機(jī)械故障診斷技術(shù)

前言

自從英國機(jī)械健康監(jiān)測中心主席、萊斯特大學(xué)哲學(xué)博士、主任工程師R．A．Cotlacot，于1977年在倫敦出版了著名的《機(jī)械的故障診斷及在線監(jiān)測》一書之后，迄今已過去整整30年了。30年來國內(nèi)外在機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷這一先進(jìn)技術(shù)上，已取得了完全一致的共識(shí)，從而在實(shí)踐上得到了很大的進(jìn)步和提高。設(shè)備診斷技術(shù)(包括設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的總稱)不僅是一個(gè)能保障設(shè)備安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約維修費(fèi)用、降低能源消耗、防止環(huán)境污染、能給企業(yè)帶來較大經(jīng)濟(jì)效益的既先進(jìn)、又適用，而且在設(shè)備維修管理上，也完全是可以靠得住的好的工程技術(shù)。當(dāng)前我國的設(shè)備診斷工作，在經(jīng)歷了20多年的實(shí)踐與探索之后，一方面正在總結(jié)自己的成功經(jīng)驗(yàn)，肯定科學(xué)客觀規(guī)律，進(jìn)行新的探索；另一方面也在努力學(xué)習(xí)和引進(jìn)一些國外新的理論和成果，在進(jìn)行了嚴(yán)格的考核論證后，擇優(yōu)選用，使之與我國的設(shè)備工程結(jié)合起來。而其中重要的一個(gè)方面，就是不少企業(yè)已大都從單一的計(jì)劃維修模式轉(zhuǎn)化到以狀態(tài)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修等多種維修體制上來。一些過去曾受國外規(guī)章制度所嚴(yán)格約束的國內(nèi)企業(yè)，也都逐步明確了利弊，建立了狀態(tài)維修這一新的體制并取得了好的結(jié)果，這都說明了國內(nèi)企業(yè)的設(shè)備診斷工作確實(shí)在向前推進(jìn)。在每年的學(xué)術(shù)會(huì)議、經(jīng)驗(yàn)交流和各個(gè)期刊著作中，少不了并還多占優(yōu)勢的仍然是診斷技術(shù)專欄。還有就是國內(nèi)的診斷儀器生產(chǎn)，盡管在功能和精度上，與國外產(chǎn)品尚有差距，但其經(jīng)濟(jì)性和適用性已完全改變了過去必須依靠進(jìn)口的局面。在回顧過去20多年來所取得的成就同時(shí)，也還必須清醒地看到我國與一些先進(jìn)國家在設(shè)備診斷方面所存在的差距，盡管我國早已采取了院校、科研與生產(chǎn)三單位相結(jié)合的方針，但在結(jié)合的緊密程度上，以及對一個(gè)工作項(xiàng)目負(fù)責(zé)到底的服務(wù)精神上，都還有所不足。其中一個(gè)很重要的問題就是專業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)問題。一個(gè)良好的現(xiàn)場診斷工作者，既需要一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也需要掌握熟悉的技術(shù)方法，還有不可缺少的是豐富的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，只有全面具備了以上三個(gè)方面的素質(zhì)，才可以說是有了高素質(zhì)的現(xiàn)場診斷人員。因此，世界各國都很重視設(shè)備診斷師的培養(yǎng)工作。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的《機(jī)器的狀態(tài)監(jiān)測和診斷人員的培訓(xùn)和認(rèn)證要求  第2部分：振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測和診斷》標(biāo)準(zhǔn)，即。ISO 18436-2-2003，現(xiàn)已在日本實(shí)施，對保障和提高診斷從業(yè)人員的素質(zhì)取到了良好的作用。該標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的必備內(nèi)容，也已在國內(nèi)的刊物上先后發(fā)表了。當(dāng)前服務(wù)于我國工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備診斷人員，已經(jīng)絕大部分都是初始從事診斷的第三代新人了。他們一般具有良好的科學(xué)知識(shí)和善于學(xué)習(xí)探索的科學(xué)精神，但是他們在設(shè)備診斷的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方面上還有不足，特別是在處理復(fù)雜問題的分析診斷上更缺少經(jīng)驗(yàn)。因此。對于各個(gè)工業(yè)部門，于今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，在加強(qiáng)這個(gè)方面的技術(shù)培訓(xùn)就顯得十分重要。近年來，國內(nèi)有關(guān)設(shè)備診斷這方面的培訓(xùn)班、交流會(huì)盡管多如雨后春筍，也不乏邀請一些專家前來講授，但都限于時(shí)間短促，什么都要講，一般講不清楚。再者也缺少一本能切合實(shí)際需要的規(guī)范教材，不少是臨時(shí)發(fā)揮、就事論事。國內(nèi)近年來出版的個(gè)別教材，不是重點(diǎn)介紹理論知識(shí)卻聯(lián)系實(shí)際不夠，就是聯(lián)系實(shí)際好的又缺少理論支持。

