1、往復(fù)機(jī)械的故障診斷,往復(fù)機(jī)械的種類 內(nèi)燃機(jī) 行走機(jī)械 往復(fù)機(jī)械故障的特殊性 有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、沖擊 振動(dòng)隨負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、路況變化 振源及其復(fù)雜 工作過(guò)程不穩(wěn)定,常用監(jiān)測(cè)與診斷方法 動(dòng)力性能檢測(cè) 溫度檢測(cè) 啟動(dòng)性能檢測(cè) 進(jìn)排氣系統(tǒng)檢測(cè) 振動(dòng)檢測(cè) 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速檢測(cè) 油液污染分析,基于振動(dòng)分析的診斷方法 振動(dòng)分析診斷方法的難點(diǎn) 轉(zhuǎn)速和負(fù)荷對(duì)振動(dòng)的影響 傳遞函數(shù)的周期性對(duì)振動(dòng)的影響 各種沖擊對(duì)振動(dòng)的影響 各種激勵(lì)相互作用的影響,內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號(hào)的測(cè)量過(guò)程,基于速度波動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)故障診斷方法,軟件計(jì)數(shù)法測(cè)得的轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號(hào)(不做齒平均),軟件計(jì)數(shù)法測(cè)得的轉(zhuǎn)速波動(dòng)信號(hào)(6個(gè)齒平均),油液分析技術(shù),油液分析技術(shù)

2、，是通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油中所含金屬磨粒的氣相色譜、紅外譜、光譜和鐵譜等進(jìn)行分析，獲取機(jī)器的潤(rùn)滑和磨損的狀態(tài)信息，用以評(píng)判機(jī)器的磨損狀況、預(yù)報(bào)故障或者確定故障的部位、原因和類型等的一項(xiàng)技術(shù)。,金屬磨粒的檢測(cè)與分析方法 1、磁性碎屑探測(cè)法 2、油液光譜分析法 原子發(fā)射光譜分析法 原子吸收光譜分析法 3、油液鐵譜分析法,鐵譜分析技術(shù),可對(duì)磨損顆粒的數(shù)量、尺寸及外貌進(jìn)行分析 有分析式鐵譜儀、直讀式鐵譜儀、在線式鐵譜儀、旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀 可對(duì)鐵磁性材料的磨損狀況進(jìn)行分析,鐵譜技術(shù)的原理 利用高梯度強(qiáng)磁場(chǎng)的作用將機(jī)器摩擦副內(nèi)產(chǎn)生的磨粒從潤(rùn)滑油中進(jìn)行分離，并按磨粒尺寸大小實(shí)現(xiàn)有序的沉積，然后借助各種檢測(cè)儀器和手段，觀察

3、和測(cè)量分析這些磨粒的形貌、大小、數(shù)量、成分等，以獲得磨損過(guò)程信息，從而對(duì)機(jī)器有關(guān)摩擦副的磨損狀態(tài)和磨損機(jī)理進(jìn)行分析的技術(shù)。,分析式鐵譜儀工作原理簡(jiǎn)圖,鐵譜片的尺寸及磨粒尺寸分布,磨粒在磁場(chǎng)中的沉降機(jī)理 在鐵譜儀磁場(chǎng)內(nèi)，磨粒隨著油樣流經(jīng)鐵譜片而受磁場(chǎng)作用發(fā)生沉積過(guò)程中，同時(shí)要受到磁場(chǎng)力、重力、浮力和粘性阻力等力作用。其中磁場(chǎng)力F的影響最大。 在外部磁場(chǎng)作用下，磨粒所磁場(chǎng)力的大小除與磨粒體積有關(guān)外，還與磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)梯度有關(guān)。,油液光譜分析法,著名的本生燈發(fā)明于1853年，燈的溫度可達(dá)2300C，且沒(méi)有顏色，正因?yàn)檫@一點(diǎn)人使他發(fā)現(xiàn)了各種化學(xué)物質(zhì)的顏色反應(yīng)。,1859年，本生和物理學(xué)家基爾霍夫開始共

