机械状态监测与故障诊断制浆造纸

1.机械状态监测与故障诊断产生的背景和意义：①定期预防维修的缺陷②庞大而复杂的生产体系使维护费用大幅度增加③人身安全、环境污染④高新尖端技术项目的迫切需要⑤理论和技术的支持a.电子计算机和电子技术迅速发展b.快速傅里叶变换(FFT)和算法语言的出现c.机械设备和零件的可靠性研究，机械零件损坏机理的研究等2.推广机械监诊技术应用的意义：①预防事故，保证人身和设备的安全②推动设备维修制度的改革③提高经济效益④改进装备的设计3.造纸机械状态监测与故障诊断学：研究识别制浆造纸机械系统（机器或机组）运行状态及七动态变化规律的科学。它包括造纸机械运行状态的监测、状态性质的判断和运行状态变化发展趋势的预测（即状态监测、识别判断和未来预测）三个方面4.故障诊断基本方法：①按故障诊断方法难易程度：简易诊断法和精密诊断方法②按故障诊断测试手段：直接观察法、振动噪声测定法、磨损残余物测定法、机器性能参数测定法和无损监测法③按状态监测获取信息的方法：直接诊断法和间接诊断法④按诊断原理方法：频域诊断法、时域分析法、统计分析法、信息理论分析法、模式识别法、小波理论法、非线性系统理论和其它人工智能方法5.简易诊断法和精密诊断法区别比较：简易诊断法：相当于人的初级健康诊断，一般由现场作业人员实施，能对机械设备的状态迅速有效地做出概括性的评价。主要用便携式的简易诊断仪器，如测振仪、声级计、工业内窥镜、红外点测温仪对设备进行人工巡回监测，根据设定的标准或人的经验分析，了解设备是否处于正常状态。若发现异常，则通过监测数据进一步了解其发展的趋势。简易诊断法主要解决制浆造纸机械状态监测和一般的趋势预报问题。精密诊断法：指对已产生异常状态的原因采用精密诊断仪器和各种分析手段（包括计算机辅助分析方法、诊断专家系统等）进行综合分析，以期了解故障的类型、程度、部位和产生的原因及故障发展的趋势等问题。由此可见，精密诊断法主要解决的问题是分析故障原因和准确地确定发展趋势。6.造纸机状态监测部位的主要分布：运行性能（浆料流送监视、网部监视、压榨部监视、硬压光机监视、施胶压榨部监视、纸张性能监视、信号和频谱工具）和运行状态。7.信号：系统的输入和它对这些输入的响应（输出）。信号是信息的载体8.信号处理：是对信号经过适当的加工处理和转换，得到对状态监测与故障诊断有用的特征信号的过程。9.确定性信号：指可用数学关系是描述的信号10.非确定性信号：指不能用确切的数学关系式描述的信号，也无法预知其将来的幅值，又称随机信号11.（非）平稳随机信号：如果一个随机信号的概率分布规律与统计特性不随时间的推移而变化12.传感器：将被采集的特征参数中各种物理量拾取的同时，将其转换为对应的、成线性比例关系的电压、电流等可测、可传输、可变换处理的物理量的机电转换装置（媒介元件）。13.传感器种类：①工作原理：电感、电阻、电容、电涡流、压电、光电、热电以及霍尔效应②被测量对象分为力、位移、温度、噪声、应变或其组合如阻抗头等③被测量的物体运动状态分为直线运行、旋转运动及相应的接触式或非接触式等类型④被测量物体的工作状态分为一般工作环境及特殊工作环境如超高压、超高温、超低压、超低温、强磁场、放射性。14.传感器主要评价指标：动态范围、灵敏度、动态特性、稳定性15.信号处理（数据处理技术）：用来从传感器输出的信号中以最大限度地抑制或消除噪声，突出或提取有用信息，分理处所需的特征参数曲线。16.信号处理分类：①安倍处理信号源物理特征划分②按分析域划分：时域t、时延域、幅值域、计数域、频域f、转速域、转角域、倒频域③按任务划分：预处理、二次处理、最终处理④按处理方式划分：在线处理、离线处理⑤按分析手段划分：模拟式分析、数字式划分17.监测与诊断系统的工作过程与步骤：选定敏感参数、信号采集、状态参数识别、决断决策及其输出18.时域：一个或多个信号的取值大小、相互关系等特征，可定义为很多不同的时间函数或参数，这些时间函数或参数的集合成为时域。19.时域分析：对这样的函数或参数集合计算处理并进行分析。20.均值：描述信号的稳定分量21.均方值、均方根植：描述信号的能量22.方差、标准差：描述信号的波动分量23.歪度：反映信号中大幅值成分的影响24.峭度：反映信号中大幅值成分的影响25.自相关函数：指用以描述信号自身的相似程度26.互相关函数：指用以描述两个信号之间的相似程度或相关性27.峰值：在局部范围内为极大值（对应于正峰值）或极小值（对应于负峰值）28.幅值：各种周期或非周期信号可表示为无穷多个正弦信号分量之和29.有效值：专用于描述正弦信号的均方根植，其大小为正弦信号幅值的1/√230.频域：指将周期信号展开为傅里叶级数，研究其中每个正弦谐波信号的幅值和相位等。对于非周期信号或各态历经随机信号进行傅里叶变换，变换后的信号是频率的函数，这些频率的函数的集合成为频域。