第一節(jié) 設(shè)備故障概述
一、故障及其分類
（一）故障的概念：故障就是設(shè)備因?yàn)槟撤N原因喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。
1、設(shè)備包括元件、零件、部件、產(chǎn)品或者系統(tǒng)；
2、喪失規(guī)定功能，比破壞的含義要廣泛得多。
（二）故障的分類
1、按照故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程分類，分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障；
（1）突發(fā)性故障，故障發(fā)生之前沒(méi)有明顯的可以察覺的征兆，這種故障發(fā)生比較突然，因此具有較大的破壞性；
（2）漸發(fā)性故障，是由于設(shè)備中某些零件的技術(shù)指標(biāo)不斷惡化，最終超出允許的范圍或者允許的極限而引發(fā)的故障。漸發(fā)性故障一般和磨損、腐蝕、疲勞等等因素密切相關(guān)。
2、按故障的性質(zhì)分類，分為自然故障和人為故障。
（1）自然故障是指在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)樽陨淼脑蛩斐傻墓收?，又分為正常自然故障和異常自然故障?BR> 由于正常工作中發(fā)生磨損、腐蝕這些原因引起的為正常自然故障。
由于設(shè)計(jì)不當(dāng)造成設(shè)備中存在的薄弱環(huán)節(jié)或者制造不當(dāng)造成設(shè)備中存在薄弱環(huán)節(jié)而引發(fā)的故障屬于異常自然故障。
（2）人為故障主要指的是操作使用不當(dāng)或意外原因造成。
二、引起故障的外因
可以歸結(jié)為三個(gè)方面，環(huán)境因素、人為因素和時(shí)間因素。
（一）環(huán)境因素
所謂環(huán)境因素，就是力、能量、溫度、濕度、振動(dòng)、污染物這些外界因素，使機(jī)件發(fā)生磨損、變形、裂紋、腐蝕等各種形式的損傷。
表9-1表示了由于機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、其他能量等環(huán)境因素引起的故障。
表9-1 環(huán)境影響及旨起的故障
環(huán)境因素 主要影響 典型故障
機(jī)械能 產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊、壓力、加速度、機(jī)械應(yīng)力等 機(jī)械強(qiáng)度降低、功能受影響、磨損加劇、過(guò)量變形、疲勞破壞、機(jī)件斷裂
熱能 產(chǎn)生熱老化、氧化、軟化、烙化、粘性變化、固化、脆化、熱脹冷縮及熱應(yīng)力等 電氣性能變化、潤(rùn)滑性能降低、機(jī)械應(yīng)力增加、磨損加劇、機(jī)械強(qiáng)度降低、腐蝕加速、熱疲勞破壞、密封性能破壞
化學(xué)能 產(chǎn)生受潮、干燥、脆化、腐蝕、電蝕、化學(xué)反應(yīng)及污染等 功能受影響、電氣性能下降、機(jī)械性能降低、保護(hù)層損壞、表面變質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)加劇、機(jī)件斷裂
其他能量 產(chǎn)生脆化、加熱、蛻化、電離及磁化 表面變質(zhì)、材料褪色、熱老化、氧化、材料的物理、化學(xué)、電氣性能發(fā)生變化
（二）人為因素
設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、使用和維修過(guò)程中，始終都包含著人為因素的作用，特別是早期故障的發(fā)生，大部分可以歸結(jié)于人為因素。這里包括：
1.設(shè)計(jì)不良。
2.質(zhì)量偏差。
3.使用不當(dāng)。
這三項(xiàng)人為因素中，對(duì)故障率影響的是使用不當(dāng)。
（三）時(shí)間因素
環(huán)境因素、人為因素是促使設(shè)備發(fā)生故障的誘因，在考慮環(huán)境因素和人為因素時(shí)需將時(shí)間因素考慮在內(nèi)。
常見的磨損、變形、裂紋、腐蝕這些故障的機(jī)理都與時(shí)間有著密切的關(guān)系，所以時(shí)間也是形成故障的主要外因之一，在設(shè)備的故障中，除了意外的突發(fā)性故障以外，大多數(shù)都屬于漸發(fā)性故障，而且，也只有這類漸發(fā)性故障，才為故障診斷提供了可能。
三、描述故障的特征參量
