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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,第五章 机械故障诊断的油样分析技术,中国矿业大学机电学院,*,1,第一节 油样分析概述,在机械设备中广泛存在着两类工作油:液,压油和润滑油。,通过对工作油液,(,脂,),的合理采样,并进行,必要的分析处理后,就能取得关于该机械设,备各摩擦副的磨损状况:包括磨损部位、磨,损机理以及磨损程度等方面的信息,从而对,设备所处工况作出准确的判断。,1第一节 油样分析概述 在机械设备中广泛存在着两类,2,一、油样分析的含义,通过油样分析来了解机器的工作状态已有,很长的历史了。最初是通过油液的自身的理,化性能如粘度、闪点、酸值、水份和机械杂,质等参数的变化来判断机器的工作状态的。,这种方法为一种广泛采用的常规分析方法。,2一、油样分析的含义,3,机械在运行过程中,它的磨损产物,(,磨损微粒,),都,要进入润滑油中。研究表明,磨损微粒带有许多有,关零件磨损状况的信息。不同磨损时期,(,磨合磨损,期、正常磨损期、剧烈磨损期,),的磨损微粒在尺寸、,数量、分布等方面存在较明显的区别;不同磨损机,理,(,磨料磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等,),作用下产生的磨损微粒,在形貌、大小等方面存在,较显著的差别;不同材料制成的磨损零件,磨损微,粒的化学成分也不相同。,3 机械在运行过程中,它的磨损产物(磨损微粒)都,4,在机械故障诊断这个特定的技术领域中,油样分析技术通常是指油样的,铁谱分析技术,和,油样光谱分析技术,,有时也包含,磁塞技术,。,它们的共性是都可用作铁磁性物质颗粒,(,光谱分析不仅限于铁磁性物质,),的收集和分析,但各有不同的尺寸敏感范围,其中,光谱分析检测磨屑的有效尺寸范围为,0.1,m,到,8,10,m,,但对大于,2,m,的微粒,其检测效率就大为降低;磁塞技术能有效地检测出上百微米甚至毫米级的磨屑;铁谱技术能有效地检测从,1,m,到上百微米量级的微粒。,4在机械故障诊断这个特定的技术领域中,油样分析技术通常是指油,5,5,6,磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的,三种主要形式和原因,而其中磨损失效约,占,80,左右。由于油样分析方法对磨损监,测的灵敏性和有效性,,6 磨损、疲劳和腐蚀是机械零件失效的,7,二、油样分析的信息含量,1,信息来源,通过油样分析,我们能取得如下几方面的信息:,磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的,严重程度,;,磨屑的大小和形貌反映了磨屑产生的原因,即磨损发生的,机理,;,磨屑的成分反映了磨屑产生的部位,亦即零件磨损的,部位,。,7二、油样分析的信息含量,8,第二节 油样铁谱分析技术,。,一、铁谱分析与铁谱仪,所谓铁谱分析,就是利用铁谱仪,(Ferrograph),从,润滑油样,(,脂,),试样中,分离和检测出磨屑和碎屑,,从而分析和判断机器运动副表面的磨损类型、磨损,程度和磨损部位的技术。,8第二节 油样铁谱分析技术 。,9,二、铁谱分析的一般程序,铁谱分析由采样、制谱、观测与分析、结论四个基本环节组成。,1,采样,一个合适的采样方法是保证获得正确分析结果的首要条件。,铁谱技术要求采样时应遵循以下几条基本原则:,应尽量选择在机器过滤器前并避免从死角、底部等处采样;,应尽量选择在机器运转时,或刚停机时采样;,9二、铁谱分析的一般程序铁谱分析由采样、制谱、观测与分析、结,10,应始终在同一位置、同一条件下,(,如停机,则应在相同的时间后,),和同一运转状态,(,转速、,载荷相同,),下采样;,采样周期应根据机器摩擦副的特性、机,器的使用情况以及用户对故障早期预报准确,度的要求而定。,10 应始终在同一位置、同一条件下(如停机,11,最后需提请注意的是,所采油样必须要有,完整的记录,包括采样日期、大修后的小时,数、换油后的小时数和上一次采样后的加油,量,以及其他有关机器工作的信息等内容。,11 最后需提请注意的是,所采油样必须要有,12,2,制谱,铁谱分析的关键步骤之一,稀释,加热,振荡,注入,清洗,固化,甩干,122制谱,13,三、铁谱的定性分析,对铁谱片进行定性分析的方法主要有,铁谱显微镜法,、,扫描电镜法,和,加热分析法,等三种。