《機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷》課件

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1、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷教學(xué)課件中國石油大學(xué)（華東）機(jī)電工程學(xué)院化工裝備與控制工程系2008.6編制：郝點(diǎn)課程簡介課程介紹機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的理論基礎(chǔ)知識和工程應(yīng)用技術(shù)闡述典型機(jī)械故障類型、機(jī)理、特征及防治措施重點(diǎn)介紹旋轉(zhuǎn)機(jī)械和往復(fù)機(jī)械的典型故障機(jī)理與診斷防治技術(shù)通過機(jī)械設(shè)備故障診斷的典型事例了解機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的工程應(yīng)用現(xiàn)狀和理論技術(shù)進(jìn)展課程內(nèi)容涉及新興科技學(xué)科和現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)通過學(xué)習(xí)可以熟悉現(xiàn)代機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的基本原理、實(shí)施技術(shù)和應(yīng)用現(xiàn)狀了解現(xiàn)代故障診斷技術(shù)的發(fā)展前景具備機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的基本技能學(xué)習(xí)本課

2、程應(yīng)具備工程力學(xué)、電工電子學(xué)、工程流體力學(xué)和化工過程流體機(jī)械等理論基礎(chǔ)和工程技術(shù)了解機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電工電子學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等方面的理論基礎(chǔ)知識和工程應(yīng)用技術(shù)推薦學(xué)習(xí)機(jī)械振動、信號處理等工程技術(shù)知識課程內(nèi)容1概論1.1設(shè)備故障診斷的目的和意義1.2設(shè)備故障的類型和狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)1.3設(shè)備故障狀態(tài)的識別方法2故障診斷的信號處理方法2.1信號處理基礎(chǔ)知識2.2旋轉(zhuǎn)機(jī)械常用的振動信號處理圖形3旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷3.1轉(zhuǎn)子不平衡故障診斷3.2轉(zhuǎn)子不對中故障診斷3.3滑動軸承故障診斷3.4轉(zhuǎn)子摩擦故障診斷3.5浮動環(huán)密封故障診斷3.6葉片式機(jī)器中流體激振故障診斷

3、3.7高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械不穩(wěn)定自激振動故障的分析方法4往復(fù)式壓縮機(jī)的故障分析和管道振動4.1往復(fù)式壓縮機(jī)的故障類型與故障原因4.2示功圖及閥片運(yùn)動規(guī)律的測量與故障分析4.3壓縮機(jī)的氣流壓力脈動與管道振動參考教材§1概述§1.1設(shè)備故障診斷的目的和意義1.1.1設(shè)備故障診斷的含義和特性1.設(shè)備故障診斷的含義應(yīng)用現(xiàn)代測試技術(shù)、診斷理論方法識別診斷設(shè)備故障機(jī)理、原因、部位和程度根據(jù)診斷結(jié)論，確定設(shè)備維修方案和防范措施設(shè)備故障：設(shè)備喪失工作效能程度，設(shè)備喪失規(guī)定性能狀態(tài)診斷：用測試分析技術(shù)和故障識別方法確定故障性質(zhì)、程度、類別和部位，研究故障機(jī)理的學(xué)科診斷內(nèi)

4、容（三部分）：一、信號采集（狀態(tài)監(jiān)測）：利用傳感器和監(jiān)測儀表，獲取設(shè)備運(yùn)行信息信號分析處理，提取設(shè)備特征信息二、故障診斷：獲取特征參數(shù)，識別信息特征利用專家知識經(jīng)驗，類似醫(yī)生診斷疾病診斷設(shè)備故障類型、故障部位、故障程度和產(chǎn)生故障的原因三、診斷決策：根據(jù)診斷結(jié)論，采取控制、治理和預(yù)防措施的決策設(shè)備故障診斷包含三部分內(nèi)容和實(shí)施過程§1概述§1.1設(shè)備故障診斷的目的和意義1.1.1設(shè)備故障診斷的含義和特性2.設(shè)備故障診斷的特性（1）多樣性化工過程裝置靜設(shè)備：如換熱器、傳質(zhì)容器、反應(yīng)器、變換器、塔設(shè)備等動設(shè)備：如旋轉(zhuǎn)機(jī)器和往復(fù)機(jī)器等設(shè)備結(jié)構(gòu)不同，工藝參

