《机器维修工程学》课程教学课件（PPT讲稿）设备状态监测与故障诊断讲座

设备状态监测与故障诊断

设备状态监测与故障诊断

一、绪论1、故障诊断的定义机械设备状态监测与故障诊断是同一科学的两个不同层次，它们既有联系，又有区别，有时为了方便起见统称为机械设备故障诊断。机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合性应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。具体的讲，它是通过测取设备状态信号，并结合其历史状况对所测信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），进一步预测将来状态，最终确定需要采取的必要对策的一门技术。其主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面

1、故障诊断的定义 机械设备状态监测与故障诊断 是同一科学的两个不同层次，它们既 有联系，又有区别，有时为了方便起 见统称为机械设备故障诊断。机械设 备故障诊断是识别机械设备（机器或 机组）运行状态的一门综合性应用科 学和技术，它主要研究机械设备运行 状态的变化在诊断信息中的反映。具 体的讲，它是通过测取设备状态信号， 并结合其历史状况对所测信号进行处 理、分析、提取特征，从而定量诊断 （识别）机械设备及其零部件的运行 状态（正常、异常、故障），进一步 预测将来状态，最终确定需要采取的 必要对策的一门技术。其主要内容包 括对机械设备运行状态的监测、诊断 （识别）和预测三个方面。 一、绪论

2、故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目标是要保证设备的安全、可靠、和高效、经济运行，其主要目的为：（1）及时、正确、有效地对设备的各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障：同时对设备的运行维护进行必要的指导，确保设备运行中的可靠性、安全性和有效性。（2）制定合理的检（监）测维修制度，保证设备工作时能发挥最大的设计能力，同时在允许的条件下充分挖掘设备潜力，延长其服役期及使用寿命，降低设备全寿命周期费用。（3）通过检测监视、故障分析、性能评估等，为设备修改结构、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息

2、故障诊断的目的 机械设备故障诊断的根本目标是要保证 设备的安全、可靠、和高效、经济运 行，其主要目的为： （1）及时、正确、有效地对设备的各种 异常状态或故障状态做出诊断，预防 或消除故障；同时对设备的运行维护 进行必要的指导，确保设备运行中的 可靠性、安全性和有效性。 （2）制定合理的检（监）测维修制度， 保证设备工作时能发挥最大的设计能 力，同时在允许的条件下充分挖掘设 备潜力，延长其服役期及使用寿命， 降低设备全寿命周期费用。 （3）通过检测监视、故障分析、性能评 估等，为设备修改结构、优化设计、 合理制造及生产过程提供数据和信息

3、故障诊断的任务机械设备故障诊断的基本任务包括三个大方面，即：监视设备的运行状态，判断其是否正常：诊断设备的故障，预测将来的发展趋势，并提供消除故障思路；指导设备的管理和维修。（1）状态监测状态监测是指通过一定的途径了解和掌握设备的运行状态，包括利用监测与分析仪器设备（定时的或非定时的，在线的或离线的，定期的或连续的），采用各种检测、测量、监视、分析和判别方法，结合设备的历史和现状，在考虑环境因素的条件下，对设备当前的运行状态做出评估，判断设备所处状态属于正常还是异常，对异常状态及时做出报警，并为进一步进行故障分析、性能评估等提供信息和数据

3、故障诊断的任务 机械设备故障诊断的基本任务 包括三个大方面，即：监视设备的 运行状态，判断其是否正常；诊断 设备的故障，预测将来的发展趋势， 并提供消除故障思路；指导设备的 管理和维修。 （1）状态监测 状态监测是指通过一定的途径 了解和掌握设备的运行状态，包括 利用监测与分析仪器设备（定时的 或非定时的，在线的或离线的，定 期的或连续的），采用各种检测、 测量、监视、分析和判别方法，结 合设备的历史和现状，在考虑环境 因素的条件下，对设备当前的运行 状态做出评估，判断设备所处状态 属于正常还是异常，对异常状态及 时做出报警，并为进一步进行故障 分析、性能评估等提供信息和数据

（2）故障诊断故障诊断是指根据状态监测所获得的信息，结合已知的设备结构特性和参数、环境条件及其运行历史（包括运行记录，故障维修记录等）对设备有可能要发生的故障进行预报和分析，或对设备已经发生的故障进行分析、判断，确定故障的性质、类别、程度、原因、部位等，指出故障发生和发展的趋势及其后果。（3）指导设备管理维修根据故障诊断的结果，提出控制故障继续发展和消除故障的调整维修、治理的对策和措施，并加以实施，最终使设备复原到正常状态从改革维修制度的角度，为从当前普遍采用的定期维修分式逐步过渡到视性维修的状态维修分式提供依据，促使设备管理、维修工作上升到一个新的水平

