机电设备机械结构故障诊断与维护PPT课件下载推荐.ppt

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还要注意机械故障的诊断的方法和手段。

还要注意数控机床机电之间的内在联系。

数控机床机电之间的内在联系。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第一节第一节机电设备机械故障诊断方法机电设备机械故障诊断方法1.1.机械故障的原因机械故障的原因机床在运行过程中，机械零部件受到机床在运行过程中，机械零部件受到力、热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，力、热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，使其零部件偏离或丧失原有的功能。

使其零部件偏离或丧失原有的功能。

2.2.机械故障诊断机械故障诊断机床运行状态的识别、运行状态的信机床运行状态的识别、运行状态的信号获取、特征参数的分析，故障性质的判号获取、特征参数的分析，故障性质的判断和故障部位的确定。

断和故障部位的确定。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第一节第一节机电设备机械故障诊断方法机电设备机械故障诊断方法二、二、机械故障诊断的方法机械故障诊断的方法v实用诊断技术（问、听、看、闻、摸、查）实用诊断技术（问、听、看、闻、摸、查）v振动、噪声测试振动、噪声测试（幅值大小、频率结构）幅值大小、频率结构）v油液分析（磨粒成分、型貌、数量）油液分析（磨粒成分、型貌、数量）v温度测试（表面温度及变化规律）温度测试（表面温度及变化规律）v超声、超声、X射线探伤（机件内部缺陷）射线探伤（机件内部缺陷）v专家诊断系统（专家的经验、数据）专家诊断系统（专家的经验、数据）机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第一节第一节机电设备机械故障诊断方法机电设备机械故障诊断方法1.1.实用诊断技术实用诊断技术v问问操作者（渐操作者（渐/突发、故障现象、加工突发、故障现象、加工件的情况、传动系统的运动和动力、润件的情况、传动系统的运动和动力、润滑、保养和检修情况）滑、保养和检修情况）v看看机床的转速变化、工件的表面粗糙机床的转速变化、工件的表面粗糙度和振纹、颜色伤痕等明显症状度和振纹、颜色伤痕等明显症状v听听机床运转声（强弱、频率高低等）机床运转声（强弱、频率高低等）v闻闻润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第一节第一节机电设备机械故障诊断方法机电设备机械故障诊断方法1.1.实用诊断技术实用诊断技术v触触用手感来判别机床的故障（温升、用手感来判别机床的故障（温升、振动、伤痕和波纹、爬行、松紧）振动、伤痕和波纹、爬行、松紧）实用诊断技术在机械故障的诊断中实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用简便、快速有效的特点，但诊具有实用简便、快速有效的特点，但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维修断效果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人员的经验，而且有一定的局限性，技术人员的经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。

对一些疑难故障难以奏效。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修二、机械故障诊断的方法二、机械故障诊断的方法2.2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法以以机机床床振振动动作作为为信信息息源源，在在机机床床运运行行过过程程中中获获取取信信号号，对对信信号号作作各各种种处处理理和和分分析析，通通过过某某些些特特征征量量的的变变化化来来判判别别有有无无故故障障、根根据据由由以以往往诊诊断断经经验验形形成成的的一一些些判判据据来来确确定定故故障障的的性性质质并并综综合合一一些些其他依据来进一步确定故障的部位。

其他依据来进一步确定故障的部位。

具有实用可靠、判断准确的特点具有实用可靠、判断准确的特点机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法v诊断过程诊断过程11）阅阅读读被被诊诊断断设设备备的的技技术术资资料料，分分析析传传动关系、计算传动件的特征值；

动关系、计算传动件的特征值；

22）获取信号、信号调理与处理；

）获取信号、信号调理与处理；

33）信号分析、故障判断（部位、性质）。

）信号分析、故障判断（部位、性质）。

v故障振动信号分类故障振动信号分类11）平稳性故障信号）平稳性故障信号22）冲击性故障信号）冲击性故障信号机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法11）平稳性故障信号）平稳性故障信号机械结构在正弦机械结构在正弦周期性力信号、复杂周期性力信号和准周周期性力信号、复杂周期性力信号和准周期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等渐变性故障）作用下产生的响应信号。

渐变性故障）作用下产生的响应信号。

特点：

响应信号的频率成分与激励信号特点：

响应信号的频率成分与激励信号的频率成分相同。

频谱为有限根谱线，而的频率成分相同。

频谱为有限根谱线，而且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。

且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法22）冲击性故障信号）冲击性故障信号机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响应，他与冲击信号本身有很大的不同。

应，他与冲击信号本身有很大的不同。

信号能量短时间释放，其频谱为无信号能量短时间释放，其频谱为无穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。

能穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。

能量集中于基频。

量集中于基频。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法振动测试仪的输入端是一个压电晶体振动加速度传感振动测试仪的输入端是一个压电晶体振动加速度传感器器。

通过探针接触机器，将机器振动的加速度转换成电荷通过探针接触机器，将机器振动的加速度转换成电荷量，再由电荷放大器将电荷量转化成电压量，电压量值和量，再由电荷放大器将电荷量转化成电压量，电压量值和振动加速度量值成正比。