內(nèi)容概要

　　本書分為兩大部分，第1部分介紹機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容包括：第1章緒論、第2章機(jī)械振動(dòng)及信號(hào)、第3章振動(dòng)信號(hào)測取技術(shù)、第4章信號(hào)特征提取——信號(hào)分析技術(shù)、第5章設(shè)備狀態(tài)的判定與趨勢分析。第2部分介紹機(jī)械故障診斷技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，內(nèi)容包括：第6章旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷、第7章滾動(dòng)軸承故障診斷、第8章齒輪箱故障診斷、第9章電動(dòng)機(jī)故障診斷、第10章設(shè)備狀態(tài)調(diào)整。　　本書為高等院校機(jī)械類專業(yè)本科生、?？粕滩?，也可供從事機(jī)械設(shè)備故障診斷工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 設(shè)備的壽命及劣化曲線1.2 故障診斷的內(nèi)容1.3 故障診斷的基本方法思考題第2章 機(jī)械振動(dòng)及信號(hào)2.1 機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)2.2 振動(dòng)信號(hào)的描述2.3 設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的物理表現(xiàn)思考題第3章 振動(dòng)信號(hào)測取技術(shù)3.1 加速度傳感器3.2 速度傳感器3.3 電渦流傳感器3.4 結(jié)構(gòu)的激振方法3.5 傳感器的校準(zhǔn)與選用3.6 信號(hào)預(yù)處理3.7 傳輸中的抗干擾技術(shù)3.7.1 噪聲干擾的形成3.7.2 噪聲源3.7.3 噪聲的耦合方式3.7.4 噪聲的干擾模式3.7.5 硬件抗干擾技術(shù)3.8 模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量3.8.1 數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換器3.8.2 模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器3.8.3 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)3.9 監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的組成與工作程序3.9.1 監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的任務(wù)3.9.2 監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的組成3.9.3 實(shí)施故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的工作程序思考題第4章 信號(hào)特征提取——信號(hào)分析技術(shù)4.1 信號(hào)特征的時(shí)域提取方法4.1.1 平均值4.1.2 均方值、有效值4.1.3 峰值、峰值指標(biāo)4.1.4 脈沖指標(biāo)4.1.5 裕度指標(biāo)4.1.6 歪度指標(biāo)4.1.7 峭度指標(biāo)4.2 信號(hào)特征的頻域提取方法4.2.1 頻域分析與時(shí)域信號(hào)的關(guān)系4.2.2 周期信號(hào)與非周期信號(hào)的頻譜4.2.3 截?cái)唷⑿孤杜c窗函數(shù)4.2.4 頻混和采樣定理4.2.5 量化誤差和柵欄效應(yīng)4.3 信號(hào)特征的圖像表示4.3.1 統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的圖像表示4.3.2 頻譜的圖像表示4.3.3 時(shí)間歷程的頻譜圖像表示——三維瀑布圖4.3.4 軸心軌跡的圖像表示4.3.5 軸心軌跡的空間圖像表示（三維全息圖）思考題第5章 設(shè)備狀態(tài)的判定與趨勢分析5.1 設(shè)備狀態(tài)診斷標(biāo)準(zhǔn)5.1.1 振動(dòng)診斷標(biāo)準(zhǔn)的判定參數(shù)5.1.2 狀態(tài)判定標(biāo)準(zhǔn)的分類5.1.3 振動(dòng)判定標(biāo)準(zhǔn)介紹5.2 設(shè)備狀態(tài)劣化趨勢分析5.2.1 狀態(tài)趨勢分析在故障監(jiān)測預(yù)警中的作用5.2.2 趨勢分析應(yīng)用方法思考題第6章 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷6.1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征及信號(hào)特點(diǎn)6.1.1 