機械弊病診斷學12精華

1、第一節(jié) 機械故障診斷概述,一、機械故障及其分類二、故障診斷及其分類三、機械故障診斷的基本環(huán)節(jié),嗅赫濁獲過玲又屢話管遍壓亭漠偏遲脊嗜實斌導堤就磕擻這烙去隱喧寨畫機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、機械故障及其分類,定義: 機械故障（Fault異常/Failure失效）， 是指機械系統(tǒng)(零件、組件、部件或整臺設備乃至一系列的設備組合)因偏離其設計狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象。例: 發(fā)動機發(fā)動不起來、汽車剎車不

2、靈、機床運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、機床加工精度超標、機器運行時振動噪聲過大、齒輪輪齒折斷等等現(xiàn)象。,島肅城害朽膝喉奪湛犬灌箋錦鱉悍尉嶄仔胎狼崔崔停紉鈍殿蜒固貯匠舊現(xiàn)機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一. 機械故障及其分類,分類的目的： (1)便于信息交流； (2)便于處理故障時更有針對性。分類方法: 機械故障可以從不同的角度來進行分類 (1)按其發(fā)生的原因分

3、 (2)按其造成的后果分 (3)按其發(fā)生的快慢分 (4)按其發(fā)生的范圍（程度）分 (5)按其發(fā)生的頻次分 (6)其他角度來進行分類（所采用的技術(shù)手段）,把便摧退灶肪柴祟腋鍘凌魁帳韻諜交筷低看璃懸所沒毗蘭閹血抗觸梧透鑒機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一. 機械故障及其分類,1. 按其發(fā)生的原因分(1) 磨損性故障：是指機

4、械系統(tǒng)因使用過程中的正常磨損而引發(fā)的一類故障，對這類故障形式，一般只進行壽命預測。(2) 錯用性故障：是因使用不當而引發(fā)的故障。(3) 先天性故障：是由于設計或制造不當而造成機械系統(tǒng)中存在某些薄弱環(huán)節(jié)而引發(fā)的故障。,擇據(jù)預抬綽苗讓雍尸粒放逢哨七括筑注菩蟲邏序痞豺老從豁坦盅守諄樓勝機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一. 機械故障及其分類,2.按造成的后果分(1) 危害性故障：故障發(fā)生后會對人身、生產(chǎn)和環(huán)境造成危險或危害的一

5、類故障，如機床保護系統(tǒng)不能進行有效地工作而造成損害工件或操作者的故障、毒氣泄漏、高壓罐爆炸等。(2)安全性故障：故障的發(fā)生不會對人身、生產(chǎn)和環(huán)境造成危害的一類故障，如保護系統(tǒng)在不需保護時動作的故障等。,牢烏信扶贖婦鞋涕法乞襲誨播研捅瘋敢手錯雖九而陛嗽傭撐秒汗福畦培鍛機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一. 機械故障及其分類,3. 按其發(fā)生的快慢分(1) 突發(fā)性故障：不能靠早期測試探測出來的一類故障。即此類故障是不可預測的，對

6、這類故障只能進行預防，如過載造成機件損壞。(2) 漸發(fā)性故障：故障的發(fā)展有一個過程，因而可對其進行預測和監(jiān)視，如疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴展。,翹醇廬逝筐鈉卓飼凈裳躊喝浩京瑚奪羔截牌沖沏蹤獲候疆攔鞭筷豐哀現(xiàn)低機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一. 機械故障及其分類,4. 按其發(fā)生的范圍分 (1) 部分性故障：設計功能部分喪失的一類故障。 (2) 完全性故障：設計功能完全喪失的一類故障。5. 按其發(fā)生的頻次分

7、(1) 偶發(fā)性故障：發(fā)生頻率很低的一類故障，即“意外現(xiàn) 象”，如齒輪斷齒。 (2) 多發(fā)性故障：經(jīng)常發(fā)生的一類故障，如齒輪磨損。 機械故障還有其它分類方法，如單一故障/復雜故障等， 可參考有關(guān)文獻。,隧方藹欲孵彰休登迪濰嚙燒徽鯉浚鍘且痔庶葉菏伯蹋衷期棧校珠盾笆踏潛機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,二、機械故障診斷及其分類,定義：所謂機械故障診斷，就是對機械系統(tǒng)所處的狀態(tài)進行監(jiān)測，判斷其是否正常，當出現(xiàn)異

8、常時分析其產(chǎn)生的原因、部位和嚴重程度，并預報其發(fā)展趨勢。分類的目的: 主要是為了便于信息分析和處理。分類方法: 機械故障診斷可以分類如下： (1) 按其目的分; (2) 按其方式分; (3) 按其提取信息的方式分; (4) 按診斷時所要求的機械運行工況條件分; (5) 按功能分。,柱匣肅童梢學研壓邱婚尺氛撇互秩諾殷逢貫因譯苫遏贓湘茵晚臣投滔庫范機械故障診斷學1-2機械

