故障征兆又稱為故障癥狀，是指機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)所表現(xiàn)出來的各種現(xiàn)象。如動(dòng)力系統(tǒng)故障的癥狀有功率下降、燃料消耗增大、排氣管冒濃煙、起動(dòng)困難、漏油、漏水甚至不能起動(dòng)。

故障跡象分類

傳統(tǒng)系統(tǒng)故障的癥狀有振動(dòng)異常、噪聲增大、掛不上擋、離合不清、滑輪不能保持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、效率下降、傳遞平穩(wěn)性逐漸遭到破壞以致失去傳遞動(dòng)力的作用；液壓系統(tǒng)故障的癥狀一般是達(dá)不到預(yù)定的壓力或壓力分布、效率下降、異常的振動(dòng)與噪聲、發(fā)熱、漏油等；行走轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障的癥狀常常是出現(xiàn)撞擊聲、跑偏、轉(zhuǎn)向不靈等。

以上這些變化多端的故障跡象主要分為6類：

1總體性能的變化

這是一種十分明顯的常見故障跡象。如挖掘機(jī)、裝載機(jī)的生產(chǎn)量下降；車床、刨床的加工精度降低；柴油機(jī)油耗量與輸出的關(guān)系發(fā)生變化等。這些故障跡象十分明顯，容易察覺。但其形成原因比較復(fù)雜，在進(jìn)行故障診斷時(shí)必須認(rèn)真分析，才能正確判斷故障的部位及其原因。

2振動(dòng)異常

機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中的一種屬性，即使是最精密的機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也不可避免要產(chǎn)生振動(dòng)。但機(jī)械設(shè)備在正常狀態(tài)時(shí)，振動(dòng)參數(shù)的數(shù)值在允許范圍內(nèi)。如果機(jī)械設(shè)備振動(dòng)發(fā)生異常，一定是由故障引起的。

如轉(zhuǎn)子不平衡可引起徑向上的振動(dòng)加大；軸線不重合會(huì)引起軸向上的振動(dòng)加大；潤(rùn)滑油逐漸減少可發(fā)生激烈的、不穩(wěn)定振動(dòng)等。這種故障跡象反映了機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)的變化，是機(jī)械設(shè)備故障診斷的重要信息。因此，研究和分析機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)的特征及其變化，可以對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷。

3聲響異常

機(jī)械設(shè)備處于正常的技術(shù)狀態(tài)時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能夠聽到的僅是一些均勻而輕微的聲音。如果在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中伴隨著其它雜亂而沉重的聲響，如連續(xù)或間隙發(fā)出沉重的“當(dāng)、當(dāng)”金屬敲擊聲，發(fā)出短暫而清晰的“嘎、嘎”聲響或發(fā)出連續(xù)的金屬摩擦聲等。這些機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)聲響異常，標(biāo)志著機(jī)械設(shè)備的正常技術(shù)狀態(tài)已發(fā)生改變。

異響故障不僅所涉及的范圍相當(dāng)廣泛，而且經(jīng)驗(yàn)表明：凡是聲響沉重并伴有明顯振抖現(xiàn)象的多屬嚴(yán)重故障，預(yù)告機(jī)械設(shè)備可能發(fā)生機(jī)件創(chuàng)傷性事故。所以，聲響異常是機(jī)械設(shè)備技術(shù)狀況不良的有力證明。對(duì)噪聲異常的故障跡象必須認(rèn)真對(duì)待，仔細(xì)檢查，正確判斷。

4過熱現(xiàn)象

過熱現(xiàn)象通常發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)器、軸承等部位，在正常工作狀態(tài)下，無論機(jī)械設(shè)備工作多長(zhǎng)時(shí)間，這些部位都應(yīng)保持一定的工作溫度，如果這些部位的溫度超過了規(guī)定的工作溫度，即稱為過熱現(xiàn)象，則表明機(jī)械設(shè)備的某一部位存在潛在的故障。

如發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，說明冷卻系統(tǒng)存在故障，變速器或軸承發(fā)生過熱現(xiàn)象多屬缺少潤(rùn)滑油所造成的。有些過熱現(xiàn)象的故障如不及時(shí)診斷并加以排除，會(huì)引起機(jī)件的燒損或燒熔事故。因此，對(duì)過熱這種故障跡象是不容忽視的。

5磨損殘余物激增

機(jī)械設(shè)備中的軸承、齒輪、活塞環(huán)以及缸筒等零件，在運(yùn)行過程中的磨損殘余物可以在潤(rùn)滑油或液壓油中采集到，油樣中磨損微粒的含量是機(jī)件損傷的函數(shù)。測(cè)定出油樣中磨損微粒含量的多少，可以確定機(jī)件磨損的程度。因此，通過磨損殘余物的收集和油樣的分析，可以獲得有關(guān)機(jī)件磨損故障的信息，這也是故障診斷的一個(gè)重要方法。

6裂紋的擴(kuò)展

機(jī)械零件表面或內(nèi)部缺陷和損傷是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備故障的一種隱患，所謂零件的表面或內(nèi)部缺陷是指金屬機(jī)件或材料在機(jī)械加工（包括焊接、鍛造、鑄造、壓延等）過程中引起的夾渣、疏松、氣孔、砂眼、裂紋等。其中以裂紋缺陷對(duì)機(jī)件弧度的影響最為嚴(yán)重。