轉(zhuǎn)子特性6.1.2 轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性6.I.3 轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)機(jī)理6.1.4 轉(zhuǎn)子與聯(lián)軸器的不對中振動(dòng)機(jī)理6.1.5 轉(zhuǎn)軸彎曲故障的機(jī)理6.1.6 轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的故障機(jī)理6.1.7 連接松動(dòng)故障的機(jī)理6.1.8 碰摩故障的機(jī)理6.1.9 喘振的機(jī)理6.2 不平衡分析案例6.3 軸彎曲分析案例6.4 不對中分析案例6.5 熱變形分析案例6.6 支承松動(dòng)分析案例6.7 油膜渦動(dòng)及振蕩分析案例6.8 碰摩分析案例6.9 喘振分析案例思考題第7章 滾動(dòng)軸承故障診斷7.1 滾動(dòng)軸承的失效形式7.2 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征7.3 滾動(dòng)軸承信號(hào)分析方法7.4 滾動(dòng)軸承故障診斷案例思考題第8章 齒輪箱故障診斷8.1 齒輪失效形式8.2 齒輪的振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征8.3 齒輪的故障分析方法8.4 齒輪故障診斷案例思考題第9章 電動(dòng)機(jī)故障診斷9.1 電動(dòng)機(jī)的類型特點(diǎn)與測定標(biāo)準(zhǔn)9.1.1 電動(dòng)機(jī)的主要部件與電動(dòng)機(jī)類型9.1.2 電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的測量與判定標(biāo)準(zhǔn)9.2 電磁耦合系統(tǒng)的振動(dòng)原理9.2.1 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁振動(dòng)9.2.2 直流及同步電動(dòng)機(jī)的電磁振動(dòng)9.3 電動(dòng)機(jī)的故障特征9.3.1 定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)9.3.2 氣隙不均勻引起的電磁振動(dòng)9.3.3 轉(zhuǎn)子繞組異常引起的電磁振動(dòng)9.4 電動(dòng)機(jī)故障診斷案例思考題第10章 設(shè)備狀態(tài)調(diào)整10.1 滑動(dòng)軸承的間隙與測量調(diào)整10.1.1 滑動(dòng)軸承工作原理10.1.2 滑動(dòng)軸承襯的材料10.1.3 滑動(dòng)軸承的裝配lO.1.4 間隙的檢測與調(diào)整10.2 滾動(dòng)軸承的間隙與測量調(diào)整10.2.1 滾動(dòng)軸承的分類10.2.2 滾動(dòng)軸承的精度等級與配合制度10.2.3 滾動(dòng)軸承的裝配工藝10.2.4 滾動(dòng)軸承的游隙及調(diào)整10.3 齒輪的裝配與調(diào)整10.3.1 齒輪傳動(dòng)的精度等級與公差10.3.2 齒輪傳動(dòng)的裝配10.4 聯(lián)軸器對中調(diào)整10.4.1 聯(lián)軸器裝配的技術(shù)要求10.4.2 聯(lián)軸器裝配誤差的測量和求解調(diào)整量10.4.3 聯(lián)軸器激光對中法10.5 轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)10.5.1 靜不平衡與動(dòng)不平衡10.5.2 剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子、靜平衡與動(dòng)平衡10.5.3 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡方法10.5.4 剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡方法思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　緒論1.1　設(shè)備的壽命及劣化曲線一臺(tái)設(shè)備，由成千上萬個(gè)零件組成，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，有的零件就會(huì)失效，造成故障。有的機(jī)器只用了兩三天就壞了，有的機(jī)器卻連續(xù)用了四五年，這是怎么回事？事實(shí)上，設(shè)計(jì)合理的機(jī)器不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)較多的早期故障。

編輯推薦

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