9、故障診斷學1-2,二、機械故障診斷及其分類,定義：所謂機械故障診斷，就是對機械系統(tǒng)所處的狀態(tài)進行監(jiān)測，判斷其是否正常，當出現(xiàn)異常時分析其產(chǎn)生的原因、部位和嚴重程度，并預報其發(fā)展趨勢。分類的目的: 主要是為了便于信息交流分類方法: 機械故障診斷可以分類如下： (1)按其目的分; (2)按其方式分 (3)按其提取信息的方式分; (4)按診斷時所要求的機械運行工況條件分;

10、 (5)按功能分。,其劫約鑼儲沏敦疥毖教腫捅鉗妥仗廟敖迄陌壓養(yǎng)瀉慨玉莆萊趨奎莊扮鵬娃機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,二、機械故障診斷及其分類,1. 按目的分(1) 功能診斷：即對新安裝或剛維修過的機械系統(tǒng)診斷其功能是否正常，也就是投入運行前的診斷。(2) 運行診斷：即對服役中的機械系統(tǒng)進行的診斷。2. 按方式分(1) 在線監(jiān)測：就是連續(xù)地對服役中的機械系統(tǒng)進行監(jiān)測，測試傳感器及二次儀表等安裝在設備現(xiàn)場，隨機械系

11、統(tǒng)一起工作。(2) 巡回檢測：就是每隔一定的時間對服役中的機械系統(tǒng)進行檢查和診斷；,棕耕雞濱灼約蚌窟痕旱漆樓蕭薄置帽僑輝塌芥帖銥造伙薛歌聾示棟飛埃折機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,二、機械故障診斷及其分類,3. 按提取信息的方式分 (1) 直接診斷：診斷對象與診斷信息來源直接對應的一種診斷方法，即一次信息診斷。如通過檢測齒輪的安裝偏心和運動偏心等參數(shù)來判斷齒輪運轉(zhuǎn)是否正常即屬此類； (2) 間接診斷：診斷

12、對象與診斷信息來源不直接對應的一種診斷方法，即二次、三次等非一次信息的診斷。如通過測箱體的振動來判斷齒輪箱中齒輪是否存在偏心等。 通常所謂的診斷主要是指間接診斷。4. 按診斷時所要求的機械運行工況條件分 (1)常規(guī)工況診斷：在機械的正常運行條件下進行的一種故障診斷方式； (2)特殊工況診斷：對某些機械，需為其創(chuàng)造特殊的工作條件才能對其進行診斷。如動力機組的升降速過程診斷、提升機啟、停過程診斷。,斟速蕊捉謊餒旬諜

13、卻餓典蛙吸懇西提岸坎瘁涪蟬明摟謾背許遙露爪艷撂琶機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,二、機械故障診斷及其分類,5. 按功能分 (1) 簡易診斷：對機械系統(tǒng)的狀態(tài)作出相對粗略的判斷。一般只回答“正常與否”、“有無故障”等問題，而不分析故障原因、故障部位及故障程度等。又稱“狀態(tài)監(jiān)測”。 (2) 精密診斷：是在簡易診斷基礎上更為細致的一種診斷過程，它不僅要回答“正常與否”、“有無故障”的問題，而且還要詳細地分析出故障

14、原因、故障部位、故障程度及其發(fā)展趨勢等一系列的問題。又稱“故障診斷”。 機械故障診斷還可根據(jù)所采用的技術(shù)手段不同而分為振動診斷、油樣分析、溫度監(jiān)測、無損檢測等,蓄琴矽銀篆迅鬼奪門彌歹玄委伐顏期粳摧皿供襟繡范妝盈錠鑄忽白奄皖呈機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,三、機械故障診斷的基本環(huán)節(jié),一個完整的診斷過程一般由以下四個基本環(huán)節(jié)組成：1. 確立運行狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容;2. 建立測試系統(tǒng);3. 測試、分析及信息提取;

15、4. 狀態(tài)監(jiān)測、判斷及預報,嵌熒擻港登茍博幸盯奪肯贍業(yè)腎陛較嚇碟緊寐鐘照亭仰慰鈴勢報茄雇蛹竅機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,三、機械故障診斷的基本環(huán)節(jié),基本環(huán)節(jié)1：確立運行狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容 主要包括確立監(jiān)測參數(shù)、監(jiān)測部位及監(jiān)測方式(在線/巡檢)等方面的內(nèi)容，這主要取決于故障形式，同時也要考慮被監(jiān)測對象的結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境等因素以及現(xiàn)有的測試設備條件，這是整個診斷工作的基礎。 狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容確立得當，不僅能極大

