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有关诊断仪器仪表故障的十种方法
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本文由 上海和呈仪器制造有限公司 整理汇编
2013-12-13 00:00 554阅读次数
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有关诊断仪器仪表故障的十种方法
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德国REXROTH液压泵微弱故障的诊断
- 对REXROTH液压泵故障特征的分散性和模糊性,提出基于振动和压力传感器的信息融合故障诊断方法。在充分分析液压泵球头松动故障机理的基础上,对振动信号和压力信号进行小波消噪处理,有效提取球头松动的故障特征。将不同类型特征参数进行特征层融合,利用主成分分析和改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。试验表明,基于不同类型传感器信息融合故障诊断方法可以有效地实现液压泵微弱故障的诊断。 引言 REXROTH液压泵是液压系统的心脏,其故障诊断是液压系统故障诊断的重要部分。由于流体的压缩性、泵源与伺服系统的流固耦合作用及液压泵本身具有大幅度的固有机械振动,使得液压泵的故障机理复杂,故障特征提取困难,故障诊断的模糊性强。大量的液压泵故障诊断数据表明,通过泵源出口检测到的故障信号常被干扰信号淹没,单一故障检测信号常呈现出强的模糊性,采用常规的信号处理方法难以提升有效的故障特征。 从故障诊断学的角度来看,任何一种诊断信息都是模糊的、不极ng确的,对任何一种诊断对象,用单一信息来反映其状态行为都是不完整的,如果从多方面获取同一对象的多维故障冗余信息加以综合利用,就能对系统进行更可靠更极ng确的监测和诊断。本文针对柱塞泵球头松动故障模式,通过在液压泵出口配置振动传感器和压力传感器进行故障检测,通过小波分析进行信号消噪处理,利用主成分分析提取有效融合信息,采用改进算法的BP神经网络实现液压泵微弱信号或多故障的有效诊断。 1、REXROTH液压泵球头松动故障机理分析 由于制造误差或液压泵在工作过程中的压力冲击,常常使柱塞球头与球窝沉凹变形使球头与球窝间隙增大,从而产生柱塞球头松动的故障。 1.1基于振动信号的故障机理分析 REXROTH液压泵缸体在转动过程中,柱塞在油缸中往复运动。当缸体转过一定角度时,经过上死点柱塞进人吸油区,球头与柱塞发生一次碰撞;当缸体转动经过上死点后,球头开始向柱塞方向运动,球头与柱塞发生相对运动;当转过排油区时,高压油作用在柱塞上,使柱塞迅速向球头方向运动,从而又一次产生冲击。缸体转动一周,球头与柱塞发生两次碰撞,经过传动轴和轴承将能量传递到壳体上,故球头松动故障的振动频率为轴频率的2倍。 1.2基于压力信号的故障机理分析 球头松动对液压泵出口的压力脉动也有影响。当缸体转过上死点时,球头向柱塞方向运动,当油缸的排油进入卸荷区时,球头与柱塞还未发生碰撞,这时在高压油的作用下,柱塞又向球头方向运动,球头与球窝发生碰撞,产生振动冲击的同时,碰撞通过柱塞作用在高压油上从而产生一个压力脉动,所以球头松动引起泵出口的压力脉动频率与泵的轴频率相同,由上述分析可知,如果球头与球窝的间隙很小时,球头与柱塞的相对速度不大,产生的碰撞能量很小。当间隙增大时,产生的振动能量就会增大,且具有周期变化的时变特性,壳体检测的振动能量通常分布于2倍轴频率处;对于压力脉动信号,能量主要分布在轴频率处。 1.3球头松动故障诊断系统 针对球头松动故障,在液压泵出口垂直方向安装了2个加速度传感器ax、a。检测振动,1个压力传感器P检测泵的压力脉动。