（2）故障诊断 故障诊断是指根据状态监测所 获得的信息，结合已知的设备结构 特性和参数、环境条件及其运行历 史（包括运行记录，故障维修记录 等）对设备有可能要发生的故障进 行预报和分析，或对设备已经发生 的故障进行分析、判断，确定故障 的性质、类别、程度、原因、部位 等，指出故障发生和发展的趋势及 其后果。 （3）指导设备管理维修 根据故障诊断的结果，提出控 制故障继续发展和消除故障的调整、 维修、治理的对策和措施，并加以 实施，最终使设备复原到正常状态。 从改革维修制度的角度，为从 当前普遍采用的定期维修分式逐步 过渡到视性维修的状态维修分式提 供依据，促使设备管理、维修工作 上升到一个新的水平

4、开展设备故障诊断工作的意义现代设备运行的安全性与可靠性主要取决于两个方面，其一是设备在设计与制造中各项技术指标的有效实现，为此需要有可靠、优良的设计方法，加工制造中的技术保证：其次是要有确保设备正确安装、运行、管理、维修和诊断的具体措施，并付诸实施。概括起来，开展机械设备故障诊断工作具有如下三方面意义：（1）有利于提高设备管理水平（2）避免巨大事故的发生，减少事故的危害性（3）可以获得潜在的巨大经济效益和社会效益

4、开展设备故障诊断工作 的意义 现代设备运行的安全性与可靠 性主要取决于两个方面，其一是设 备在设计与制造中各项技术指标的 有效实现，为此需要有可靠、优良 的设计方法，加工制造中的技术保 证；其次是要有确保设备正确安装、 运行、管理、维修和诊断的具体措 施，并付诸实施。 概括起来，开展机械设备故障 诊断工作具有如下三方面意义： （1）有利于提高设备管理水平 （2）避免巨大事故的发生，减少事故 的危害性 （3）可以获得潜在的巨大经济效益和 社会效益

二、设备维修与现代化管理机械设备是现代化生产的物质基础，设备管理则是企业管理中的重要领域，因此，企业管理的现代化必然要以设备管理的现代化作为它的重要组成部分。在今天，设备管理现代化是一个十分重要的问题，它是提高设备投资的主要环节，是固定资产保值、增值的有效途径，它能够降低设备使用的费用，提高生产经济效益、从而增强企业的竞争能力和发展能力。我国目前设备管理的基本任务是以改革为动力，以提高经济效益为中心，积极推进设备管理现代化，依靠技术进步，促进生产发展的预防为主。设备管理当中应当坚持：“设计、制造与使用维修相结合”，“维护与计“修理、改造与更划检修相结合“专业管理与群众管理新相结合相结合”“技术管理与经济管理相结合”设备管理现代戏化主要包括五个方面的内容（1）管理理论的现代化：

二、设备维修与现代化 管理 机械设备是现代化生产的物质基 础，设备管理则是企业管理中的重要 领域，因此，企业管理的现代化必然 要以设备管理的现代化作为它的重要 组成部分。在今天，设备管理现代化 是一个十分重要的问题，它是提高设 备投资的主要环节，是固定资产保值、 增值的有效途径，它能够降低设备使 用的费用，提高生产经济效益、从而 增强企业的竞争能力和发展能力。 我国目前设备管理的基本任务是： 以改革为动力，以提高经济效益为中 心，积极推进设备管理现代化，依靠 技术进步，促进生产发展的预防为主。 设备管理当中应当坚持：“设计、制 造与使用维修相结合”，“维护与计 划检修相结合”，“修理、改造与更 新相结合” ，“专业管理与群众管理 相结合” ， “技术管理与经济管理 相结合” 。 设备管理现代戏化主要包括五个 方面的内容（1）管理理论的现代化；

（2）管理组织与体制的现代化：（3）管理方法的现代化；（4）管理手段现代化；（5）管理人才的现代化。在这些内容中，先进的设备和技术起着重要的作用，并促进着上层建筑、管理体制的进一步变革，其中设备诊断技术就是重要的一环，推广和应用设备诊断技术可以达到如下目的：（1）保障设备安全、正常运行，防止突发故障；（2）保证设备精度，提高产品质量；（3）实施状态维修，节约维修费用；（4）避免设备事故带来的环境污染：（5）给企业部门带来较大的经济效益。因此，不论是历内还是在国外，设备故障诊断技术在设备管理现代化国占有重要的地位，并发挥着积极的作用。在我国，设备故障诊断技术正在改变着传统维修管理的被动局面，并向可靠性维修以及质量维修的新方式前进以求更好地达到设备寿命周期费用最经济和综合效率最高的目的

