第五章其它故障诊断技术.ppt

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从润滑油中采样,必须采集能反映当前机器中各个零部件运行状态的油样,要具有代表性。润滑油样的取样应在运转中或停机后马上进行,因为此时油与其中的微粒混合得比较充分。取样有两种常用方式,一种为静态取样,一般将取样管插入到油面高度的一半以下。如注重较大磨损微粒,则在距沉积物25mm处取样,应避免在死角处取样。另一种为动态取样,一般应在循环的回油管上,最好能在紊流断面处取样。取样容器必须干净。在正常磨损阶段,大型机械设备(柴油机、重型齿轮箱等)一般的取样时间间隔为200h
检测是指对油样进行分析,测定油样中磨损残渣的数量和粒度分布,初步判断机器的磨损状态。若机器属于异常磨损状态时,需要进一步进行诊断,即确定磨损零件和磨损的类型(如磨料磨损,疲劳剥落等)。
预测,是指预测处于异常磨损状态的机器零件的剩余寿命和今后的磨损类型。根据所预测的磨损零件、磨损类型和剩余寿命即可对机器进行处理;确定维修的方式,维修的时间以及确定需要更换的零部件等。
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二、光谱分析技术

油样光谱分析技术是利用原子吸收或发射光谱的原理,对取自被诊断机械设备的润滑油进行分析,从油中金属微粒成分及其含量,判定机械设备的运动零部件的磨损状况和程度。这种方法对有色金属比较适用。例如,柴油机主轴瓦及连杆轴瓦的材料为钢背网状铝锡合金,这种合金是以锡一铝共晶软化相的形式存在的,通过油样光谱分析可知,润滑油中微量的锡和铝的存在,来自主轴瓦和连杆轴瓦的磨损。因此,油样光谱分析方法不但可以定性地判断磨损的零件,而且可以从润滑油中金属成分含量的多少,定量地判断出零件磨损的程度。
油样光谱分析一般采用标准的光谱仪。
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(1)发射光谱测定
用高压电(15kV)直接激发油样品中的金属杂质,并对它们发射出的特性光谱进行分析。此方法适用于微粒<10μm的情况。发射光谱分析仪器价格昂贵,但分析速度快(如已有仪器分析20种元素时为40个样品/h)。其原理如图5-1所示。
(2)吸收光谱测定
将油样品雾化后燃烧,用乙炔焰使其中金属元素原子裂化,根据对不同波长的单色锐线光源发出的特征幅射线吸收作用的不同,来确定各种元素的含量。此方法精确度较高,但测每一种元素时,光源要使用与元素相同的空心阴极灯,比较麻烦。
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三、应用实例
(1)某推土机变速箱油样分析监测
该机油样分析结果列于表5-1。
在运行6027h的油样中Fe含量达525mg/L,已超过极限值,因此及时通知了用户。但该机仍继续运行,在运转到6591h后再采样分析,Fe含量已达928mg/L,当第二个警告电报还未收到时,该机变速箱前进档已经损坏,结果停机修理了一个月时间。如果当时及时修理,这停机一个月的损失是可以避免的。
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(2)对某型载重汽车油样分析监测
在对该车的油样分析中,发现铝含量较高,进一步作润滑油压力试验,结果是压力偏高。再打开滤油器,切开滤芯,发现存有大块铝片,用户及时拆检,发现是主轴承损坏。如果不及时修理,可能会使曲轴折断,由此避免了一次事故的发生。
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三、铁谱分析技术

油样铁谱分析技术是目前使用最广泛、最有发展前途的润滑油分析方法。它的基本原理是将油样按一定的严格操作步骤稀释在玻璃试管或玻璃片上,使之通过一个强磁场,在强磁场力和油液本身粘滞阻尼力共同作用下,不同大小的残渣所移动的距离(距入口端)亦不同,一般是大的残渣首先沉积,小的残渣随后沉积,所以根据油样中残渣沉淀的情况即可判断出机器零件磨损的程度、可用光学或电子显微镜观察残渣形貌,用光学显微镜还可以从残渣的色泽来判断其成分。
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油样铁谱分析提供了磨损残渣的数量、程度、形态和成分四种信息。

(1)可以有效地诊断机械磨损类故障。
(2)一般用于离线检测,不适于对突发性故障的监测,但现已有在线式铁谱仪。
(3)需反复试验才能取得有代表性的油样和分析数据。
(4)对非磁性材料难以做到定量分析。
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SPECTROTESTCCD便携式光谱元素分析仪
1979年德国斯派克分析仪器公司生产出世界上第一台移动式光谱仪,首次在现场成功实现了金属材料的成分分析和材料分选,开创了光谱仪广阔的应用前景。便携式光谱仪目前已广泛应用于钢铁、有色金属加工、航空航天、机械、电力、石化、造船、压力容器等众多领域。
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铁谱分析中使用的基本仪器为铁谱仪直读式和分析式
直读式
直读式铁谱仪是将油样稀释后注入倾斜安放的玻璃管中,在磁场的作用下油液夹带着残渣向前流动,残渣在玻璃管中沉降的速度取决于本身的尺寸、形状、密度和磁化率,以及润滑油的粘度、密度和磁化率等许多因素。当其它因素固定后,残渣的沉降速度与其尺寸平方成正比,同时还与残渣进入磁场后离管底的高度有关。直读式铁谱仪读取一个反映油样里残渣含量的读数十分简便,只需要约5分钟
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