设备故障的简易诊断方法

反恐精英秃鹫 2019-05-30

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一、 故障产生的主要原因与主要内容

1、故障模式与类型

故障是设备或零部件丧失了规定功能的状态。常见的故障模式有以下几类：

1）属于机械零部件材料性能方面的故障包括疲劳、断裂、裂纹、蠕变、过度变形、材质劣化等。

故障模式举例

序号	零件与部件		故障模式
1	轴承		弯曲、咬合、堵塞、开裂、压痕、卡住、润滑作用下降、凹痕、刻痕、粘附、振动、磨损、点蚀、剥落
2	齿轮		不对中、啮合异常、裂纹、磨损、偏心、破裂、折断、磨损、移位、卡住
3	密封装置		破裂、开裂、老化、变形、损坏、泄露、磨损
4	联轴器		不同轴、不平衡、联接松动
5	转子与轴		不平衡、弯曲、不同轴、轴颈偏心、零件松动、磨损、轴裂纹、叶片脱落、运转振动
6	液压系统	液压缸	爬行、外泄露、内泄露、声响与噪音、冲击、推力不足、运动不稳等
		油泵	无压力、压力流量均不高、噪声大、发热严重、旋转不灵活、振动、冲击等
		电磁换向阀	滑阀不能移动、电磁铁线圈烧坏、电磁铁漏电、不换向
7	机械系统		a系统不能启动或在运行中停止运动 b系统失速或空转 c失去负载能力或负载乏力 d系统泄露严重 e系统控制失灵 f系统震动剧烈，噪声异常 g其它

2）属于化学、物理状况异常方面的故障包括腐蚀、油脂劣化、绝缘绝热劣化、导电导热劣化、蒸发、等

3）属于机械设备运动状态方面的故障包括振动、渗漏、堵塞、异常噪声等。

4）多种原因的综合表现如磨损、配合件间隙过打或过盈丧失、固定和紧固装置松动失效等。

2、故障原因与主要内容

故障产生的主要原因及主要内容

序号	主要原因	主要内容
1	设计	结构、尺寸、配合、材料、润滑不合理，运动原理、可靠性、寿命、标准件、外协件等有问题
2	制造	毛坯选择不合适，锻、铸、热处理、焊、切削加工、装配、检验等工序存在问题，出现应力集中、局部和微观金相组织缺陷微观裂纹
3	安装	找正、找平、找标高不精确，防振措施不妥，地基、基础、垫铁地脚螺栓设计、施工不当
4	使用保养	违反操作规程，操作失误，超载、越压、超速、腐蚀、漏油、漏电、过热、过冷等超过机械设备允许范围；不及时清洗换油、不及时调整间隙、不清洁干净、维护修理不当、局部改装不当、备件不合格
5	润滑	润滑系统损坏、润滑剂选择不当、变质、供应不足、错用、润滑油路堵塞等
6	自然磨损	正常磨损、材料老化
7	环境因素	雷击、水灾、地震、共振、粉尘、污染等
8	人的因素	员工岗前未培训、技术等级低、素质差等
9	管理	管理体制不健全、管理方法不正确、保管不当等
10	原因待查	其它原因

3、常用简易诊断方法简介

所谓故障诊断就是根据机械设备运行过程中产生的各种信息来判断机械设备是正常运转还是发生了异常现象并作出评价的过程。要求能定量定量掌握设备状态，预测其可靠性，若有异常则对其原因、部位、危险程度进行识别与评价，并决定修理方法。

4、故障诊断技术的基本任务

通过诊断达到以下目标：

1）弄清引起机械设备劣化或故障的主要原因，应力状况。

2）掌握机械设备劣化、故障的部位、程度及原因等情况。

3）了解机械设备的性能、强度、效率。

4）预测机械设备的可靠性及使用寿命。

5、常用简易诊断方法

1）听诊法

设备正常运转时所发出的声响总是具有一定的音律和节奏的。通过人的听觉功能就能对比出设备是否出现了重、杂、乱、怪的异常噪声，从而判断出设备内部所出现的隐患。而用手锤敲打零件，可判断零件有无裂纹产生。机器设备声音分类见下表：

机器设备声音的分类及其分析

声音分类	声音特点	原因分析	故障排除
冲撞声	声音沉闷、深重、有力，振动时影响到机座上，用手可感觉到	某些机器工作冲程中，零件互相碰装时发出的撞击声	1有节奏时为正常 2无节奏，忽高忽低，或时快时慢 3突然而来的冲撞声，应立即停车
打击声	比冲撞声小，一般有节奏	零件松弛、变形、缺陷或磨损	根据转数、冲击数等特性，来判断零件的打击所在
爆破声	声音短而有力，脆裂震耳，突然而来无规律	电气短路放炮，可燃性气体突然燃烧，伴随有闪光和焦味产生	在机器出现谊状出检修处理
摩擦声	声音轻微、平稳、均匀为正常	两个互相接触相对运动的零件摩擦所致	检查两零件表面是否磨损、缺油、有无尘土和金属粒
摩擦声	声音粗大，夹杂周期性不规则杂音	两个互相接触相对运动的零件摩擦所致	检查两零件表面是否磨损、缺油、有无尘土和金属粒
泄露声	一般吱吱作响，尖锐刺耳、连绵不断	气体或液体从高压容器中泻出	立即停车检查，并用纸条或棉线擦拭泄露处，并闻味

