流动机械几类故障诊断方法的研究

【作者】 曹玉为；

【导师】 马孝江；

【作者基本信息】 大连理工大学 ， 机械设计与理论， 2000， 硕士

【摘要】 机械设备状态检测与故障诊断技术是随现代测试技术、信号分析与处理技术、计算机技术和机械设备故障诊断理论等相关技术而发展起来一项技术，并在最近10年获得了重大的发展。由于使用该技术会对企业的生产设备管理及安、稳、长运行提供可靠的技术支持，并会创造巨大的经济效益，因此，受到各国企业的极大重视，在工业生产中得到了广泛应用。 采用状态检测与故障诊断技术最主要表现为以状态维修方式代替定期维修方式。状态维修是一种以设备技术状态为基础的预防维修，它可以充分利用零件的寿命有效的避免“维修不足”或“维修过剩”情况。在实施状态维修时，首先必须实现对设备现有状态的估计，然后根据实际状态决定维修方式。在决定什么时修、怎么修、修什么，要以正确完整的技术数据基础，经过检修风险与决策分析，再根据检修人员的技术素质来制定检修计划。 在诊断方法上本文对时域同步平均方法、时频分析方法（ATVFD）、包络解调方法（Hibert）、倒谱等方法的理论及应用进行了分析。 港口流动机械的驱动主要是柴油机，如何对柴油机进行故障诊断是本文的核心。本文从理论和方法上对柴油机的故障诊断进行了研究阐述。从实际测得的柴油机的缸盖振动信号根据相关的特征参数来实现对柴油机气门阀磨损和漏气故障及活塞-气缸套磨损故障的诊断。同时，还可以利用缸盖的振动信号利用时频分析方法（ATVFD）来对缸压信号进行恢复，从而间接测量缸压，这在实际应用中有重要的现实意义。 对柴油机的工作过程的故障诊断是通过测量柴油机曲轴的瞬时转速波动信号来反映机器的工作状态和工作质量，通过对瞬时转速的波动信号的分析可以得到机器运行状态和相关故障的丰富信息。当某个气缸工作不正常时，转速信号会产生严重畸变。据此变形程度，就可以判断气缸的动力性能和气密性能。 柴油机燃油系统的故障诊断是利用高压油管外壁上的外夹式压力传感器，用此传感器测得油管外壁弹性变形信号来判别喷射系统的技术状态。以油压波形的结构形状和波形特征参数作为故障诊断特征参数，可以用于燃油系统的故障诊断。更多还原

【Abstract】 The technology of condition-detection and failure diagnosis of machinery equipment develops along with technologies of related fields such as modem testing technology, signal analysis and processing ,computer technology and theory of failure diagnosis .It receives great attention from companies /manufactures around the word ,and has been widely applied in industrial production. To adopt the technology of condition-detection and fault diagnosis ,company must above all estimate the present situation of equipments ,then decides the proper approach of maintenance according to it. As to the diagnosis method ,the theory and application of ATVFD ,Hibert Cepstrum are discussed in the thesis. The main subject of this paper is the fault diagnosis of diesel engines ,which drive the most port machineries .The vibration signal on cylinder surface of diesel engine is measured and combined with related characteristic parameters to realize the diagnosis of the trouble of the exhaust valve leakage and wear condition of piston and cylinder liner .Meanwhile ,the signal of cylinder pressure is restored indirectly by processing the vibration signal of cylinder head ,which has significant meaning in practical application. The signal of the crankshaft transient turning speed fluctuations is detected to reflect working condition of engine ,and by analyzing the speed waveform ,the operating conditions and related fault of the engine is obtained. The transient pressure signal of fuel oil-pipe is measured by using a clamp-on transducer on the injection line .Evaluation of the signal leads to estimation of the technical status of injection system and the diagnosis of the fuel system of the diesel engine.更多还原