31.频域分析：指计算这些傅里叶级数或频率函数并进行分析32.采样定理：一个在频率fm以上部分无频率分量存在的有限带宽信号，可以由它在小于或等于1/2fm的均匀时间间隔△t上的取值唯一地确定。△t≤1/2fm33.量化：在幅值取值上进行离散化，以最终满足数字信号处理的要求。经过采样和量化的模拟信号就变成了取值有限的数字序列，即完成了A/D转换。34.互相关函数的主要用途：确定信号通过某一给定系统所需的时间；管路裂损定位；信号传递通道的确定；监测隐藏在外界随机噪声中的确定性信号35.振动分析主要内容：①振动频谱中存在哪些频谱分量？②每条频谱分量的幅值多大？③这些频谱分量彼此之间存在什么关系？④如果存在明显高幅值的频谱分量，它准确的来源？它与机器的零部件对应关系如何？⑤如果能测量相位，应该检查：相位是否稳定？各测点信号之间的相位关系如何？36.振动故障诊断的程序：了解诊断对象；确定诊断方案；振动测量与信号分析；实时状态判别；诊断决策；检查验证。37.临界转速：当转子转速达到横向振动的一阶段频率时将发生一阶共振，这时的转速成为（一阶）临界转速38.刚性转子系统：工作转速在（一阶）临界转速以下的转子系统。工作频率小于100Hz的系统均属刚性转子系统。39.柔性转子系统：工作转速在（一阶）临界转速以上的转子系统40.同步振动（强迫振动）：刚性转子系统中一般采用滚动轴承，其故障激励大多与转速同步（即激励频率等于工作频率）。41.按振动频率分类：基频振动；倍频振动；频率为基频的整分数的振动；超低频振动；超高频振动42.统计分析法：①绝对标准：将测量的数据或统计量直接与标准阀值相比较，以判断设备所处的状态②相对标准：以正常状态的测定值为初值，以当前实际测定的值达到初值的倍数为阀值来判断设备所处的状态③类比标准：对同规格、同运行工况的若干台设备，采用量化值的比较，以判断设备所处的状态。优先顺序：绝对标准＞相对标准＞类比标准43.滚动轴承的振动机理：①轴承钢度变化引起的振动：产生分数谐波振动②由滚动轴承的运动副引起的振动：产生交变的激振力。主要频率成分为滚动轴承的特征频率。诊断依据：滚动轴承的特征频率（即接触激发的基频），完全可以根据轴承元件之间滚动接触的速度关系建立的方程求得。用它计算的特征频率值往往十分接近测量数值，所以在诊断前总是先算出这些值，作为诊断的依据。44.轴承损坏的阶段性：第一阶段：轴承状况良好，频谱中只有转速频率，幅值正常，没有温度和噪声异常。第二阶段：频谱中除出现转速频率外，在高频区出现轴承内外圈、滚珠或者保持架的自然频率，并可能伴有转速频率的旁波。在此阶段，轴承温度和噪声只有稍许变化，轴承的损坏凭肉眼尚不能识别。第三阶段：轴承速度频谱低频段中出现损坏特征频率。损坏特征频率可能会带有转速边带簇。随着损坏程度的加剧，特征频率可能出现频谱，说明滚道出现了磨损或者多个滚动体出现了损坏。在此阶段，轴承噪声会有较明显的变化，轴承座温度也会有所变化。再次增加轴承的润滑量，可能会减少轴承的振动并降低轴承的温升，但不能持久，一般在一天之内就可能回升，而且过分的润滑甚至会加速轴承的损坏。第四阶段：轴承的转速倍频振幅明显升高，轴承损坏特征频率出现转速边带簇，有明显的噪声，轴承座温升明显。此阶段后期，轴承的损坏频率会消失，代之以高的从低频段一直到高频段的背景能量。此阶段的轴承已完全损坏，不可继续使用。45.逻辑诊断：是根据机器的特征和机器的状态之间的逻辑联系进行诊断的。46.顶事件：最不希望发生的事件（系统故障事件）。47.底事件（初始事件）：无需再深究的事件（形成系统故障的基本事件）。48.中间事件：介于顶事件和底事件之间的一切事件。49.故障树：用相应符号代表代表一个发展变化的系统体系中的这些事件，再用适当的逻辑门把顶事件、中间事件和底事件联结形成树形图，这样的图形成为故障树。50.故障树分析法：FTA。以故障树为工具，分析系统发生故障的各种途径计算各个可靠性特征量，对系统的可靠性或安全性进行评价的方法。51.故障树分析法的优点：a直观形象b灵活、多用途c多目标、可计算。52.监诊系统分类：a按监测范围分：用于整个工厂或整个车间的监测与诊断系统；用于关键设备；用于重要零件。b按采用的诊断方法和技术分：简易诊断系统；精密诊断系统；专家诊断系统。C按工作方式划分：连续监测与诊断系统；定期~。53.检测系统基本构成：数据采集；监测、分析与诊断；结果输出及报警；数据传输与通信。54.润滑油系的监测与诊断原理：通过各种现代化方法对磨粒的成分、数量、形态、尺寸和颜色等进行精密的观察和分析，能比较准确的判断故障的程度、部位、类型和原因。55.温度测量基本原理：一切互为热平衡的物体都具有相同的温度。温度是物体分子运动平均动能大小的标志，即温度高的物体，分子平均动能大，温度低的物体分子平均动能小。56.温度测量方法：接触法；非接触法（红外）。