,1,铁谱片的双色显微镜观察与分析,(1),铁谱显微镜的结构和工作原理 如图,5-14,所示。,13 三、铁谱的定性分析 对铁谱片进行定性分析的方法主要有铁,14,四、铁谱分析的定量指标,油样中磨粒的浓度和尺寸分布是反映磨损状,况的两个定量信息。磨粒浓度是用铁谱片上磨,粒的覆盖面积来表征的;在铁谱片上不同位,置,磨粒覆盖面积值的变化即给出了磨粒的尺,寸分布。铁谱显微镜的铁谱读数器用来完成这,一测量。铁谱读数器是一个光密度计,它的光,敏元件与显微镜的光路相连,数字显示部分直,接显示出被测部位的磨粒覆盖面积百分数,称,之为铁谱读数。,14四、铁谱分析的定量指标 油样中磨粒的浓度和尺寸分布,15,五、铁谱分析的特点,1,铁谱技术的主要优点,具有较高的检测效率和较宽的磨屑尺寸检测范围,可同时给出磨损机理、磨损部位以及磨损程度等方面的信息;,定性分析与定量分析相结合,提高了诊断结论的可靠性;,可对磨损故障作出早期诊断,能准确地检测出系统中一些不正常磨损的轻微征兆,如早期的疲劳磨损、粘着、擦伤和腐蚀磨损等。,15 五、铁谱分析的特点 1铁谱技术的主要优点,16,2,铁谱技术的局限性,(1),非实时监测,(2),过分依赖人的经验,(3),对采样要求较苛刻,(4),对非铁磁性磨损颗粒的检测效果欠佳,16 2铁谱技术的局限性 (1)非实时监测,17,对于非铁磁性的有色金属合金磨损颗粒,应用铁谱分析方法存在两个困难:,首先是因为有色合金颗粒一般硬度较低,在很多异常磨损情况下,所生成的颗粒尺寸往往达到毫米级,这些颗粒极易沉积,采样时就难以取到;,其次是,铁谱方法对油样中非铁磁性颗粒的沉积效率也较低,且难以准确定量。在复杂的摩擦系统中,诸如铜、铝和巴氏合金等材质摩擦副大量存在,对其监测同样十分重要。,17 对于非铁磁性的有色金属合金磨损颗粒,应用铁谱分析,18,第三节 油样光谱分析技术,油样光谱分析的简单原理:,原子受到外来能量的作用时,其核外电子就会,吸收一定的能量从低能级跃迁到高能级的轨道上,去,这时的原子称为激发态。激发态的原子是一种,不稳定状态,其存在的时间很短,约为10,8,s。原子,由激发态返回基态的同时,将所吸收的能量以一定,频率的电磁波形式辐射出去。每种原子吸收或释放,的能量,E,与激发的光辐射或发射的电磁波辐射的,波长,之间有固定关系。这里,又称为待征波长。,18第三节 油样光谱分析技术 油样光谱分析的简单原理:,19,第四节 磁 塞,一、磁塞检测的基本原理,其基本原理是将磁塞安装在润滑系统中的管道,内,用以收集悬浮在润滑油中的铁磁性磨屑,然后用,肉眼对所收集到的磨屑大小、数量和形貌进行观测与,分析,以此推断机器零部件的磨损状态。,图,5-16,所示是磨损过程中磨屑尺寸随时间的发展,趋势图,说明了机器零部件在磨损过程中,磨屑的尺,寸分布随时间的增长而增大。,19第四节 磁 塞 一、磁塞检测的基本原理,1.,认真执行安全技术措施及安全操作规程,负责对施工班组人员及分包方人员进行有针对性的安全技术交底,履行签字手续,并对规程、措施及交底执行情况经常检查,随时纠正违章作业;,2.,负责检查督促每项工作的开展和接口的落实,有权拒绝不符合安全操作的施工任务,除及时制止外,有责任向项目经理汇报;,3.,参与对分包方评价,制订与分包的安全、治安、消防和环境卫生等协议书,并对分包合同、协议的履行实施全过程控制,并做好记录;,4.,对安全部门或上级提出的事故隐患整改要求,按照纠正和预防措施要求,落实人员实施整改;,5.,负责对重点、危险部位和过程的监控,落实监控人员,组织对监控人员素质和技能的培训及上岗前的交底;,6.,对已发生的事故隐患落实整改,并向项目副经理反馈整改情况。发生工伤事故,应立即采取措施,协同安全部门开展事故的应急救援,并保护现场,迅速报告。,7.,施工中确因作业需要拆除各类防护设施的,应由作业班组向项目副经理提出申报,经采取有效的安全补救措施后方能拆除;作业完毕后,项目副经理应督促有关人员及时做好复原工作,经重新验收后方可使用。,8.,当土建结构施工完成后转入装饰或安装施工时,必须对临边、洞口、管弄井和电梯井等安全防护设施重新进行验收,确认合格后,方能投入使用。如装饰或安装作业交付其它施工单位时,双方应履行交接手续,做到职责明确。,谢谢观看,1.认真执行安全技术措施及安全操作规程,负责对施工班组人员及,
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