4、同探索通過(guò)辨別焰色進(jìn)行化學(xué)分析的方法。,不同元素的物質(zhì)，當(dāng)受到火焰、電弧、電火花等方法灼熱氣 化時(shí)，它能發(fā)生不同波長(zhǎng)的光線。利用三棱鏡光學(xué)系統(tǒng)，可以把它們分成按波長(zhǎng)長(zhǎng)短的次序排列的線條，即光譜。運(yùn)用這一基本原理就可以進(jìn)行元素的原子光譜分析以確定機(jī)械潤(rùn)滑油中磨損微粒的成分和數(shù)量，進(jìn)而判斷機(jī)械磨損狀況。,樣品(1) ，激發(fā)裝置(2)，攝譜儀(3)，光柵上 (4)，狹縫(5)，光電倍增管(6) ，數(shù)據(jù)處理路(7),發(fā)射光譜分析法,空心陰極燈(1)光強(qiáng)I o ，被測(cè)元素的 基態(tài)原子蒸氣（2)，單色器(3)，光電倍增管 (4)，顯示器或記錄儀(5)上顯示出來(lái)。被 測(cè)元素濃度C越大，光的吸收量越多，其透射

5、量I越少，故C，I o和I三者之間存在一定關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系，并將已知被測(cè) 元素濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的相應(yīng)光強(qiáng)值作對(duì)比，就可以求出試樣中被側(cè)元素的含量。,原子吸收光譜法,原子吸收光譜法優(yōu)點(diǎn) 靈敏度高 選擇性高 重現(xiàn)性好 測(cè)定元素范圍廣 操作簡(jiǎn)單 分析速度快,分析結(jié)果：鋁元素濃度變化正常，鉻元素濃度變化正常，錳元素濃度變化正常，銅元素濃度增長(zhǎng)較快，鐵元素濃度變化正常，鉛元素濃度增長(zhǎng)較快。 處理意見：因銅元素、鉛元素濃度增長(zhǎng)較快，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生異常磨損,故障可能發(fā)生的部位在軸瓦,對(duì)軸瓦進(jìn)行檢查。,發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的泄漏 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的泄漏是一種常見的故障，由于水在較高溫度下能夠揮發(fā)，因此依靠檢測(cè)油中水分是無(wú)法

6、確定是否有冷卻水泄漏的，光譜儀則是通過(guò)檢測(cè)油中所含冷卻水添加劑而判斷泄漏的冷卻水中的防凍劑常常有Na，B等元素，另外由于鉻酸鹽腐蝕而造成泄漏的情況下則可檢出鉻。,磁塞是一種最簡(jiǎn)單的收集磨損顆粒的方法，在潤(rùn)滑油油路中插入磁性塞頭或直接在油箱中放置磁鐵，用以吸附油中的磁性顆粒，隔一定的時(shí)間將磁鐵取出，對(duì)其所附的磁性顆粒進(jìn)行分析。,內(nèi)燃機(jī)常見故障診斷,了解發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的功能與結(jié)構(gòu) 如：閥系 閥系座：進(jìn)氣進(jìn)口（方形，下側(cè)端），進(jìn)氣出口（圓形，進(jìn)氣閥口） 排氣進(jìn)口（圓形，排氣閥口），排氣出口（圓形，上側(cè)端）； 燃?xì)膺M(jìn)口（圓形，下側(cè)端，進(jìn)氣進(jìn)口下面），燃?xì)膺M(jìn)口在 進(jìn)氣進(jìn)口管道內(nèi)。燃?xì)獬隹谠谌細(xì)忾y上，燃?xì)忾y

7、裝在閥系 座的燃?xì)忾y座口中。 火花塞（左上側(cè)）； 推桿口：燃?xì)忾y座口兩側(cè)。 閥桿導(dǎo)套：進(jìn)氣閥口，排氣閥口中心位置上端。,進(jìn)排氣閥：閥桿（valve stem）導(dǎo)套(guide)，內(nèi)外彈簧(spring)，彈簧座(retainer)，鎖環(huán)(collar); 搖臂(rocker arm)：軸套(bushing)，螺母(nut)，圓頭螺釘(screw); 搖臂架(bracket)：螺栓(bolt)，擋環(huán) (collar)，墊片(shim)，套筒(bushing sleeve)； 推桿(Pushing rod)：推桿凹端與搖臂圓頭螺釘接觸；推桿凸端與凸輪隨動(dòng)器的導(dǎo)閥接觸。 凸輪隨動(dòng)器(cam foll