由于液压泵出口检测到的振动信号和压力信号常被干扰信号淹没,为了提取故障特征,对上述传感器的检测信号进行小波消噪处理。 2、小波信号消噪处理 REXROTH液压泵的工作环境一般比较恶劣,其工况受环境的影响较大,通常在泵出口检测到的信号含有很大的噪声。试验表明,液压泵出口检测到的压力信号和振动信号体现出以下特点:①信号的频谱分布很宽、波形杂乱,规律性差;②时变与非平稳性表现明显。 因此,基于这两种信号的故障特征提取非常困难,有必要对检测的信号进行消噪处理。 小波分析是目前较有效的信号处理方法,它可以同时在时域和频域中对信号进行分析,能有效地区分信号中的突变部分和噪声,实现信号的消噪。 泵出口振动信号及其小波消噪后的信号,选取小波消噪的全局阈值为1.049。很明显,检测信号中包含了许多干扰信号,很难简单地利用检测到的振动信号进行有效的故障诊断。为了消除干扰影响,经过小波处理,可以有效地消除泵出口振动信号中所包含的噪声,有利于故障特征的提取。 3、信息融合故障诊断方法 信息融合是将多源信息加以智能合成,产生比单一信息源更极ng确、容错性和鲁棒性更强的估计和判断‘2’。由于液压泵出口检测到的信息微弱,易于被干扰所淹没,很难利用单个传感器的检测信号进行微弱故障特征的有效诊断。采用的信息融合故障诊断过程,即将振动信号和压力信号进行小波消噪处理,利用统计分析提取有效特征信息,采用主成分分析(PrinciP81componentanalysis,PCA)有效解耦各故障特征间的相关性,减少故障特征的维数,采用改进算法的BP神经网络实现液压泵球头松动故障诊断。 3.l特征层信息融合 特征层状态属性融合就是将对多种类型传感器数据进行预处理以完成特征提取及数据配准,即通过传感器信息转换,把各传感器输人数据变换成统一的数据表达形式。 通过特征向量归一化处理可以实现信息融合数据配准。本文提取振动信号和压力信号的均值、峰值因子、特征频率的能量值和功率谱幅值、四次矩等作为球头松动故障的特征向量。 3.2选取主成分 在新样本空间上,逐次计算传感器信息的综合指数为主成分上的贡献。令主成分贡献综合指数阈值为85%,根据贡献综合指数选取前几个主成分,作为下一步信息融合的信息。 针对液压泵正常和4种球头松动故障,各选取100个样本,由于高度显著,说明这4组特征向量有十分明显的差异,故此类故障的不同故障程度是可以诊断的。 选择BP神经网络的结构,对液压泵正常和设置的4种球头松动故障在训练误差精度要求下对网络进行训练,通过改进算法的学习和训练得到BP网络的优化权值矩阵。在实际使用时,利用BP神经网络的权值矩阵及其改进算法实现多故障的有效诊断。其中输出节点1表示液压泵正常时神经网络的输出值,节点2表示间隙为6μm时神经网络的输出值,节点3表示间隙为9μm神经网络的输出值,节点4表示间隙为12μm时神经网络的输出值,节点5表示15μm时神经网络的输出值。 利用BP神经网络及其改进算法可以有效诊断不同间隙大小的球头松动故障。 4、结论 本文通过液压泵出口的振动信号和压力信号,通过小波消噪处理有效提取故障特征,利用PCA分析很大程度上减少了信息融合特征向量的维数,通过可诊断性检验证明PCA重新组合的特征向量可以实现多故障诊断。在BP算法中引人附加动量项,获得Zyou学习率,通过改进BP算法实现不同间隙大小球头松动故障的有效诊断。我们公司代理以下优势品牌:1.品牌:、德国力士乐REXROTH、德国费斯托FESTO、德国宝德BURKERT、德国贺德克HYDAC、德国倍加福P+F、德国图尔克TURCK、德国施克SICK、德国易福门IFM、德国GSR、德国PILZ、德国巴鲁夫BALLUFF、EPRO.,德国西门子。德国哈威HAWE等2.美国阿斯卡ASCO、美国派克PARKER、美国威格士VICKERS、、美国MAC、美国纽曼蒂克NUMATICS.3.意大利ATOS、意大利杰弗伦GEFRAN、英国海隆诺冠、法国高诺斯等.4.日本CKD\日本SMC、日本丰兴、日本大金、日本不二越、日本黑田精工、日本太阳铁工、东京美我公司在德国及美国都有注册公司,直接与国外厂家合作,价格和货期都有非常好的优势,产品保证原装的,各新老客户有需要随时可联系谢小姐。[详细]