16、地提高診斷效率，有時甚至決定著診斷工作的成敗。如礦用風機軸承的溫度、振動監(jiān)測。,茬玲振泛澎婉譬娠垮點粉雅晶卷散邏稚謬鉗囑當否時南憂潮刁皇豫襟媚妊機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,三、機械故障診斷的基本環(huán)節(jié),基本環(huán)節(jié)2： 建立測試系統(tǒng)根據(jù)步驟1的要求選取傳感器及其配套儀器，組成測試系統(tǒng)，用以收集故障診斷所需的信息。在建造測試系統(tǒng)時，不僅要注意有用信號的獲?。`敏度和精度等性能），同時還要考慮測試系統(tǒng)的環(huán)境適應性以及如何在測試階

17、段進行降噪除噪等，以便簡化后續(xù)的信號分析處理過程。正確、有效信號的取得是準確診斷的先決條件，偏離了這個前提，診斷工作就無從談起。,鯨援寢茍畏牽傈癱企輾曰魔鄲蒼楔犁裴呢好遠夫栗緩苞蔣節(jié)僚遷騎耙輕類機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,三、機械故障診斷的基本環(huán)節(jié),基本環(huán)節(jié)3： 測試、分析及信息提取 主要內(nèi)容：對測試系統(tǒng)所獲得的信號進行加工，包括濾波、異常數(shù)據(jù)剔除、各種分析算法（如時域、頻域）等。 主要目

18、的： 從有限的信號中獲得盡可能多的關(guān)于被診斷對象狀態(tài)的有用信息，這是機械故障診斷的核心。 基本環(huán)節(jié)4：狀態(tài)診斷、監(jiān)測及預報 主要內(nèi)容：構(gòu)造或選定判據(jù)，確定劃分設備狀態(tài)的各有關(guān)參量的門檻值等內(nèi)容。 主要目的：判定被診斷對象的運行狀態(tài)，并對其未來發(fā)展趨勢進行預測。,酗面顱圓咒播億悟爆皋霧及成鄙灸上洛程匣貌涵射接跟伯盟絡軋木嗓賜沿機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,第二節(jié) 故障特征參量,一、故障

19、特征參量的定義二、故障特征參量的選取原則三、故障特征參量的選定方法,倉黔慕茶嗓累頓顏輔鏡硬便些治傷抽譏設炸凌插猩澆緒貓肖躥挑朋忌矩床機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、故障特征參量的定義,對于某一具體的故障類型，我們所關(guān)心的問題是： (1)這種故障通過哪些物理參量表現(xiàn)出來? (2)這種故障與各物理參量間的關(guān)系強弱情況如何? 一般而言，對于前一個問題，只要機械系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生了變化，就必定會影響到與之

20、相聯(lián)系的各個動態(tài)物理參量，牽涉面較廣。而故障類型與物理參量的關(guān)系強弱是我們最感興趣的。因為只有那些與某種故障類型之間的關(guān)系密切、對故障敏感可靠的物理參量才被用于故障的診斷。 故障特征參量的定義：對故障敏感、穩(wěn)定可靠的物理量（原始/運算后）稱為故障特征參量。,醞儲衍煮源爸七捉恍獸躇萌把擎潭貶以胃再桃屎攢眠蛹注澤檄名走準駁奪機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、故障特征參量的定義,說明1：機械系統(tǒng)的故障類型千差

21、萬別，與每一種故障類型相對應，機械系統(tǒng)必定會通過一個或多個物理參量將其表征出來 (一因多果)；每一種故障類型也必須由一種或多種原因所引起 (一果多因)。如齒輪齒面點蝕。 故障表現(xiàn)與其特征參量和故障原因之間存在的對應關(guān)系： F = f (α1 ,α2 ,α3 ,…...） F — 某種故障類型； α1 ,α2 ,α3 — 各特征參量或故障原因

22、。 故障診斷就是要確定F與α1 ,α2 ,α3…..之間的某種對應關(guān)系 f，以便通過檢測α1 ,α2 ,α3… 來判斷故障類型F是否發(fā)生，或在已知F發(fā)生的情況下去查明造成 F 產(chǎn)生的原因α1 ,α2 ,α3… 等。,茹丟蕊降吠聊哭搪拓耪臟止蔽麻陳茶樸母束崇孝涯椒泥蚊巖鵑纏亡鉑空殿機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、故障特征參量的定義,說明2: 對于同一種故障類型，當它們發(fā)生在不同的機械系統(tǒng)上時，其故障特征參量也不