5、數(shù)各異，制造安裝差異使用環(huán)境不同，產(chǎn)生各種故障如離心式、軸流式壓縮機(jī)、煙氣輪機(jī)：工藝氣體粉料（催化劑），轉(zhuǎn)子不平衡、振動、摩擦、磨損故障高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器：軸承油膜不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子不對中高速高壓旋轉(zhuǎn)機(jī)器：流體激振，轉(zhuǎn)子自激振動往復(fù)式壓縮機(jī)：管道振動故障，零件磨損、變形、斷裂高壓容器：裂紋擴(kuò)展，內(nèi)部腐蝕，密封泄漏§1概述§1.1設(shè)備故障診斷的目的和意義1.1.1設(shè)備故障診斷的含義和特性2.設(shè)備故障診斷的特性（2）層次性設(shè)備故障現(xiàn)象（征兆）原因（癥候、病癥）深層次、多層次性（3）多因素和相關(guān)性設(shè)備故障因相互關(guān)系產(chǎn)生多因素和相關(guān)性（4）延時性故障形成，缺陷累積

6、，狀態(tài)劣化，量變轉(zhuǎn)質(zhì)變。故障過程延時性（5）不確定性（模糊性）故障頻度、表現(xiàn)形式、特征差異、機(jī)理復(fù)雜§1概述§1.1設(shè)備故障診斷的目的和意義1.1.2設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展1.應(yīng)用現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益提高，發(fā)展規(guī)?；透呒夹g(shù)含量生產(chǎn)裝置大型化、高速高效化、自動化和連續(xù)化設(shè)備要求性能好，效率高，少故障。否則故障損失巨大如石油化工大型機(jī)組（離心、軸流壓縮機(jī)，煙氣輪機(jī)，汽輪機(jī)，風(fēng)機(jī)和機(jī)泵）單機(jī)、滿負(fù)荷關(guān)鍵設(shè)備，故障停機(jī)導(dǎo)致停產(chǎn)損失慘重大型煉油裝置，化肥裝置，乙烯裝置停產(chǎn)一天損失數(shù)百萬電力部門300MW發(fā)電機(jī)組停機(jī)一天少發(fā)電720萬度損失

7、數(shù)千萬元中國1977～1987年投產(chǎn)6～7個大化肥廠，機(jī)組故障停機(jī)兩年損失相當(dāng)一個大化肥廠全年產(chǎn)量（30萬噸合成氨，48萬噸尿素）高技術(shù)大型化設(shè)備，故障重大災(zāi)難性事故，經(jīng)濟(jì)損失慘重，嚴(yán)重政治影響美國三里島核電站放射性物質(zhì)外逸，前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸印度博帕爾市農(nóng)藥廠異氰酸甲醋毒氣泄漏美國1986、2003年“挑戰(zhàn)者”號和“哥倫比亞”號航天飛機(jī)失事中國1980年代200MW汽輪發(fā)電機(jī)組事故機(jī)組劇烈振動，轉(zhuǎn)子斷7段，聯(lián)軸節(jié)飛出廠房，機(jī)組徹底破壞大化肥合成氣壓縮機(jī)強(qiáng)烈振動，振因復(fù)雜，停產(chǎn)2月?lián)p失億元中國20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用§1概述§1.1設(shè)備

8、故障診斷的目的和意義1.1.2設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展2.發(fā)展19世紀(jì)：事后維修；20世紀(jì)初～50年代：定期維修，孕育時期20世紀(jì)60～70年代：