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2018-10-16 10:00
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球磨机的故障分析与诊断研究
- 任何设备都不能的使用,设备在工作过程总都会产生一些这样或者那样的问题和故障,本文介绍的球磨机在使用过程中测试和测量工作以及故障特征的分析,同时还对球磨机进行诊断分析,总结实际问题,找到能影响球磨机工作的故障原因,解决分析,从中得到启示。[详细]
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2024-09-12 18:28
标准
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RIELLO燃烧器可诊断故障原因
- RIELLO燃烧器可诊断故障原因诊断故障原因RIELLO燃烧器锁定发生后,红色指示灯亮起。在此状态下,可按下锁定复位键超过3秒,根据故障代码表进行目测故障诊断。按下锁定复位键超过3秒,可激活界面诊断(带适配器)。红色LED灯闪烁信号顺序如下:(例如,信号闪烁3次,表示空气压力监控器有故障)故障代码表可能的故障原因闪烁次数安全时间结束后,未出现火焰:-燃料阀故障或脏-火焰探测器故障或脏-燃烧器调节不当,或无燃料-点火设备故障闪烁2次空气压力监控器故障闪烁3次燃烧器启动时,有外部光源或虚假火焰闪烁4次燃烧器运行时失火:-燃料阀故障或脏-火焰探测器故障或脏-燃烧器调节不当闪烁7次电气接线错误或内部故障闪烁10次RIELLO燃烧器可诊断故障原因RIELLO燃烧器可诊断故障原因[详细]
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2018-09-21 10:00
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仪器仪表故障诊断方法.
- 仪器仪表故障诊断方法敲击手压法观察法排除法替换法对比法升降温法骑肩法电容旁路法状态调整法隔离法敲击手压法 经常会遇到运行时好时坏的现象,这种现象绝大多数是由于接触不良或虚焊造成的。对于这种情况可以采用敲击与手压法。压力变送器 所谓的“敲击"就是对可能产生故障的部位,通过小橡皮头或其他敲击物轻轻敲打插件板或部件,看看是否会引起出错或停机故障。所谓“手压"就是在故障出现时,关上电源后对插的部件和插头和座重新用手压牢,再开机试试是否会消除故障。如果发现敲打一下机壳正常,再敲打又不正常时,**先将所有接头重插牢再试,若伤脑筋不成功,只好另想办法了。 观察法 利用视觉、嗅觉、触觉。某些时候,损坏了的元件会变色、起泡或出现烧焦的斑点;烧坏的器件会产生一些特殊的气味;短路的芯片会发烫;用肉眼也能观察到虚焊或脱焊处。 排除法 所谓的排除法是通过拔插机内一些插件板、不锈钢膜盒压力表器件来判断故障原因的方法。当拔除某一插件板或器件后恢复正常,就说明故障发生在那里。 替换法 要求有两台同型号的仪器或有足够的备件。将一个好的备品与故障机上的同一元器件进行替换,看故障是否消除。 对比法 要求有两台同型号的仪表,并有一台是正常运行的。使用这种方法还要具备必要的设备,按比较的性质分有,电压比较、波形比较、静态阻抗比较、输出结果比较、电流比较等。 具体方法是:让有故障的仪表和正常仪表在相同情况下运行,而后检测一些点的信号再比较所测的两组信号,若有不同,则可以断定故障出在这里。这种方法要求维修人员具有相当的知识和技能。 