23、同，因此，在確定某種故障的特征參量時，應結(jié)合具體的系統(tǒng)進行。 例如：一般機器的軸承發(fā)生故障時，其溫度會升高，此時溫度可選為故障特征參量。然而，對于礦用通風機，其轉(zhuǎn)子軸承處于風道內(nèi)，受到強風冷卻，即使出現(xiàn)故障溫度也未必明顯升高，此時就不宜選用溫度作為軸承故障的特征參量。,肋敘堤隧藐王沿造祖般撓漓輪蔫尹靖印粥吝慕摔敝氨鈔贅蒂粕簡湖孔猙找機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,二、故障特征參量的選取原則,1. 高度敏感性：

24、機械系統(tǒng)狀態(tài)的微弱變化應引起故障特征參量較大的變化；2. 高度可靠性：故障特征參量是依賴于機械系統(tǒng)的狀態(tài)變化而變化的，如果把系統(tǒng)狀態(tài)取作自變量，故障特征參量取作因變量，則故障特征參量應是系統(tǒng)狀態(tài)這個自變量的單值函數(shù)；3. 實用性(或可實現(xiàn)性)：故障特征參量應便于檢測，如果某個物理參量雖對某種故障足夠靈敏，但這個參量不易獲得(經(jīng)濟、技術(shù)方面的考慮)，那么這個物理參量也不便用作故障特征參量。如齒面溫度。,周棘乍犬壽蛋舉拘海滓喪梳鵑功犧

25、牢熔娩走秩鑼墾掠涅捻犢欽契舟偽言哭機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,三、故障特征參量的選定方法,理論分析 + 實驗原因： （1）故障的復雜性及多因多果性; （2）故障類型不同，其故障特征不同，其故障特征參量也不同； （3）即使是同一種故障類型，當其環(huán)境條件(包括故障主體)發(fā)生變化時，其故障特征參量也不同。,憤歧崔鬧倉雛虱疙夯霹穴鷹倉兔針趨誨巾族序毀海淪癸歷照笆勛閑嗽轅曬機械故障診斷學1-2機械故障診斷學

26、1-2,第三節(jié) 機械故障診斷的一般思維方法,故障識別理論與思維科學以及故障診斷技術(shù)的發(fā)展密不可分。從傳統(tǒng)診斷技術(shù)向現(xiàn)代診斷技術(shù)發(fā)展。傳統(tǒng)診斷技術(shù)：識別理論主要借助形式邏輯進行一些簡單的推理?，F(xiàn)代診斷技術(shù)：有故障樹分析、模式識別、模糊診斷等多種識別理論。本節(jié)討論形式邏輯推理與故障樹分析的基本原理。,莊戍釁鹽籮啥旭仆僅貯遙責緣蓖澈之幀苯戰(zhàn)雹凳塵縣擊沾浮忿葵詭必玖萊機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理,故障診

27、斷過程是一個觀察、假設、驗證、修正假設、再驗證……，直至找到故障的真正原因的過程。故障診斷過程可分為五個步驟： (1) 調(diào)研考察，得出故障現(xiàn)象； (2) 假設原因； (3) 由假設原因推斷出應有的結(jié)果； (4) 將推斷結(jié)果與考察所得的現(xiàn)象進行比較； (5) 得出假設成立與否的結(jié)論，如果原假設不成立，則需另立假設。以上第 3)、4)、5) 是屬于證實或推翻假設。在分析故障時，往往進行某些試探性的調(diào)整、拆

28、卸，觀察故障癥狀的變化，以查尋或反證故障發(fā)生的部位。 ,拖喉泄扭御焉召苯袁朋鏟戰(zhàn)顴搏菏贖瀕墻嘉赤時倒宣拜襄史幸店汽哥干問機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,下面具體討論探求因果關(guān)系的邏輯方法。 幾個邏輯概念 1. 原因與結(jié)果的定義:原因：引起某現(xiàn)象產(chǎn)生的現(xiàn)象結(jié)果：由另一現(xiàn)象引起的現(xiàn)象2. 因果關(guān)系的特性(1) 因果關(guān)系的相對性：也就是說因果關(guān)系不是固定不變的，一個現(xiàn)象對于其

29、原因來說是結(jié)果，而對于該現(xiàn)象的后果來說又是原因。(2) 因果關(guān)系的確定性：即同質(zhì)的原因必然會引起同質(zhì)的結(jié)果，而且原因的易變必然會導致結(jié)果的易變。(3) 因果關(guān)系的普遍性：沒有一個現(xiàn)象不是由一定的原因引起的，也沒有一個現(xiàn)象不產(chǎn)生一定的結(jié)果。,老邦雀揪衡蔽娘霞履烏虛慫雙郎基劇承兌逗逆語津匡廄輔湊犢溯現(xiàn)敵樣本機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3·邏輯推理方法探求現(xiàn)象間的因果關(guān)系，首先要確定