为了保证声音判断正确，听取声音的方法一定要正确，下表是几种常用声音听取方法：

机器声音听取法

检查方法		听取方法
直接听取法	变换听取位置	在机器的不同位置上进行听取辨别来自不同方向的声音
	隔离分别听取	将周围的机器停止运转，专门对一台机器进行听取，加以鉴别
	分段听取	对仪态机器个组成部位的装置或机构进行分步地启动，分别听取鉴别
	空车、重车分别听取	对机器重点部位的配合，进行空车或重车运转分别听取，以区分零件配合量的变化
	夜间听取	在夜间，只开动一台机器，鉴别各件间的回响声有无异常变化
	边调整边听取	对机器的某一零部件进行边调整边启动，分辨比较声音变化差别特点，从而鉴别故障原因
间接听取法		用小而尖的锤子，有意的敲打被检零件，或对好坏零件敲打比较，使其发出声音，以鉴别不同情况下的声音与部件间的差别
综合检查法	手触检测法	用手轻轻接触发音体，以测出它的振动程度
	目测检验法	皮带或传动带发声时，可用眼睛观察其碰打的位置及其撞击程度
	温升比较法	对机器的轴承、曲柄等部分，因摩擦成音而使零部件发热，可用手试其温升的程度
	泄露流速对比法	气体、液体泄露时，可用手探测其流速和位置。对高温或有害气、液体，不得用手，可用纸片、布片等试验
	使用简易便携式助听器检测法	用木棒、空心金属棒等对机器开车听取，作各部位的声音对比检查

2）触测法

用人手的触觉可以检测设备的温度、振动及间隙的变化情况。

人手对温度的判断

温度	手感
0℃	手感冰冷，时间长会有刺骨痛感
10℃	手感较凉，但一般能忍受
20℃	手感稍凉，随着接触时间延长，手感渐温
30℃	手感微温，有舒适感
40℃	手感较热，有微烫感
50℃	手感较烫，若用掌心按的时间较长，会有汗感
60℃	手感很烫，但一般能忍受10秒长的时间
70℃	手感灼痛，一般只能忍受3秒时间，并且手的接触处很快变红