升降温法 有时,仪表工作较长时间,或在夏季工作环境温度较高时就会出现故障,关机检查正常,停一段时间再开机又正常,过一会儿又出现故障。这种现象是由于个别IC或元器件性能差,高温特性参数达不到指标要求所致。为了找出故障原因,可采用升降温法。 所谓降温,就是在故障出现时,用棉纤将无水酒精在可能出故障的部位抹擦,使其降温,观察故障是否消除。所谓升温就是人为地将环境温度升高,比如用电烙铁放近有疑点的部位(注意切不可将温度升得太高以致损坏正常器件)试看故障是否出现。 骑肩法 骑肩法也称并联法。把一块好的IC芯片安在要检查的芯片之上,或者把好的元器件表面铂电阻(电阻电容、二极管、三极管等)与要检查的元器件并联,保持良好接触,如果故障出自于器件内部开路或接触不良等原因,则采用这种方法可以排除。 电容旁路法 当某一电路产生比较奇怪的现象,例如显示器混乱时,可以用电容旁路法确定大概出故障的电路部分。将电容跨接在IC的电源和地端;对晶体管电路跨接在基极输入端或集电极输出端,观察对故障现象的影响。如果电容旁路输入端无效而旁路它的输出端时故障现象消失,则确定故障就出现在这一级电路中。 状态调整法 一般来说,在故障未确定前,不要随便触动电路中的元器件,特别是可调整式器件更是如此,例电位器等。但是如果事先采取复参考措施(例如,在未触动前先做好位置记号或测出电压值或电阻值等),必要时还是允许触动的。也许改变之后有时故障会消除。 隔离法 故障隔离法不需要相同型号的设备或备件作比较,而且安全可靠。根据故障检测流程图,分割包围逐步缩小故障搜索范围,再配合信号对比、部件交换等方法,一般会很快查到故障之所在。[详细]
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2018-09-20 10:00
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- 诊断发动机异响的主要方法发动机的常见异响,主要有曲轴主轴承响、边杆轴承响、活塞销响、活塞敲响、气门响、气缸漏气响、正时齿轮响、汽油机点火敲击响和油机着火敲击响等。1曲轴主轴承响现象:发动机突然加速时会发出沉重而有力的“当、当、当”或“刚、刚、刚”的金属敲击声,严重时机体发生很大振动;响声随发动机转速的提高而增大,随负荷的增加而增强,产生响声的部位是在缸体下部的曲轴箱内;单缸断火时响声无明显变化,相邻两缸同时断火时,响声会明显减弱;温度变化时响声不变化;机油压力明显降低。另外,后道轴承发响一般声音钝重发闷,前道轴承发响声音较轻、较脆。曲轴轴向窜动出现的响声,在低速下采用微抖节气门的方法,可听到较沉重的“咯噔”、“咯噔”的响声。原因:主轴承盖固定螺钉松动;主轴承减磨合金烧毁或脱落;主轴承和轴颈磨损过甚、轴向止推装置磨损过甚,造成径向和轴向间隙过大;曲轴弯曲;机油压力太低或机油变质。2连杆轴承响1)现象:当发动机突然加速时,有“当、当、当”连续明显、轻而短促的金属敲击声,是连杆轴承响的主要特征;轴承严重松旷时,怠速运转也能听到明显的响声,且机油压力降低;发动机温度变化时,响声不变化;发动机负荷变化时,响声承受负荷增加而加剧;单缸断火,响声明显减弱或消失,但复火时又能立即出现,即具有所谓响声“上缸”现象。原因连杆轴承盖的固定螺栓松动或折断;连杆轴承减摩合金烧毁或脱落;连杆轴承或轴颈磨损过甚,造成径向间隙太大;机油压力太低、机油变质或曲轴内通连杆轴颈的油道堵塞。3活塞销响1)现象:发动机在怠速、低速和从怠速向低速抖动节气门时,随转速的升高而增大,随负荷的增大而加重;发动机温度变化时,对响声稍有影响或影响不大是;机油压力不降低;单缸断火时响声明显减弱或消失,复火瞬间响声又出现或连续出现两个响声。