两个耳机输出可供两人同时监听，振动加速度量值成正比。

两个耳机输出可供两人同时监听，一个电压输出可与示波器、磁带机、电平记录秒和信号分一个电压输出可与示波器、磁带机、电平记录秒和信号分析仪等联机使用，以作进一步的故障分析。

这是把定性与析仪等联机使用，以作进一步的故障分析。

这是把定性与定量、单人与多人、振平测试与振动测定量、单人与多人、振平测试与振动测试相结合的便携式试相结合的便携式仪器。

各种仪器的连接方法如图所示。

仪器。

3）振动测试仪的基本原理振动测试仪的基本原理机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修4）振动测试仪的特点振动测试仪的特点抗干扰性好抗干扰性好当测量机床某点时，该测点的振动无衰减地传当测量机床某点时，该测点的振动无衰减地传至该仪器，测点外的振动因机械阻尼作用将得到衰减，周围环境的杂音至该仪器，测点外的振动因机械阻尼作用将得到衰减，周围环境的杂音因仪器中的振动加速度传感器对声波不敏感，被阻隔在外，故所测信号因仪器中的振动加速度传感器对声波不敏感，被阻隔在外，故所测信号只是被测点的振动与冲击量，抗干扰性优于用传声传感器（如驻极体话只是被测点的振动与冲击量，抗干扰性优于用传声传感器（如驻极体话筒）做成的类似于传声放大器的测试仪器。

筒）做成的类似于传声放大器的测试仪器。

分辨能力强分辨能力强大多数现代化机床运行速度较高，许多起报警大多数现代化机床运行速度较高，许多起报警作用的振动信号出现在高频带，而且很微弱，只能借助于仪器来分辨。

作用的振动信号出现在高频带，而且很微弱，只能借助于仪器来分辨。

振动测试仪的安装频率大于等于振动测试仪的安装频率大于等于15kHz，其电路频响大于其电路频响大于20kHz，完完全满足了机械振动规定的全满足了机械振动规定的10kHz要求。

要求。

灵敏度高灵敏度高振动测试仪可将输入放大数千倍，这对早期故障检振动测试仪可将输入放大数千倍，这对早期故障检测和分析判断是十分有用的。

测和分析判断是十分有用的。

2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修5）.使用与诊断方法使用与诊断方法振动测试仪的使用十分简便，只需将探针拧上传感器，打开音量开关，接上耳机就可测听。

由于完好机器的振动特征和有故障机器的振动特征不同，反映在仪器耳机中的声音也不同，故根据声音的差异可初步判断出是否有故障。

例如，当耳机里传出清脆尖细的声音时（振动频率较高），一般表明较小的构件有较小的裂纹，或强度相对较高的金属部件产生了局部缺陷；

当耳机传出低沉混浊的噪声时（振动频率较低），一般表明由强度较低的材料制成的较大、较长的构件存在较大的裂纹或缺陷；

当耳机里传出的噪声比平时增强时，表明机器故障正在扩展，声音愈大，故障愈严重；

如果耳机里传出的噪声不再按有规律的间歇出现，而是随机地出现，这表明某个部件已经松动，随时会产生意外事故。

使用振动测试仪时，可用录音机将正常运行的机器各测点的信号记录下来，作为机器动态数据存档，与以后测得的信号作对比。

对于较复杂的信号，也可送入信号分析仪进行频谱分析，振动测试仪还可接示波器观察信号的时域波形。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第二节第二节主轴部件主轴部件v主轴部件的性能要求主轴部件的性能要求高回转精度、足够的功率输出、刚度、高回转精度、足够的功率输出、刚度、抗振性、温升以及自动变速、准停和自动抗振性、温升以及自动变速、准停和自动换刀等要求。

换刀等要求。

v主轴部件的结构主轴部件的结构成组高精度轴承（滚动成组高精度轴承（滚动/静压静压/磁力磁力/陶瓷陶瓷）及其配置、轴承间隙调整和润滑密封以）及其配置、轴承间隙调整和润滑密封以及满足工件的自动装夹要求。

及满足工件的自动装夹要求。

机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第二节第二节主传动系统主传动系统v主轴的维护特点主轴的维护特点1.主轴润滑主轴润滑减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）-循环润滑方式：

循环润滑方式：

液压泵供油强力润滑和液压泵供油强力润滑和油脂润滑油脂润滑-油气润滑方式：

油气润滑方式：

定时定量把油雾送进轴定时定量把油雾送进轴承空隙中承空隙中-喷注润滑方式：

喷注润滑方式：

较大流量的恒温油喷注较大流量的恒温油喷注到主轴轴承（大容量恒温油箱）到主轴轴承（大容量恒温油箱）机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修第二节第二节主传动系统主传动系统2.防泄露防泄露机电设备故障诊断与检测维修机电设备故障诊断与检测维修v主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障现象故障原因故障原因1.主轴发热主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油脂轴承损伤或不清洁、轴承油脂耗尽或油脂过多、轴承间耗尽或油脂过多、轴承间隙过隙过小小2.主