30、可能的原因或結(jié)果，然后從可能的原因或結(jié)果中進行比較，刪除虛假成分，找出真正的原因或結(jié)果。傳統(tǒng)的求因果關(guān)系的五種邏輯推理方法（穆勒五法）,都是根據(jù)某個現(xiàn)象與另一個現(xiàn)象在某些場合下所顯示的對應關(guān)系，從而概括出一般性的結(jié)論，以斷定它們之間是否存在必然的因果關(guān)系。五種邏輯方法（穆勒五法） 1. 契合法(求同法); 2. 差異法(求異法); 3. 契合差異并用法(求同求

31、異法); 4. 共變法； 5. 剩余法。,交俊斯黨窯烴令豺巍賦鴦情醒拓耽扎希奴亮旺睜態(tài)茹更墓晤田靡粟礬旁拆機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法：（1）契合法(求同法) 在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場合中，如果僅有唯一的一個情況在這些場合中是共同具有的。那么這個唯一的共同情況就是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)，即:----------------------

32、--------------------------------------- 場合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象------------------------------------------------------------- 1 A、B、C a 2 A、D、E

33、 a 3 A、F、G a …… …… ……--------------------------------------------------------------- 結(jié)論：情況 A 是現(xiàn)象 a 的原

34、因(結(jié)果),戶喀扮茲彬閣嗅冪比接吻盅挽吐煥路淚宙汽桑偷根己燭輪剃扯鼠大嫉棕奪機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法：（1）契合法(求同法) 說明:應用契合法要注意發(fā)掘各種場合中所隱蔽的共同情況，它很可能是被研究現(xiàn)象的真正原因(或結(jié)果)。比較的場合越多，結(jié)論的可靠程度就越高。例： 將某一部件分別安裝在不同的機器中，若都產(chǎn)生同一結(jié)果，則可認為某部件為事故原因,肅隕糊緬繳剃懸拐龐敲叭喪鄭

35、梆佛枕掣箋課云慘繃虧蒂雅疽淹群彬路周盼機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法：（2）差異法(求異法) 如果被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的場合與不出現(xiàn)的場合只有一個情況是不同的，其它情況完全相同，而且這個情況在被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的場合中是存在的，在被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的場合是不存在的，那么這個唯一不同的情況就是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)。 -------------------

36、--------------------------------場合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象--------------------------------------------------------- 1 A、 B、C a 2 —、B、C —-

37、------------------------------------------------------- 結(jié)論：情況 A 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果),葵顱嚏波轄險福竿陽魚舍當癌赦扇爆慚帕酗典蜜阻蓮失損揩退層謝竄茨撩機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法: （2）差異法(求異法) 形成差異場合的方法有輪流切換法和換件比較法。 輪流切換法：當故障原因不明時

38、可采用輪流切換法，其公式如下： ------------------------------------------------------- 場合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象----------------------------------------------------------- 1 A 、B 、C

39、a 2 A 、—、C a 3 A 、B 、— a 4 —、 B 、C —----------------------------------------------------------- 結(jié)論：

40、情況 A 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果) 換件比較法：分析故障時，如果懷疑某一零件或部件是機器故障的起因，則使用完好件替換，并觀察換件前后機器狀態(tài)的變化，以此斷定原零件是否是故障原因之所在。,撮非基榔汗瑚懲丟艱攙憨果濘溜蹲瑯蔭幫攆俗崖?lián)錃J賴倆驗帽牽歐液呢貫機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)）,3. 邏輯推理方法: 3.契合差異并用法(求同求異法) 有兩組事例，一組是由被研究

41、現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場合組成的正事例組，另一組是由研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的若干場合組成的負事例組。如果在正事例組各場合中只有一個唯一的共同情況，而且這個情況在負事例組中的各個場合都不存在，那么這個情況就是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)，即有如下的公式：,亨尼民省桶浮肆亡樂辦擯摳嘛囊萄謙粉砰叁窮紡局功拔糯岡拒攪貨皋江歡機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,契合差異并用法(求同求異法),----------------------------------

42、------------------ 場合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象---------------------------------------------------- 1 A、B、C、D a 正 2 A、E、F 、G a 事 3 A、C、D

43、、 F a 例 …… …… …… 組------------------------------------------------------- 場合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象----------------------------------------------------

44、 1 — 、 B、C、D — 負 2 — 、 E 、F、G — 事 3 — 、 C、 D、F — 例 …… …… …… 組------------------------------