8、ower)：支架(bracket)，導(dǎo)閥(guide valve) ，滾輪(roller) ，滾輪軸(pin-roller) ，滾輪軸銷(pin-roll) ；燃?xì)忾y調(diào)節(jié)螺釘(screw)，緊固螺母(nut jam)，隨動(dòng)塊(follower)，滾輪(roller) ，滾輪軸(pin dowel) ，滾輪軸銷(pin-roll) ；,1、熱力參數(shù)判斷法 熱力參數(shù)包括：轉(zhuǎn)速、功率、油耗、溫度、壓力、煙氣等 (1)直接判斷法 憑簡(jiǎn)單儀表及經(jīng)驗(yàn)判斷內(nèi)燃機(jī)工作狀態(tài)及故障，例如：看煙的顏色判斷燃燒是否完全、有沒(méi)有故障。 (2)圖譜分析 通過(guò)儀器測(cè)出氣缸內(nèi)壓力示功圖、高壓油管內(nèi)壓力波、進(jìn)排氣管內(nèi)的壓力波，

9、找出可判斷相關(guān)部件或系統(tǒng)工作狀態(tài)的特征參數(shù)，然后將運(yùn)行中的狀態(tài)與之比較。,2 油路系統(tǒng)故障診斷方法 (1)測(cè)量方法： 測(cè)油路系統(tǒng)的信號(hào)可以用噴油壓力或缸體振動(dòng)信號(hào) a、噴油壓力信號(hào)可用油管壓力傳感器，分： 外卡式：安裝方便，但性能不穩(wěn)定。 串接式：性能穩(wěn)定、信號(hào)可靠，但安裝麻煩。 b、缸體表面振動(dòng)信號(hào)一般用加速度傳感器拾取。,(2)測(cè)點(diǎn)選擇： 測(cè)點(diǎn)的選擇必須遵循： a、測(cè)點(diǎn)能充分反映被測(cè)對(duì)象的工作信息，且信號(hào)穩(wěn)定信噪比高，對(duì)故障比較敏感； b、便于安裝、測(cè)試，盡量不影響機(jī)器的正常運(yùn)行，所以壓力信號(hào)點(diǎn)選在被測(cè)缸高壓油管的兩端，振動(dòng)信號(hào)的選擇比較困難，可多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)，最后選擇對(duì)振動(dòng)最敏感的點(diǎn)。 (3

10、)采樣頻率選擇 噴油壓力信號(hào)頻率較低，振動(dòng)信號(hào)頻率高，所以這兩種信號(hào)應(yīng)采用不同的采樣頻率。,3、機(jī)械故障的診斷方法 內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械故障主要用振動(dòng)信號(hào)分析法 測(cè)量參數(shù)：振動(dòng)加速度 測(cè)點(diǎn)：選對(duì)振動(dòng)敏感的點(diǎn)，一般選在缸蓋或缸體側(cè)面 采樣參數(shù)：a、采樣頻率，以高頻采樣較合適 b、采樣長(zhǎng)度，48K 分析方法： (1) 時(shí)域分析法： a、時(shí)域平均 b、時(shí)域指標(biāo)、均方根值、峭度指標(biāo)等 (2) 頻域分析法： a、頻譜分析，用于帶能量分析效果比較好 b、倒譜分析,缸套、活塞磨損、拉缸的監(jiān)測(cè)與診斷 i.拉缸的原因 拉缸：氣缸壁與活塞外圓表面上沿活塞移動(dòng)方向出現(xiàn)的深淺不同的溝紋、拉毛、擦傷等，拉缸直接影響氣缸的密封，