描述故障的特征參量分成為兩大類，第一是直接特征參量，第二是間接特征參量。
（一）直接特征參量
1、設(shè)備或部件的輸出參數(shù)：設(shè)備的輸出與輸入的關(guān)系以及輸出變量之間的關(guān)系都可以反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
2、設(shè)備零部件的損傷量：變形量、磨損量、裂紋以及腐蝕情況等都是判斷設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的特征參量。
（二）間接特征參量
即二次效應(yīng)參數(shù)，主要是設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲、溫升以及電參數(shù)的變化等等，利用間接特征參量進(jìn)行故障診斷
1、優(yōu)點(diǎn)：
（1）可以在設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候檢測(cè)，而不需停止；
（2）一般無(wú)需拆卸。
2、缺點(diǎn)：間接特征參量和故障之間的關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
【例題1•單選題】以設(shè)備或部件輸出參數(shù)作為故障特征參數(shù)（）（2005）
A.一般難以發(fā)現(xiàn)早期故障
B.不但能查出有無(wú)故障還能查明故障原因
C.可以判斷出故障的形式
D.可以判斷出故障的部位
答案： A
【例題2•單選題】通過(guò)對(duì)（ ）的監(jiān)測(cè)，不僅可以判斷故障的存在，還可以判斷故障的發(fā)展趨勢(shì)。（2006）
A.設(shè)備輸出變量變化
B.設(shè)備零、部件損傷量
C.設(shè)備輸入、輸出關(guān)系變化
D.設(shè)備兩個(gè)輸出變量間關(guān)系變化
答案：B
【例題3•單選題】下列描述設(shè)備故障的特征參量中，（ ）為設(shè)備的輸出參數(shù)。（）
A.設(shè)備運(yùn)行中的輸入、輸出關(guān)系
B.設(shè)備零部件的損傷量
C.設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)
D.設(shè)備運(yùn)行中的聲音
答案：A
一、故障及其分類
（一）故障的概念：故障就是設(shè)備因?yàn)槟撤N原因喪失規(guī)定功能的現(xiàn)象。
1、設(shè)備包括元件、零件、部件、產(chǎn)品或者系統(tǒng)；
2、喪失規(guī)定功能，比破壞的含義要廣泛得多。
（二）故障的分類
1、按照故障發(fā)生、發(fā)展的進(jìn)程分類，分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障；
（1）突發(fā)性故障，故障發(fā)生之前沒(méi)有明顯的可以察覺的征兆，這種故障發(fā)生比較突然，因此具有較大的破壞性；
（2）漸發(fā)性故障，是由于設(shè)備中某些零件的技術(shù)指標(biāo)不斷惡化，最終超出允許的范圍或者允許的極限而引發(fā)的故障。漸發(fā)性故障一般和磨損、腐蝕、疲勞等等因素密切相關(guān)。
2、按故障的性質(zhì)分類，分為自然故障和人為故障。
（1）自然故障是指在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)樽陨淼脑蛩斐傻墓收?，又分為正常自然故障和異常自然故障?BR> 由于正常工作中發(fā)生磨損、腐蝕這些原因引起的為正常自然故障。
由于設(shè)計(jì)不當(dāng)造成設(shè)備中存在的薄弱環(huán)節(jié)或者制造不當(dāng)造成設(shè)備中存在薄弱環(huán)節(jié)而引發(fā)的故障屬于異常自然故障。
（2）人為故障主要指的是操作使用不當(dāng)或意外原因造成。
二、引起故障的外因
可以歸結(jié)為三個(gè)方面，環(huán)境因素、人為因素和時(shí)間因素。
（一）環(huán)境因素
所謂環(huán)境因素，就是力、能量、溫度、濕度、振動(dòng)、污染物這些外界因素，使機(jī)件發(fā)生磨損、變形、裂紋、腐蝕等各種形式的損傷。
表9-1表示了由于機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、其他能量等環(huán)境因素引起的故障。
表9-1 環(huán)境影響及旨起的故障
環(huán)境因素 主要影響 典型故障