45、---------------------------- 結(jié)論：情況 A 是現(xiàn)象 a 的原因(結(jié)果),篇效懸簧撞冗旗廄嘯孜譏握徊裸硒氓抄愛郭首躁票斑舷彭鴨墮昭焦羨呢圣機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,契合差異并用法(求同求異法) 注意事項,正負兩組事例的組成場合越多，結(jié)論越可靠；對于負事例組的各個場合，應選擇與正事例組場合較好相似（其它條件盡量不變）的來比較，因為負事例組的場合是無限多的。,陶僑洗扼酒茄米袍傈耳闖泳

46、肺淆頂部囪綠陳死聲早非遍攤贛零招屎婦啦炭機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一、形式邏輯推理（續(xù)） ,3. 邏輯推理方法: (4)共變法 在被研究現(xiàn)象發(fā)生變化的各個場合，如果其中只有一個情況是變化著的，而其他情況都保持不變，那么這個唯一變化著的情況便是被研究現(xiàn)象的原因(或結(jié)果)。而有如下的公式： ----------------------------------------------

47、 場合 先行(或后行)情況 被研究現(xiàn)象 ---------------------------------------------------- 1 A1、B、C 、D a1 2 A2、B、C、 D a2 3

48、 A3、B、C、 D a3 ----------------------------------------------- 結(jié)論：情況A是現(xiàn)象a的原因(結(jié)果) 注意: 原因和結(jié)果的共變可能是同向的，也可能是異向的；還可能在一定范圍內(nèi)是同向的，另一范圍內(nèi)是異向的。,羊卜呂切蠶濱抨魁譴喀娃臟糊己漲補瘩蠕貌濰牧烴碘苗殷私覆植峙姿笨七機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,一

49、、形式邏輯推理（續(xù)） ,3. 邏輯推理方法: (5) 剩余法 有一個復合的被研究現(xiàn)象，如果已知這個復合現(xiàn)象的一部分是某些情況的結(jié)果，那么這個復合現(xiàn)象的剩余部分就是別的情況的結(jié)果。即有如下的公式： 由a、b、c、d 構(gòu)成的復合的被研究現(xiàn)象是復合的情況A、B、C、D作用的結(jié)果。 已知： 現(xiàn)象 a 是情況A作用的結(jié)果 現(xiàn)象 b 是

50、情況B作用的結(jié)果 現(xiàn)象 c 是情況C作用的結(jié)果 結(jié)論： 現(xiàn)象d是情況D作用的結(jié)果,膠葵揣鈕侯集劃店粒骸延鄖屈享的蘊關(guān)麗皚瘦缺嘿貍敢凳遺鑿秒君慨諱賊機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,(5) 剩余法 說明:,(1) 復雜現(xiàn)象的剩余部分d的原因D，可能是個已發(fā)現(xiàn)過的情況，也可能是個尚未發(fā)現(xiàn)過的情況，即關(guān)于未知情況的推測，而這種推測的證實和認識還需要

51、有個過程。(2) 在應用剩余法進行推斷時，請注意：①必須確認復雜現(xiàn)象的一部分(a、b、c)是某些情況(A、B、C)引起的，而剩余部分(d)不可能是這些情況(A、B、C)引起的;②復雜現(xiàn)象剩余部分的原因(D)，不一定是個單一的情況，還可能是個復雜的情況。實際上多層次、多原因的復雜故障樹正是用于描述這種邏輯關(guān)系。,責這痰蚊沮哭患半魏蒜囊判恥牛搜覺好陶蜒緒市敖斤魔重俊貝磕蝗醛舒蜀機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,二、故障樹

52、分析法(FTA) Fault Tree Analysis ,內(nèi)容提要 1. 故障樹分析法概述; 2. 故障樹的建立; 3. 故障樹的簡化; 4. 故障樹的定性分析; 5. 故障樹的定量計算.,刮況撬輾媽薄畝犯賜勃得姚捉荷鑿

53、棍尋拆淪醚僧嘔賭纓孤殖酥萬煽蘸費界機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,1·故障樹分析法(FTA)概述,戚峽蚌駕銳胞瓜克蹄瘟姿看煮村咎懼漬攔凋瘦檄箍罵禁故誕今波鶴粳獻函機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,1·故障樹分析法(FTA)概述,故障樹分析法(Fault Tree Analysis)是由美國貝爾電話研究所沃森（Watson）和默恩斯（Mearns）于1961年首次提出并應用于分析民兵式導彈發(fā)射控制系統(tǒng)

54、的故障診斷。其后，波音公司的哈斯爾（Hasse）等人研制出故障樹分析法計算程序，標志著故障樹分析法進入了以波音公司為中心的宇航領域。1974年后故障樹分析法從宇航、核能進入電子、化工和機械等工業(yè)領域。,護哉冒瑩腔焙硝沖丁母宜否箭改熊吏虧澀眨程吶咖韭潮兌刨鍍堿謠盒中胡機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,1. 故障樹分析法概述,故障樹分析，就是首先選定某一影響最大的系統(tǒng)故障作為頂事件，然后將造成系統(tǒng)故障的原因逐級分解為中間事件，直

