟等故障。

试谈典型零件系统的故障诊断第30页发动机起动困难1.

现象柴油发动机在起动机带动下，转速到达起动转速要求，但不能起动，通常表现为：1）起动时无暴发声，排气管不排烟，不能起动；2）起动时排气管冒白烟或灰白烟，但仍不着火。2.

原因1）油箱内无柴油或油箱开关位置不对（即油箱开关未打开）；2）

油箱盖通气孔堵塞；试谈典型零件系统的故障诊断第31页3）

油管堵塞、破裂或管头漏油，油路中有空气或水，或气缸中有水；4）

柴油滤清器堵塞或不密封；输油泵滤网堵塞；5）

低压油路限压溢流阀不密封、弹簧太弱、弹簧折断或失调，造成油压太低；6）

输油泵工作不良或进油滤网堵塞；7）

所用柴油牌号不对或柴油质量差，冬季使用夏季油，冷凝后析出石蜡，堵塞油路；8）

喷油泵柱塞因其回位弹簧折断而不回位或柱塞偶件磨损过甚；9）

供油拉杆上调整拨叉或柱塞套筒上可调扇齿松动；试谈典型零件系统的故障诊断第32页10）

出油阀偶件关闭不严或其弹簧折断；11）

高压油管破裂或接头松动；12）

供油时间过早、过晚或联轴器可调部分松动；13）

喷油器因为针阀偶件磨损过甚，针阀下端锥体与其座不密封、喷油器弹簧折断或调整不妥等原因造成喷油压力太低；14）

喷油器针阀卡住，造成不能关闭或开启，喷油器喷孔堵塞或喷雾不良；15）

气缸压缩力不足或空气滤清器严重堵塞；16）

起动转速太低或预热程度不够；17）

喷油泵供油拉杆在停车位置上卡住或起动供油量调整不足。试谈典型零件系统的故障诊断第33页汽油发动机诊疗汽油发动机属于点燃式内燃机，广泛应用于汽车工业。下面按油路故障，电路故障，油、电路综合故障，电子控制汽车燃油喷射系统故障等方面分别叙述。试谈典型零件系统的故障诊断第34页1油路故障

油路指汽油机燃料供给系统，它含有连续输送清洁空气和燃油，依据发动机不一样工况配制一定数量和适当浓度可燃混合气，送入气缸燃烧并将废气排入大气功效，以确保发动机有良好动力性和燃料经济性，燃料供给系和点火系一样，是发动机各机构系统中故障最高部位之一。汽油发动机油路故障，主要表现在漏油、堵塞和机械损坏三个方面，其中又以堵塞最为常见。

普通汽油机油路故障主要有不来油或来油不畅、加速不良、中高速不良、混合气过浓、过稀等故障

试谈典型零件系统的故障诊断第35页2电路故障在汽油发动机中，汽缸内压缩后可燃混合气是靠电火花点燃，确保按时产生电火花全部设备是发动机点火系统。点火系统按其产生高压电方法分为传统点火系统、电子点火系统和微机控制点火系统三种。

电路故障惯用诊疗方法，就是利用简单仪表和直观感觉，依据故障主要现象进行判断，找出原因，从而快速准确地排除故障。试谈典型零件系统