（2）管理组织与体制的现代化；（3） 管理方法的现代化；（4）管理手段 现代化；（5）管理人才的现代化。 在这些内容中，先进的设备和技术起 着重要的作用，并促进着上层建筑、 管理体制的进一步变革，其中设备诊 断技术就是重要的一环，推广和应用 设备诊断技术可以达到如下目的： （1）保障设备安全、正常运行，防止突 发故障； （2）保证设备精度，提高产品质量； （3）实施状态维修，节约维修费用； （4）避免设备事故带来的环境污染； （5）给企业部门带来较大的经济效益。 因此，不论是历内还是在国外，设备 故障诊断技术在设备管理现代化国占 有重要的地位，并发挥着积极的作用。 在我国，设备故障诊断技术正在改变 着传统维修管理的被动局面，并向可 靠性维修以及质量维修的新方式前进， 以求更好地达到设备寿命周期费用最 经济和综合效率最高的目的

五种维修体制的特点工业企业由于其性质、设备状况和生产条件的不同，在实施维修策略，确定设备维修方式时，要区别各类设备在生产中所处的地位和对生产的影响程度，要相应地采取不同的维修方式，因而在一个企业内可以有几种设备维修方式同时并存。维修方式有多种多样，但综合归纳起来主要有三种，即改善维修（CM）、事后维修（BM）和预防维修（PM）。而预防维修又包括视性维修状态维修和计划（定期）维修三种形式。上述五种维修方式的结构如图下所示。维修方式改善维修预防维修事后维修(CM)(PM)(BM)袖性维修状态维修改善定期维修非计划的自定计划状态监测故障停机改进（型）有计划的制定界限值预测的，实时重新设计周定间隔期紧急补教有缺陷时有针对性的：高然茶变更式样修理特定时间需要时

五种维修体制的特点 工业企业由于其性质、设备状况和 生产条件的不同，在实施维修策略， 确定设备维修方式时，要区别各类设 备在生产中所处的地位和对生产的影 响程度，要相应地采取不同的维修方 式，因而在一个企业内可以有几种设 备维修方式同时并存。 维修方式有多种多样，但综合归 纳起来主要有三种，即改善维修 （CM）、事后维修（BM）和预防维修 （PM）。而预防维修又包括视性维修、 状态维修和计划（定期）维修三种形 式。上述五种维修方式的结构如图下 所示。 维修方式 改善维修 （CM） 预防维修 （PM） 事后维修 （BM） 袖性维修 自定计划 制定界限值 有缺陷时 需要时 改善 改进（型） 重新设计 变更式样 非计划的 故障停机 紧急补救 修理 状态维修 状态监测 预测的、实时 的、有针对性 的、趋势分析 定期维修 有计划的 固定间隔期 特定时间

1改善维修（CM，Corrective Maintenance）改善维修是为了消除设备的先天性缺陷或频发故障，对设备的局部结构或零件的设计加以改善并结合修理进行改装，以提高设备的可靠性和维修性的措施。改善维修方式是一种值得提倡的维修方式，它通过检查和修理实践对设备容易出故障的薄弱环节进行改进，从而改善设备的技术性能，达到从根本上减少设备故障，提高设备工作效率的目的。2事后维修（BM，Break-downWaintenance）这是一种当设备故障已经发生，或设备的性能、精度已降低到合格水平以下时所采取的非计划性维修方式，故称为事后维修。事后维修适用于-般非重点设备、简单和低值设备、利用率低或有备用设备，以及那些即使停机也不至于影响生产的设备。3视性维修（OM，On-Condition Maintenance）这种维修方式是在人为的事先规定了一些界限的情况下，通过人的感官或仪表进行检查，当发现潜在的问题开始暴露，并能确定何时将有可能超过给定的界限值，认为设备有必要进行修理而采取的一种维修措施

1 改善维修（CM，Corrective Maintenance） 改善维修是为了消除设备的先天 性缺陷或频发故障，对设备的局部结 构或零件的设计加以改善并结合修理 进行改装，以提高设备的可靠性和维 修性的措施。 改善维修方式是一种值得提倡的 维修方式，它通过检查和修理实践， 对设备容易出故障的薄弱环节进行改 进，从而改善设备的技术性能，达到 从根本上减少设备故障，提高设备工 作效率的目的。 2 事后维修(BM, Break-down Waintenance ) 这是一种当设备故障已经发生,或 设备的性能、精度已降低到合格水平 以下时所采取的非计划性维修方式， 故称为事后维修。事后维修适用于一 般非重点设备、简单和低值设备、利 用率低或有备用设备，以及那些即使 停机也不至于影响生产的设备。 3 视性维修（OM，On-Condition Maintenance） 这种维修方式是在人为的事先规 定了一些界限的情况下，通过人的感 官或仪表进行检查，当发现潜在的问 题开始暴露，并能确定何时将有可能 超过给定的界限值，认为设备有必要 进行修理而采取的一种维修措施