機(jī)械能 產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊、壓力、加速度、機(jī)械應(yīng)力等 機(jī)械強(qiáng)度降低、功能受影響、磨損加劇、過(guò)量變形、疲勞破壞、機(jī)件斷裂
熱能 產(chǎn)生熱老化、氧化、軟化、烙化、粘性變化、固化、脆化、熱脹冷縮及熱應(yīng)力等 電氣性能變化、潤(rùn)滑性能降低、機(jī)械應(yīng)力增加、磨損加劇、機(jī)械強(qiáng)度降低、腐蝕加速、熱疲勞破壞、密封性能破壞
化學(xué)能 產(chǎn)生受潮、干燥、脆化、腐蝕、電蝕、化學(xué)反應(yīng)及污染等 功能受影響、電氣性能下降、機(jī)械性能降低、保護(hù)層損壞、表面變質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)加劇、機(jī)件斷裂
其他能量 產(chǎn)生脆化、加熱、蛻化、電離及磁化 表面變質(zhì)、材料褪色、熱老化、氧化、材料的物理、化學(xué)、電氣性能發(fā)生變化
（二）人為因素
設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、使用和維修過(guò)程中，始終都包含著人為因素的作用，特別是早期故障的發(fā)生，大部分可以歸結(jié)于人為因素。這里包括：
1.設(shè)計(jì)不良。
2.質(zhì)量偏差。
3.使用不當(dāng)。
這三項(xiàng)人為因素中，對(duì)故障率影響的是使用不當(dāng)。
（三）時(shí)間因素
環(huán)境因素、人為因素是促使設(shè)備發(fā)生故障的誘因，在考慮環(huán)境因素和人為因素時(shí)需將時(shí)間因素考慮在內(nèi)。
常見的磨損、變形、裂紋、腐蝕這些故障的機(jī)理都與時(shí)間有著密切的關(guān)系，所以時(shí)間也是形成故障的主要外因之一，在設(shè)備的故障中，除了意外的突發(fā)性故障以外，大多數(shù)都屬于漸發(fā)性故障，而且，也只有這類漸發(fā)性故障，才為故障診斷提供了可能。
三、描述故障的特征參量
描述故障的特征參量分成為兩大類，第一是直接特征參量，第二是間接特征參量。
（一）直接特征參量
1、設(shè)備或部件的輸出參數(shù)：設(shè)備的輸出與輸入的關(guān)系以及輸出變量之間的關(guān)系都可以反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
2、設(shè)備零部件的損傷量：變形量、磨損量、裂紋以及腐蝕情況等都是判斷設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的特征參量。
（二）間接特征參量
即二次效應(yīng)參數(shù)，主要是設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲、溫升以及電參數(shù)的變化等等，利用間接特征參量進(jìn)行故障診斷
1、優(yōu)點(diǎn)：
（1）可以在設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候檢測(cè)，而不需停止；
（2）一般無(wú)需拆卸。
2、缺點(diǎn)：間接特征參量和故障之間的關(guān)系，不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
【例題1•單選題】以設(shè)備或部件輸出參數(shù)作為故障特征參數(shù)（）（2005）
A.一般難以發(fā)現(xiàn)早期故障
B.不但能查出有無(wú)故障還能查明故障原因
C.可以判斷出故障的形式
D.可以判斷出故障的部位
答案： A
【例題2•單選題】通過(guò)對(duì)（ ）的監(jiān)測(cè)，不僅可以判斷故障的存在，還可以判斷故障的發(fā)展趨勢(shì)。（2006）
A.設(shè)備輸出變量變化
B.設(shè)備零、部件損傷量
C.設(shè)備輸入、輸出關(guān)系變化
D.設(shè)備兩個(gè)輸出變量間關(guān)系變化
答案：B
【例題3•單選題】下列描述設(shè)備故障的特征參量中，（ ）為設(shè)備的輸出參數(shù)。（）
A.設(shè)備運(yùn)行中的輸入、輸出關(guān)系
B.設(shè)備零部件的損傷量
C.設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)
D.設(shè)備運(yùn)行中的聲音
答案：A