机械设备故障诊断技术理论意义及基本内容
发布时间：2017-08-03来源：装备保障管理网 编辑：旭光
机械设备故障诊断技术理论意义及基本内容
故障诊断技术是预防（状态）维修的必要条件，推广和应用设备状态监测与故障诊断技术可以达到所需的目的。其保障设备运行安全，防止突发事故的同时，还保证设备工作精度，提高产品质量，在实施状态维修（或预防维修）的同时，也节约维修费用。更避免设备事故带
来的环境污染及其它危害，给企业部门带来较大的间接经济效益。
一、常用的简易状态监测方法主要有听诊法、触测法和观察法等。
1、听诊法
设备正常运转时，伴随发生的声响总是具有一定的音律和节奏。只要熟悉和掌握这些正常的音律和节奏，通过人的听觉功能就能对比出设备是否出现了重、杂、怪、乱的异常噪声，判断设备内部出现的松动、撞击、不平衡等隐患。
用手锤敲打零件，听其是否发生破裂杂声，可判断有无裂纹产生。电子听诊器是一种振动加速度传感器。它将设备振动状况转换成电信号并进行放大，工人用耳机监听运行设备的振动声响，以实现对声音的定性测量。
通过测量同一测点、不同时期、相同转速、相同工况下的信号，并进行对比，来判断设备是否存在故障。当耳机出现清脆尖细的噪声时，说明振动频率较高，一般是尺寸相对较小的、强度相对较高的零件发生局部缺陷或微小裂纹。当耳机传出混浊低沉的噪声时，说明振动频率较低，一般是尺寸相对较大的、强度相对较低的零件发生较大的裂纹或缺陷。当耳机传出的噪声比平时增强时，说明故障正在发展，声音越大，故障越严重。当耳机传出的噪声是杂乱无规律地间歇出现时，说明有零件或部件发生了松动。
2、触测法
用人手的触觉可以监测设备的温度、振动及间隙的变化情况。
人手上的神经纤维对温度比较敏感，可以比较准确地分辨出80℃以内的温度。
当机件温度在0℃左右时，手感冰凉，若触摸时间较长会产生刺骨痛感。
10℃左右时，手感较凉，但一般能忍受。
20℃左右时，手感稍凉，随着接触时间延长，手感渐温。
30℃左右时，手感微温，有舒适感。
40℃左右时，手感较热，有微烫感觉。
50℃左右时，手感较烫，若用掌心按的时间较长，会有汗感。
60℃左右时，手感很烫，但一般可忍受10s 长的时间。
70℃左右时，手感烫得灼痛，一般只能忍受3s长的时间，并且手的触摸处会很快变红。
触摸时，应试触后再细触，以估计机件的温升情况。用手晃动机件可以感觉出0.1mm-0.3mm的间隙大小。用手触摸机件可以感觉振动的强弱变化和是否产生冲击，以及溜板的爬行情况。用配有表面热电偶探头的温度计测量滚动轴承、滑动轴承、主轴箱、电动机等机件的表面温度，则具有判断热异常位置迅速、数据准确、触测过程方便的特点。
3、观察法
人的视觉可以观察设备上的机件有无松动、裂纹及其他损伤等；可以检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象；可以查看油箱沉积物中金属磨粒的多少、大小及特点，以判断相关零件的磨损情况；可以监测设备运动是否正常，有无异常现象发生；可以观看设备上安装的各种反映设备工作状态的仪表，了解数据的变化情况，可以通过测量工具和直接观察表面状况，检测产品质量，判断设备工作状况。
把观察的各种信息进行综合分析，就能对设备是否存在故障、故障部位、故障的程度及故障的原因作出判断。通过仪器，观察从设备润滑油中收集到的磨损颗粒，实现磨损状态监测的简易方法是磁塞法。它的原理是将带有磁性的塞头插入润滑油中，收集磨损产生出来的铁质磨粒，借助读数显微镜或者直接用人眼观察磨粒的大小、数量和形状特点，判断机械零件表面的磨损程度。
用磁塞法可以观察出机械零件磨损后期出现的磨粒尺寸较大的情况。观察时，若发现小颗磨粒且数量较少，说明设备运转正常；若发现大颗磨粒，就要引起重视，严密注意设备运转状态；若多次连续发现大颗粒，便是即将出现故障的前兆，应立即停机检查，查找故障，进行排除。讲的很详细了，这些诊断方法需要较长时期的经验累积才能判断准确。
故障诊断技术是预防（状态）维修的必要条件，推广和应用设备状态监测与故障诊断技术可以达到所需的目的。其保障设备运行安全，防止突发事故的同时，还保证设备工作精度，提高产品质量，在实施状态维修（或预防维修）的同时，也节约维修费用。更避免设备事故带
来的环境污染及其它危害，给企业部门带来较大的间接经济效益。
