《机械系统工况监测与故障诊断》课程教学课件（讲稿）第2章 故障及基本概念

武汉理工大学WUHANUNIVERSITY OFTECHNOLOGY第2章故障及其概念2012-04-23

2012-04-23 第2章 故障及其概念

武汉理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2.1故障的概念·定义：一台机器丧失其规定功能的现象，称为故障。判断故障的准则：在给定的工作状态下，设备的功能与约束条件不能满足正常运行或原设计期望的要求。2012-04-23

2012-04-23 2.1 故障的概念 • 定义：一台机器丧失其规定功能的现象，称 为故障。 • 判断故障的准则：在给定的工作状态下，设 备的功能与约束条件不能满足正常运行或原 设计期望的要求

武汉理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY>有时也应用特定词“失效”（Failure），如设备因腐蚀而失效，也属故障范畴。在一般情况下两者是同义词，但严格地说失效与故障是有区别的。>失效是指不可修复产品“丧失了其规定功能”。>故障是指可修复产品“丧失了其规定功能”2012-04-23

2012-04-23 有时也应用特定词“失效”(Failure)，如设 备因腐蚀而失效，也属故障范畴。在一般情 况下两者是同义词，但严格地说失效与故障 是有区别的。 失效是指不可修复产品“丧失了其规定功 能” 。 故障是指可修复产品“丧失了其规定功能”

武汉理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY>常见的故障：（1）使机械或系统立即丧失其功能的破坏性故障。（2）由于设计、制造、安装、维护、检修等与机器（系统）性能有关的参数不适当造成机器（系统）性能降低的故障。（3）机器（系统）在给定条件下工作时，由于操作不当引起的故障。>故障的相对性：磨粒尺寸：矿山>25um；船舶>15um2012-04-23

2012-04-23  常见的故障： （1）使机械或系统立即丧失其功能的破坏性故障。 （2）由于设计、制造、安装、维护、检修等与机器 （系统）性能有关的参数不适当造成机器（系统）性 能降低的故障。 （3）机器（系统）在给定条件下工作时，由于操作不 当引起的故障。  故障的相对性： 磨粒尺寸：矿山﹥25um ； 船舶﹥15um

武汉理工大学WUHANUNIVERSITY OFTECHNOLOGY2.2机器（系统）故障的外因机械能、热能、化学能、其他能量环境因素人为因素设计不良、质量偏差、使用不当时间因素2012-04-23

2012-04-23 2.2 机器（系统）故障的外因 环境因素 机械能、热能 、化学能 、其他能量 人为因素 时间因素 设计不良 、质量偏差 、使用不当

武汉理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY机械能、热能、化学能、其他能量环境因素机械能零件在加工中需要消耗机械能，而同时机械能又会以内应力的形式保存在零件内部。因此，由于内应力再分布而发生零件变形和热处理后零件体积自动发生变化等也属机械能的作用。机械应力使机械强度降低、磨损加剧、裂纹扩展、变形加大以及导致机械的破坏。2012-04-23

2012-04-23 环境因素 机械能、热能 、化学能 、其他能量 机械能  零件在加工中需要消耗机械能，而同时机械能又会以内 应力的形式保存在零件内部。因此，由于内应力再分布而 发生零件变形和热处理后零件体积自动发生变化等也属机 械能的作用。  机械应力使机械强度降低、磨损加剧、裂纹扩展、变形 加大以及导致机械的破坏

武汉理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY热能热胀冷缩将引起零件间配合关系的改变、密封失效以及内应力等问题温度不均将导致局部应力集中，加速裂纹扩展高低温将改变金属的性能，产生热脆或冷脆在交变热应力作用下还会产生热疲劳2012-04-23

2012-04-23 热能  热胀冷缩将引起零件间配合关系的改变、密封失效 以及内应力等问题  温度不均将导致局部应力集中，加速裂纹扩展  高低温将改变金属的性能，产生热脆或冷脆 在交变热应力作用下还会产生热疲劳

武汉理工大学WUHANUNIVERSITY OFTECHNOLOGY化学能含有水份和浸蚀成份的空气会使零件产生腐蚀破坏。机器（系统）在有浸蚀介质的条件下工作，如化工机械、船舶、纺织机械等还会直接受到化学能的破坏作用。2012-04-23

2012-04-23 化学能 含有水份和浸蚀成份的空气会使零件产生腐蚀破坏。 机器（系统）在有浸蚀介质的条件下工作，如化工 机械、船舶、纺织机械等还会直接受到化学能的破坏 作用

武漢理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY其他能量核能、电磁能以及生物因素等同样会对零件产生破坏作用，影响机器（系统）的工作能力。2012-04-23

2012-04-23 其他能量  核能、电磁能以及生物因素等同样会对零件产生破 坏作用，影响机器（系统）的工作能力

武汉理工大学WUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY环境因素主要影响典型故障机械能产生振动、冲击、压力、机械强度降低、功能受影响、磨加速度、机械应力等损加剧、过量变形、疲劳破坏、零件断裂热能产生热老化、氧化、软化、电气性能变化、润滑性能降低、熔化、粘性变化、固化、机械应力增加、磨损加剧、机械脆化、热胀冷缩及热应力强度降低、腐蚀加速、热疲劳破等坏、密封性能破坏化学能产生受潮、干燥、脆化、功能受影响、电气性能下降、机腐蚀、电蚀、化学反应及械性能降低、保护层损坏、表面污染等变质、化学反应加剧、零件断裂其他能量产生脆化、加热、蜕化、表面变质、材料褪色、热老化、电离及磁化氧化、材料的物理性能、化学性能、电气性能发生变化2012-04-23

2012-04-23 环境因素 主要影响 典型故障 机械能 产生振动、冲击、压力、 加速度、机械应力等 机械强度降低、功能受影响、磨 损加剧、过量变形、疲劳破坏、 零件断裂 热能 产生热老化、氧化、软化、 熔化、粘性变化、固化、 脆化、热胀冷缩及热应力 等 电气性能变化、润滑性能降低、 机械应力增加、磨损加剧、机械 强度降低、腐蚀加速、热疲劳破 坏、密封性能破坏 化学能 产生受潮、干燥、脆化、 腐蚀、电蚀、化学反应及 污染等 功能受影响、电气性能下降、机 械性能降低、保护层损坏、表面 变质、化学反应加剧、零件断裂 其他能量 产生脆化、加热、蜕化、 电离及磁化 表面变质、材料褪色、热老化、 氧化、材料的物理性能、化学性 能、电气性能发生变化