2)原因:(1)活塞销与连杆小头衬套配合松旷;(2)衬套与连杆小头承孔配合松旷;4活塞敲缸响1)现象:发动机在怠速或低速运转时,在气缸的上部发出清晰而明显的“嗒、嗒、嗒”的金属敲击声,而中速以上运转时响声减弱或消失;发动机温度变化时响声亦变化:多数情况下响声冷车时明显,热车时减弱或消失,但个别原因造成的活塞敲缸响反而在温度升高后加重;响声严重时,负荷愈大响声也愈大,但机油压力不降低;单缸断火,响声减弱或消失。2)原因:(1)活塞与气缸壁配合间隙太大;(2)活塞与气缸壁间润滑条件太差;(3)活塞在常温时反椭圆或椭圆度太小;(4)活塞销与活塞上销座孔装配过紧;(5)活塞销与连杆小头衬套装配过紧;(6)连杆轴承装配过紧;(7)活塞不柱度过大。5气门响1)现象:发动机怠速运转时发出连续不断的、有节奏的“嗒、嗒、嗒”(在气门脚处)或“啪、啪、啪”(在气门座处)的金属敲击声;转速时响声亦随之,温度变化和单缸断火时响声不减弱;若有数只气门响,则声音显得杂乱。气门脚响和气门落座响统称为气门响。2)原因:(1)气门脚响:①气门脚间隙太大②气门脚间隙调整螺钉松动或该间隙处两接触面不平;③配气凸轮外形加工不准或磨损过甚,造成缓冲段效能下降,加重了挺杆对气门脚的冲击;④气门脚处润滑不良。(2)气门落座响:①气门杆与其导管配合间隙太大;②气门头部与其座圈接触不良;③气门座圈松动;④气门脚间隙太大。6气缸漏气响1)现象:发动机运转时,从加机油口处听到曲轴箱内发出“嘣、嘣、嘣”的漏气声;负荷愈大时响声愈强,转速愈高时响声愈小;当收回节气门或单缸断火时,响声减弱或消失;随着响声的次数与发响次数相同。2)原因:(1)新换活塞环与气缸壁的漏光度太大;(2)活塞环和气缸壁严重磨损;(3)活塞环开口间隙太大或各环开口重合;(4)活塞环弹力太弱或因其侧隙、背隙太小而使背压力建立不起来;(5)活塞环卡死在环槽内;(6)活塞环或活塞环岸折断;(7)气缸壁拉伤,出现沟槽。7正时齿轮响1)现象:发动机运转时在其前部发出一种连续的或节奏明显的响声。一般情况下,转速愈高响声愈大;温度变化时响声不变化;单缸断火响声不减弱。2)原因:(1)齿轮啮合间隙过大或过小;(2)曲轴主轴承孔与凸轮轴轴承孔的ZX距在使用或修理中发生变化,变大或变小;(3)齿轮的齿形加工不准、热处理时变形或齿面磨损过甚;(4)齿轮转动一周中啮合间隙松紧不一或发生根切;(5)齿面有伤痕、脱层或轮齿断裂;(6)齿轮在曲轴或凸轮轴上松动或脱出;(7)齿轮端面圆跳动或径向圆跳动太大;(8)曲轴或凸轮轴轴向间隙太大;(9)未成对更换齿轮。8柴油机着火点击响1)现象:柴油发动机在低速无负荷运转时,有时可听到尖锐、清脆和连续的“嘎啦、嘎啦”或“刚啷、刚啷”的敲击响,冷时起动时,响声尤其明显;发动机温度热起、转速升起和负荷增大时,响声减弱或消失,但发动机过热和超负荷运转时响声又增大;微抖供油拉杆时,抖得愈急响声愈大。2)原因:柴油机着火敲击声分“均匀而粗暴的敲击声”和“非均匀而粗暴的敲击声”两种。柴油机着火敲击声的主要原因,是柴油机工作粗暴,而造成工作粗暴的原因,又是着火落后期太长,具体原因如下:(1)均匀而粗暴的响声;①柴油品质差,其中特别是自燃性能不好;②喷油泵供油时间太早;③发动机超负荷运转;④发动机过冷或过热;⑤在燃烧室的型式、气缸内的涡流运动、压缩终了的温度和压力、供油规律和喷射质量等方面,设计上存在问题;⑥空气滤清器严重阻塞,使进气量不足。(2)非均匀而粗暴的响声:①个别缸供油时间太早,亦即供油不均匀度超过标准;②个别缸供油量大,亦即供油不均匀度超过标准;③缸喷射质量不佳;④个别缸密封性不佳,压缩终了的温度和压力太低。3)诊断方法:如果柴油机冷起动后响声较大,而温度热起后响声消失,这是温度太低造成的,可继续运行。[详细]
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2018-10-16 10:00
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