因此就需要我们了解故障诊断的意义、含义、基本内容、常用方法；机械故障诊断的研究现状，熟悉信号分析及处理技术以及振动与测试，旋转机械常见振动故障分析，掌握新理论与技术以便在工程中能更好的的应用，服务工程，提高安全性，创造巨大的经济和社会效益。
一、常用的简易状态监测方法主要有听诊法、触测法和观察法等。
1、听诊法
设备正常运转时，伴随发生的声响总是具有一定的音律和节奏。只要熟悉和掌握这些正常的音律和节奏，通过人的听觉功能就能对比出设备是否出现了重、杂、怪、乱的异常噪声，判断设备内部出现的松动、撞击、不平衡等隐患。
用手锤敲打零件，听其是否发生破裂杂声，可判断有无裂纹产生。电子听诊器是一种振动加速度传感器。它将设备振动状况转换成电信号并进行放大，工人用耳机监听运行设备的振动声响，以实现对声音的定性测量。
通过测量同一测点、不同时期、相同转速、相同工况下的信号，并进行对比，来判断设备是否存在故障。当耳机出现清脆尖细的噪声时，说明振动频率较高，一般是尺寸相对较小的、强度相对较高的零件发生局部缺陷或微小裂纹。当耳机传出混浊低沉的噪声时，说明振动频率较低，一般是尺寸相对较大的、强度相对较低的零件发生较大的裂纹或缺陷。当耳机传出的噪声比平时增强时，说明故障正在发展，声音越大，故障越严重。当耳机传出的噪声是杂乱无规律地间歇出现时，说明有零件或部件发生了松动。
2、触测法
用人手的触觉可以监测设备的温度、振动及间隙的变化情况。
人手上的神经纤维对温度比较敏感，可以比较准确地分辨出80℃以内的温度。
当机件温度在0℃左右时，手感冰凉，若触摸时间较长会产生刺骨痛感。
10℃左右时，手感较凉，但一般能忍受。
20℃左右时，手感稍凉，随着接触时间延长，手感渐温。
30℃左右时，手感微温，有舒适感。
40℃左右时，手感较热，有微烫感觉。
50℃左右时，手感较烫，若用掌心按的时间较长，会有汗感。
60℃左右时，手感很烫，但一般可忍受10s 长的时间。
70℃左右时，手感烫得灼痛，一般只能忍受3s长的时间，并且手的触摸处会很快变红。
触摸时，应试触后再细触，以估计机件的温升情况。用手晃动机件可以感觉出0.1mm-0.3mm的间隙大小。用手触摸机件可以感觉振动的强弱变化和是否产生冲击，以及溜板的爬行情况。用配有表面热电偶探头的温度计测量滚动轴承、滑动轴承、主轴箱、电动机等机件的表面温度，则具有判断热异常位置迅速、数据准确、触测过程方便的特点。
3、观察法
人的视觉可以观察设备上的机件有无松动、裂纹及其他损伤等；可以检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象；可以查看油箱沉积物中金属磨粒的多少、大小及特点，以判断相关零件的磨损情况；可以监测设备运动是否正常，有无异常现象发生；可以观看设备上安装的各种反映设备工作状态的仪表，了解数据的变化情况，可以通过测量工具和直接观察表面状况，检测产品质量，判断设备工作状况。
把观察的各种信息进行综合分析，就能对设备是否存在故障、故障部位、故障的程度及故障的原因作出判断。通过仪器，观察从设备润滑油中收集到的磨损颗粒，实现磨损状态监测的简易方法是磁塞法。它的原理是将带有磁性的塞头插入润滑油中，收集磨损产生出来的铁质磨粒，借助读数显微镜或者直接用人眼观察磨粒的大小、数量和形状特点，判断机械零件表面的磨损程度。
用磁塞法可以观察出机械零件磨损后期出现的磨粒尺寸较大的情况。观察时，若发现小颗磨粒且数量较少，说明设备运转正常；若发现大颗磨粒，就要引起重视，严密注意设备运转状态；若多次连续发现大颗粒，便是即将出现故障的前兆，应立即停机检查，查找故障，进行排除。讲的很详细了，这些诊断方法需要较长时期的经验累积才能判断准确。
二、机械故障诊断理论与方法
机械故障诊断分为三种层次的监测方法:
1、以监测仪表为主体的监测装置。由传感器和指示仪表构成，主要用于监测振动。但这种方法也存在缺点，其幅值监测不能动态过程特征，在强烈振动前，故障征兆并不是很明显，仪表无分析功能，靠人工经验判断。
2、监测仪表配备软硬件装置。由传感器+频谱分析仪构成，具有频谱分析、谱阵图、波特图、轴心轨迹图等功能。它的缺点是不能自动判断，诊断依赖于领域专家，也不能预防突发性故障。对于大型设备结构复杂，故障与征兆无一一对应关系，难免误诊断。
3、计算机辅助监测与诊断系统。由传感器+接口装置+计算机（含人工智能技术）组成。它的好处是可实时监测和自动诊断，是机械工况监测与故障诊断的主要发展领域。