3）手晃动机件可以感觉出0.1—0.3mm的间隙大小

4）用手触摸机件可以感觉振动的强弱变化是否产生冲击

5）观察法

a.人的视觉可以观察识别机器上的机件有无松动、裂纹及其它损伤等；

b.人的感觉可以检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑冒滴漏现象；

c.可以查看油箱中沉淀物中的金属磨粒的多少、大小及特点，以判断零件的磨损情况；

d.可以通过设备上的仪表了解设备运行状况，以及检查产品质量；

e.可以通过部分测量工具和仪器对设备可能的故障信息进行分析。

二、设备振动的简易诊断

1、产生振动的原因及防止措施

产生振动的根本原因是机械设备本身及其周围环境介质受到振源的激振。激振来源于两类因素：

1）回转件或往复件的缺陷

a.失衡即相对于回转轴线的质量分布不均，在运转时产生惯性力，而构成激振。

b.往复件的冲击，如以平面连杆机构原理作运动的机械设备，连杆往复运动产生的惯性力，其方向作周期性改变，而形成了冲击作用。

c.转子弯曲变形和零件失落，造成质量分布不均，在回转时产生离心惯性力，导致振动。

d.制造精度不高，特别是零件或构件的形状位置精度不高是质量失衡的另一原因。

e.回转体上的零件松动增加了质量分布不均，轴与孔因磨损加大增加了失衡。

2）机械设备的结构因素

a.齿轮由于制造误差导致轮齿啮合不好，产生周期性激振。

b.联轴器和离合器的结构不合理带来失衡和冲击。

c.滑动轴承的油膜涡动和振荡。

d.滚动轴承中滚动体不平衡及径向游隙过大。

e.其它如机座扭曲、电源激励、压力脉动等。

2、振动的简易诊断

在需要诊断的设备机座或设备表面上放置一只盛有一半水的杯子，观察杯子的移动状况，一般杯子移动较快表明振动利害，而静止不动表明振动不严重。

用手接触设备机体，如果振动大，手和手臂会有麻木感，振动越大麻木的感觉越高；如果人用脚站在设备上，振动越大麻木感也会传递越高。

三、滚动轴承的简易诊断

1、滚动轴承的常见故障及防止措施

有关资料表明，影响轴承使用寿命的因素大致有：结构设计及轴承质量因素占34%，润滑不当占36%，安装不当占16%，其它因素占14%，滚动轴承常见故障与原因见下表：

滚动轴承常见故障与原因

故障形式

故障原因

危害

对策

轴承转动困难

1.轴承与轴的配合间隙太小

2.轴承预加负荷过大

3.润滑油不纯

4.装配时混入异物

5.过载

6.对中不良

7.轴肩高度不足

1.容易使轴承圈开裂，造成事故

2.使轴承过早磨损

3.使滚动体和滚道氧化，加快磨损

4.滚道受伤噪声加大

5.使轴承的滚道和滚动体破裂

6.使轴承磨损发热磨损加剧

7.装配时容易造成内圈歪斜

1.正确地调整间隙

2.合理预紧负荷适当

3.选用合格油品

4.清洗轴承更换油脂

5.选择正确的轴承

6.重新找正安装

7.采用合理轴肩高度

轴承发热

1.轴承装配太紧

2.润滑油变质、污染

3.密封摩擦太大

4.预加负荷太大

5.轴承外圈松动

6.同轴度太差

7.过载

1.加剧轴承体的磨损、剥离和损坏

2.使保持架氧化，轴承转动困难

3.使滚道钢球退火软化

4.加剧轴承磨损和损坏

5.使箱体孔磨损

6.轴承损坏加剧

7.加剧磨损和损坏

1.采用合理配合尺寸

2.选用合格油品

3.放松毡垫和张力

4.预加负荷适当

5.镶套或用压紧弹簧

6.正确安装轴承

7.改进载荷

轴承松动

1.主轴轴颈磨损

2.轴承与箱体孔配合间隙太大

1.轴承内圈发热、膨胀，使滚动体和滚道磨损加剧

2.轴承游隙增大至使轴承磨损和损坏

1.调整被帽或修复轴颈尺寸

2.将箱体孔镗大至适当尺寸

内圈开裂

1.内圈与轴配合太紧

2.安装歪斜

3.轴颈不圆

轴承内外圈任何一处开裂，继续使用都会造成不应有的事故

1.将轴颈需要尺寸

2.精心安装

3.精磨轴颈

轴承滚道和滚动体压痕

1.不正确的装配方法

2.不合理的拆卸方法

1.易使内外圈开裂，也易混入杂物

2.极易损坏轴承和轴颈

1.装配时保持轴承清洁，不歪斜

2.应用拉卸工具拆卸

2、滚动轴承的简易诊断

1）诊法对轴承进行检测

听诊工具为木柄长螺钉旋具或ф=20mm左右的硬塑料管。轴承动专声响特点及对应工作状态或故障原因见下表：

轴承声响特点与对应运行状态

序号	轴承声响特征	对应状态	措施
1	声音和谐，均匀而连续的“哗哗”声或较低的“轰轰”声，噪声强度不大，无杂音	运转平稳、轻快、无停滞现象，表明工作平稳
2	均匀而连续的“咝咝”声，有滚动体在内外圈中旋转而产生，节奏与速度无关。冬季低温下，轴承会出现“咝咝沙沙”声	一般为轴承内油脂量不足。长期停机或冬季轴承径向间隙会变小，若润滑脂针入度较小时均会产生噪音	补充润滑脂。若停机时间长，则应换新油脂。冬季应用针入度大一些的润滑脂
3	连续的“哗哗”声中发出均匀的周期性“嗬罗”声，其周期与转速成正比	滚动体和外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑所致	应更换轴承
4	不连续的“梗梗”声	轴承保持架或内外圈破裂	立即停机更换轴承
5	不规律、不均匀的“嚓声”声音强度较小，与转速无关	轴承内落入铁屑、砂砾等杂质	清洗轴承重新加脂或换油
6	连续不规则的“沙沙”声	一般与轴承的内圈与轴的配合过松或外圈与轴承孔配合过松有关	声音较大时，检查其配合关系
7	连续刺耳啸叫声	轴承润滑不良或缺油造成的干摩擦，或滚动体局部接触过紧，如配合过紧	加油或检查后对症处理

2）用触测法对轴承进行监测

3）当轴承长期运行以后，若出现轴承温度过高，就应怀疑轴承的问题，温度超过70—80℃要立即停机检查。

4）设备运转后如果轴承温升较快，也应怀疑轴承产生故障，应停机检查。

四、链传动的简易诊断

1、链传动的常见故障及检修方法

损坏特征		检修方法
链板组合件磨损	整个链条被拉长而下垂，运转时产生抖动，有掉链和卡死现象	1.调整中心距，使链条拉紧； 2.用张紧轮拉紧链条； 3.拆掉一段链节，拉紧链条； 4.对严重掉链和卡死现象的链条，应拆下换新。
个别链节断裂	个别链节磨损，磨薄，芯轴局部磨细	对个别的链节可采用个别拆下换新
链轮齿形磨损	链轮齿趋尖，减薄，牙尖偏歪向链条受力一面，使用中磨损加快	1.中等程度的磨损，可以把链轮拆卸下来，翻过来装上继续使用一段时间； 2.如果链轮上的磨损是有一定节律形式的，即一部分或两部分磨损较重，可拆下换位继续使用； 3.磨损严重的链轮，应更换新件。
链轮的轮面变形	链轮转动时，各轮齿不在一平面上，产生调链、咬链或跳链	在平面上对链轮进行必要的检查和校平
大小链轮之间产生轮向偏移或扭转		用拉线法检查，然后校正