近年來，機(jī)械設(shè)備的“老化”已作為一個(gè)重要的問題被提出來，在“老化”過程中，機(jī)件的磨損、斷裂、腐蝕等各種形式的損傷形態(tài)中都會(huì)產(chǎn)生裂紋?？梢?，大部分故障部位與機(jī)件內(nèi)存在各種形式的裂紋有密切聯(lián)系。機(jī)件中存在裂紋不一定都會(huì)造成故障，裂紋在達(dá)到某種尺寸之前完全可能不使機(jī)械設(shè)備的工作能力明顯下降。

所以問題不在于裂紋是否存在，而在于這種裂紋是否會(huì)很快擴(kuò)展，而致使機(jī)械設(shè)備工作能力下降。不管是機(jī)件在加工中形成的裂紋還是在使用中產(chǎn)生的裂紋，當(dāng)機(jī)件在變應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，裂紋必然會(huì)擴(kuò)展。在裂紋擴(kuò)展過程中庇變以庇力波形式釋放，當(dāng)釋放出的能量足夠大時(shí)還會(huì)發(fā)出聲音，這種聲音是裂紋擴(kuò)展的跡象。采用先進(jìn)的聲發(fā)射技術(shù)，就可以根據(jù)裂紋擴(kuò)展的跡象診斷由裂紋造成的故障。

故障診斷參數(shù)

1診斷參數(shù)的分類

故障診斷參數(shù)是指，用來判斷機(jī)械設(shè)備技術(shù)狀態(tài)及故障的有效特征參數(shù)，它可以分為直接診斷參數(shù)及間接診斷參數(shù)。

(1)直接診斷參數(shù)

是指能夠直接反應(yīng)機(jī)械設(shè)備故障狀態(tài)的參數(shù)，如機(jī)床的加工精度、機(jī)械生產(chǎn)率、油泵效率、柴油機(jī)功率等。一般來說，直接診斷參數(shù)是比較容易檢測(cè)的，但各種參數(shù)指標(biāo)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的早期故障反應(yīng)往往并不很靈敏。如一些主要零件在影響機(jī)械設(shè)備性能之前可能就存在缺陷，但不一定已反應(yīng)到直接診斷參數(shù)上，因此，直接診斷參數(shù)一般難以發(fā)現(xiàn)早期故障。另外，這類故障特征參數(shù)只能用以判斷機(jī)械設(shè)備工作能力的強(qiáng)弱，只表明有無故障，而無法判斷故障部位、故障形式及故障原因。

(2)間接診斷參數(shù)

間接診斷參數(shù)是指能夠間接反應(yīng)故障的參數(shù)，也稱二次效應(yīng)參數(shù)。在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生一些附加的運(yùn)動(dòng)特征。如振動(dòng)、噪聲、溫度、電量等，這些特征能夠間接地對(duì)設(shè)備的故障狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，被稱為二次效應(yīng)參數(shù)。

對(duì)于某一個(gè)間接診斷參數(shù)，會(huì)有不同的指標(biāo)對(duì)其描述。如振動(dòng)的指標(biāo)有位移、速度、加速度；聲音的指標(biāo)有噪聲、超聲、聲發(fā)射；溫度的指標(biāo)有溫差、熱像、溫度場(chǎng)；電量的指標(biāo)有電壓、電流、功率、頻率、相位、電容、電阻、電感等。作為故障信號(hào)的二次效應(yīng)參數(shù)很多，如何合理的選擇特征參數(shù)是故障診斷中一個(gè)很重要的問題。

2診斷參數(shù)的選擇原則

對(duì)于診斷參數(shù)，應(yīng)本著信息性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、靈敏性、單值性、方便性、安全性、不解體性等原則進(jìn)行選擇。

信息性是指診斷參數(shù)應(yīng)確實(shí)能夠包含故障信息，從而反映故障變化情況；

經(jīng)濟(jì)性是指診斷參數(shù)應(yīng)具有較高的功能價(jià)比，即診斷設(shè)備與診斷的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)成比例；

穩(wěn)定性是指診斷參數(shù)在一定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)保持穩(wěn)定，否則將引起誤診，并且無法取得一系列的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)；

靈敏性是指診斷參數(shù)對(duì)故障應(yīng)較為敏感，實(shí)效性要強(qiáng)，以便能夠及時(shí)地反應(yīng)出故障；

單值性是指診斷參數(shù)最好能夠與一種或少數(shù)幾種故障對(duì)應(yīng)，這樣便于故障的判別；

方便性是指診斷參數(shù)較容易檢測(cè)，從而節(jié)約診斷時(shí)間，便于診斷的長(zhǎng)期開展；

安全性是指該參數(shù)在檢測(cè)過程中不應(yīng)有危險(xiǎn)發(fā)生；

不解體性是指最好對(duì)設(shè)備不進(jìn)行大的拆卸就能進(jìn)行診斷的參數(shù)。

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