11、造成漏氣。 產(chǎn)生的原因：間隙過(guò)小，破壞液體潤(rùn)滑，出現(xiàn)金屬微粒凸點(diǎn)的直接接觸。,ii.利用缸體振動(dòng)信號(hào)對(duì)磨損及拉缸故障的監(jiān)測(cè) a、機(jī)身表面振動(dòng)加速度總振級(jí)判別 機(jī)身上安裝若干個(gè)傳感器，測(cè)正常工作間隙時(shí)各點(diǎn)的總振級(jí)作為參考振級(jí)，每隔一段時(shí)間測(cè)工作狀態(tài)的振級(jí)，如果某點(diǎn)的總振級(jí)突然升高，則對(duì)應(yīng)點(diǎn)的缸內(nèi)可能有嚴(yán)重的拉傷。 b、功率譜中頻帶功率比來(lái)判別,連桿組件故障的診斷 連桿主要承受缸體內(nèi)氣缸壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷，常見故障為：連桿襯套、軸瓦的磨損，螺栓松動(dòng)斷裂。 (1)連桿襯套磨損的診斷 a、時(shí)域中振動(dòng)總振級(jí)的變換趨勢(shì)看間隙的變化 b、頻域中用頻帶內(nèi)的總能量判斷 隨時(shí)間的增加，能量集中于某一

12、頻帶內(nèi)。,(2)連桿大頭軸瓦與曲柄銷間的間隙異常診斷 a、從時(shí)域波形中看有否異常沖擊 b、頻域中用選定頻帶內(nèi)的總功率的變化來(lái)判斷 (3)連桿螺栓松動(dòng)的診斷 連桿螺栓松動(dòng)的特征為振動(dòng)響應(yīng)的低頻段發(fā)生變化，峰值數(shù)增加。,往復(fù)壓縮機(jī)常見故障診斷,了解壓縮機(jī)各部件的功能與結(jié)構(gòu) 如：十字頭 活塞桿(piston rod)，活塞桿鎖緊螺母(lock nut)，十字頭本體(crosshead body)，十字頭銷(pin)，大護(hù)板(plate retaining)，螺栓(bolt)，小護(hù)板(washer)，螺母(nut),1、需監(jiān)測(cè)的參數(shù) (1)壓力-監(jiān)測(cè)進(jìn)、排氣，冷卻水、油等工作狀態(tài) (2)溫度-監(jiān)測(cè)進(jìn)、

13、排氣，冷卻水、油主要摩擦副的工作狀態(tài) (3)流量-測(cè)瞬時(shí)值、累計(jì)值 (4)主電機(jī)輸入功率 (5)泄漏-監(jiān)測(cè)填料、氣閥、活塞環(huán)等工作狀態(tài) (6)振動(dòng)-監(jiān)測(cè)電機(jī)、氣缸、曲軸箱、機(jī)組、軸承的狀態(tài),2、振動(dòng)監(jiān)測(cè) (1)管道振動(dòng)的診斷 a、振源 氣柱振動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng) b、壓力脈動(dòng)測(cè)量 c、分析 (2)機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè) 主要測(cè)：主軸瓦、十字頭、缸體、閥蓋等振動(dòng)加速度,診斷系統(tǒng),診斷流程,數(shù)據(jù)采集,查看狀態(tài)報(bào)告,試驗(yàn)安排,天然氣壓縮機(jī)組,數(shù)據(jù)處理與分析,分析報(bào)告（結(jié)論及維護(hù)建議）,數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)導(dǎo)入 參數(shù)配置 數(shù)據(jù)校正,幾何參數(shù),曲軸轉(zhuǎn)角,余隙設(shè)置,相位校正,設(shè)置標(biāo)準(zhǔn),發(fā)動(dòng)機(jī)基本信息包括名稱、型號(hào)、位置、生產(chǎn)商、序列號(hào)以及數(shù)據(jù)采集日期 數(shù)據(jù)采集信息包括沖程數(shù)、相位校正角、發(fā)動(dòng)機(jī)缸排列類型、采集周期數(shù) 各缸基本信息及計(jì)算參量包括缸號(hào)、沖程長(zhǎng)度、連桿長(zhǎng)度、平均有效壓力、指示功率、峰值點(diǎn)火壓力統(tǒng)計(jì)（包括平均值A(chǔ)VE、誤差值DEV、最大值MAX、最小值MIN、偏差值DELTA）、PFP滯后角、點(diǎn)火提前角、燃燒室壓力參考值，排氣溫度等 發(fā)動(dòng)機(jī)總功率信息包括輔助功率、各計(jì)算參量的合計(jì)及離散度 注釋信息包括各計(jì)算參量的計(jì)算方法說(shuō)明 結(jié)論及維護(hù)建議分析后的結(jié)論及據(jù)此提出的維護(hù)建議,壓縮機(jī)