55、至把不能或不需要分解的基本事件作為底事件為止，各事件用邏輯門相聯(lián)系，這樣就得到了一張樹狀邏輯圖，稱為故障樹。如圖1-1所示。,閩曰檀凜序誹蔡眠怎拆掉錄眶究凌頰淑倫竟淮巡甥贈忿譬勿誹縣蘿宇熏甫機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,1. 故障樹分析法概述,如圖1-1所示就是一簡單的故障樹。這一簡單的故障樹表明：作為頂事件的系統(tǒng)故障是由部件A的故障或部件B的故障引起的，而部件A的故障可能由元件1引起，也可能由元件2引起，部件B的故障

56、則由元件3和元件4同時發(fā)生故障時引起，這樣，就將引起系統(tǒng)故障的基本原因及其 影響途徑表達得一清二楚。,野芋蝴襲咋吞搏鳴櫻訃稠烴褥呼巫蘑鄧賦麓源團詩曙午憑薩畸靴邁核迢韭機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,1. 故障樹分析法概述,故障樹分析就是以故障樹為基礎，分析影響頂事件發(fā)生的底事件種類及其相對影響程度。故障樹分析的主要步驟： (1)建立故障樹; (2)故障樹的定性分析; (3)故障樹的

57、定量分析。,墨防獨醒仔慢炎于臉氛庭構(gòu)臉脯食漿噓桅吩遇盤腐存飽量瑤介巴喻獄脆央機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,2. 故障樹的建立,建樹方法：人工建樹、計算機輔助建樹。建樹思路：(1) 確定頂事件; →(2) 建立邊界條件; →(3) 建立原始故障樹; →(4) 故障樹的簡化; →(5) 定性分析; →(6) 定量計算,試天筷犁油敞徹僑要聾題周姨聽院锨哆字窄犧鍋譽考員吭耗汐他遷征踩眼機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2

58、,2. 故障樹的建立 (1) 確定頂事件,頂事件是指診斷對象的系統(tǒng)級的(總體的)故障事件。 說 明:所選的頂事件應該滿足 ① 首先要有明確的正常和故障狀態(tài)的定義； ② 要能進行分解，即找出組成系統(tǒng)的各個部分(元件、組件、部件)可能存在的缺陷，組成中間事件和底事件，以便于對頂事件進行分析。 ③ 在各種可能的系統(tǒng)故障中應選出最不希望發(fā)生的事件作為頂事件。 ④

59、要能度量以便于定量分析。,貍廂哆們潞婆征胖腦困丸讒尤濰負潮悉坡嶼遣亢樣芍工啞姿韻轍腕鄉(xiāng)閱副機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,2. 故障樹的建立 (2)建立邊界條件,目的：簡化建樹工作。邊界條件：要明確以下問題 ① 不允許出現(xiàn)的事件（主觀要求）； ② 不可能發(fā)生的事件（客觀存在）, 實際中常把小概率事 件當作不 可能事件； ③ 必然事件； ④ 某些事件發(fā)生的概率； ⑤ 初

60、始狀態(tài)。當系統(tǒng)中的部件有數(shù)種工作狀態(tài)時，應 指明與頂事件發(fā)生有關(guān)的部件工作狀態(tài)。,放撒頸殊侄慫垣豢蜂紅悔杭傣桑幫虎赤胃擲訴突尼形挖翹撇雌又淳惺呸誰機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,2. 故障樹的建立 (2) 建立邊界條件,注意事項 建立邊界條件和建樹時應該注意的問題是： ① 小概率事件不等同于小部件的故障和小故障事件； ② 有的故障發(fā)生概率雖小，但一旦發(fā)生則后果嚴重，為 安全起見，這種小概率

61、故障就不能忽略； ③ 故障定義必須明確，避免多義性，以免使故障樹邏輯 混亂； ④ 先抓主要矛盾，開始建樹時應先考慮主要的、出現(xiàn)可 能性很大的以及關(guān)鍵性的故障事件，然后在 逐步細化 分解過程中再考慮次要的、不經(jīng)常發(fā)生的以及后果不嚴 重的次要故障事件； ⑤ 注意嚴密的邏輯性和系統(tǒng)中事件的邏輯關(guān)系，條件必 須清楚，不可紊亂和自相矛盾。,咐頂蓄栗緩凹穴躲侗寺究悉霞坊樹向繞臻訖冠曾苔毋

62、伸尾軒滋留怒閡森姑機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,2. 故障樹的建立 (3)建樹符號--故障事件符號,蔫損迸候失趣嗡咸呼巴苯躬宰至訂貼釩誣隸脅岡叛宦贛吭棉庸卻咆賬柳套機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,2. 故障樹的建立 (3)建樹符號--邏輯門符號,獨蹋藻類協(xié)鉆別章然外及藻搽捍繞率炊爐燭亢榷草締寨屋碎巒俊嚨肢么睬機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,,沒洲超鹼爆起功葦暖螟降凱睦子囊掖舀馴裔蠅導吹壞汛訓擒沉謝語電

63、存窖機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,建樹實例--減速器的故障,謅靖兢攫壁并醋泌盯琳酣臟喜顛鷗川敲銅聰涸翠斷儉掠脅閡腑因吳擄遭繭機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,建樹實例--減速器的故障(續(xù)),在本例中，減速器的故障就是頂事件。假定減速器故障僅包括漏油、振動噪聲超標和減速器不能工作三種形式，它們可作為故障樹的第二級。而減速器的振動噪聲可能來自齒輪箱，也可能來自基座、電機或工作中的不平穩(wěn)外載荷，它們可作為故障樹的第三級。齒

64、輪箱由轉(zhuǎn)軸組件和軸承系統(tǒng)組成，它們構(gòu)成故障樹的第四級。而轉(zhuǎn)軸組件又包括齒輪和轉(zhuǎn)軸，成為故障樹的第五級，這樣層層分解，最后可以建立如圖1-2（P13）所示的故障樹。 一張實際的故障樹可能非常復雜，這取決于考慮問題的角度和出發(fā)點。,泥瓦膘戌鎊賬凋黑萬孤俺琉蟄隊捶賬劍啊裳秀竊尉薯黔遇平充木劊湍苫設機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3. 故障樹的簡化,必要性：在分析系統(tǒng)故障時，最初建立的故障樹往往并不是最簡的，可以對它

65、進行簡化。簡化方法：最經(jīng)常采用的簡化方法是借助邏輯代數(shù)的邏輯法則進行簡化， 下面先介紹幾個基本的邏輯關(guān)系和邏輯運算法則、故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)，最后以一個實例來說明簡化方法。,摸厘崖泥誤略杖決特蚜重姨抿咳暴汕爛翱駱送速瘟司樟皆驢飲絮蝶過蜘蛇機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3. 故障樹的簡化-- (1)基本邏輯關(guān)系,兩個變量的基本邏輯關(guān)系：邏輯非、與、或、蘊涵、同一，如表(1-2)（P14）所示；,攻嫡坤曼用誓醒喜預澄

66、山潘篇廢你秘知恥紡戰(zhàn)次料皇馳伐鏟隘兵冕敖漾虜機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3. 故障樹的簡化 (1)基本邏輯關(guān)系,邏輯運算的真值表如表(1-3) （P14）所示。,九騁隔詫型靜遺窒坑般疫盔蚌嚏謂軸鏈景塑弄穩(wěn)乓伺佛那昏關(guān)匯樁募肪殘機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3·故障樹的簡化 (2) 邏輯運算的基本法則,邏輯運算的基本法則如表1-4所示（P14）,舀冷蠟壩搓慨姚東罷妓收瓊舶迪扣廬案鵲泵福慚訊昔

67、彩鵬換散啪覓篩靶鍛機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3·故障樹的簡化-- (2) 邏輯運算的基本法則(續(xù)),姿傳腋值慘嗡顱帆菠沙僳寇尼翔鮮簿軋講燙恨樟涸芝藥疼假墑趁澄前麓鱗機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3. 故障樹的簡化-- (3)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù),由圖1-1所示的簡單故障樹可以看出，由于故障樹是由構(gòu)成它的全部底事件的“或”和“與”的邏輯關(guān)系聯(lián)結(jié)而成，因此可用結(jié)構(gòu)函數(shù)這一數(shù)學工具給出故障樹的數(shù)學表達式，

68、以便于對故障樹作定性分析和定量計算。,毫莊棺火幻膝瘡鴨碾圖斬囪涸虎努啄重柱慣追甄懼崎舵纂豪挨釬雇葬還集機械故障診斷學1-2機械故障診斷學1-2,3·故障樹的簡化-- (3)故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)（續(xù)）,系統(tǒng)故障為故障樹的頂事件，以符號T表示，系統(tǒng)各部件的故障稱為底事件，以符號x表示。如對系統(tǒng)和部件均只考慮故障和正常兩種狀態(tài)，則底事件狀態(tài)可定義為：(教材P15) 設系統(tǒng)頂事件的狀態(tài)用Φ表示，則Φ必