机电设备故障诊断试题

机电设备故障诊断试题（10篇）

1.机电设备故障诊断试题 篇一

1.1传统的故障诊断方法

在对于我国传统的铁路信号联锁设备故障诊断的分析方法上，主要是就通过相关的维修人员，自身对于信号设备的维修的长期经验，从而在对其出现故障，进行诊断。进而提出处理故障的具体方法，在对于传统故障诊断方法上，主要是建立在一种维修经验之上，一般通常所使用的具体操作方法上，则主要是有优选、比较以及推理等方法。而通过相关的实践证明资料显示，我国传统的铁道信号联锁设备的故障诊断方式，是能够很好的解决一些执行表机故障以及监视控制机故障等相关的问题的。

1.2信号处理方法

在对于信号处理方法上，主要是通过建立一个良好有效的信号模型，而从对所反馈得到的信息，来进行幅值以及频率等特征上的分析以及处理，从而诊断出铁道信号联锁设备的故障问题，在对于信号处理的方法上，从本质上讲，就是在实际信号设备故障诊断当中，起到一个非常良好的适用以及有效性。不仅如此，该信号处理法的操作程序上，更是具有非常好的简便性，但是该种方法上，还是存在着一定程度上的缺陷问题的，则主要是体现在了过度依赖相关设施与设备的信号，并且，外界的环境是会在很大程度上影响其信号的。并且，该信号处理方法上，还是存在着较多的局限性的。

2铁道信号联锁设备的故障诊断技术的具体应用分析概述

2.1故障树分析方法

在对于故障树分析方法上，从本质上来讲，其实就是一种对所出现故障的成因来进行细致的分析的方法，其主要是通过将造成故障的各种事件，列成一个逻辑结构图，从而确定好整个设备出现故障的重要原因，以及故障成因可能的组合方式，以此有效的计算出，铁道信号联锁设备发生故障的概率，这样做的目的，也是为了能够咋最大限度上为后续的相关诊断工作，提供一个可靠良好的依据。

2.2建立故障诊断专家系统

故障诊断专家系统，在这其中主要是包括了专业知识数据库以及知识获取机构、推理机构等相关部门来进行组成的，对于推理机是立足于专业知识数据库，并在此基础之上，对所反馈回来的信息数据，在重新将其进行分析以及推理，由此，判断整个铁道信号联锁设备是否是处于问题故障的状态，而在此期间，对于已经设备已经发生的故障，还能够重新对其进行分析以及评价，在对于整个系统来讲，最重要也是最主要的就是真正的能够满足于故障有效诊断所对其提出的各种要求，只有这样，才能够真正的将故障进行合理有效的排除。

2.3诊断故障与控制容错概述

故障诊断，在整个铁道信号设备在日常运行过程当中，是占据着非常重要的地位的，不光日此，也是能够在最大限度上提升铁路运输系统自身的安全以及稳定性。而容错微机联锁控制系统，也是在整体的诊断故障当中，有着不可取代的重要地位，在合理的利用容若软件以及冗余系统，就能够在很大程度上，为整个铁路运输系统在实际的运行过程当中，打下了良好的安全、稳定保障。

2.4信号联锁系统的具体运用概述

将信号联锁系统，运用在铁路运输控制当中，是能够很好的对整个铁道信号联锁设备故障进行实时监视的，不仅如此，还能够有效的扩宽该设备故障的`监控范围，从而真正的提升对于铁道信号联锁设备故障的发现效率水平，做到及时发现及时处理。

3铁道信号联锁设备故障诊断未来的发展方向概述

在针对于铁道信号联锁设备故障诊断未来的发展方向上，主要是可以参考一下几点：

(1)相关的故障诊断专家，逐渐的步入成熟，在目前，我国的铁道信号联锁设备故障诊断的系统当中，还是存在着不同程度上的局限性，而深入的改善相关的故障诊断专家系统，就能够在最大限度上便于，后续的相关设备的故障处理的快速展开。

(2)多种诊断技术相互融合，取长补短，在对于此，由于目前我国在对于铁道信号联锁设备故障诊断的实际研究工程当中，一定要加强对于多种诊断技术充分融合的重视度，而这样做的目的也是为而来能够更加具有高效的对设备故障进行分析以及处理。

(3)远程故障诊断技术的实施应用。在未来的发展过程当中，一定要重视起运用视频图像监测技术，这样不仅能够有效的对整个铁道信号联锁设备进行实时动态的监控，也能够第一时间内发现设备远端的故障，并对其进行快速的处理。以此在最大限度上保障整个铁路行车的安全以及稳定性。

4结论

只要真正的加强对于铁道信号联锁设备的故障诊断分析的重视度，才能够在最大限度上确保我国铁路行车的安全以及稳定。

参考文献

[1]张志龙,牟明明,尹怀仙.铁道信号双机热备结构计算机测试方法研究[J].青岛大学学报(工程技术版),(03):101-103+113.

[2]钱艺.以企业需求为根本突出鲜明的职业性――对设置铁道信号函授专业的一点思考[J].市场周刊(管理探索),(S2):12-13.

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[4]渡边郁夫,邹振民.日本铁道信号技术系列介绍(二)――日本铁道数字ATC系统的开发[J].中国铁路,(01):46-49.

 

2.机电设备故障诊断试题 篇二

机电设备故障诊断技术是目前国内外一项发展迅速、备受欢迎的重要技术,是一门了解和掌握设备在使用过程中的工作状态,检测设备故障隐患,确定其整体和局部是否正常,早期发现设备的故障及其产生原因,并对故障发生部位、性质做出估计,能够预报故障发展趋势的技术。由于它可及时发现机器故障和预防设备恶性事故发生,从而避免人员伤亡、环境污染和造成巨大经济损失,还可为设备维修管理提供依据,具有保障生产正常运行、防止突发事故、节约维修成本等显著特点,在确保设备安全运行,提高产品品质和产量,节约维修费用,降低成本,在现代化大生产中发挥着重要作用,越来越受到人们普遍重视。

1发展历程及现状

现代化生产中机械设备的故障诊断技术越来越受到重视,人们投人大量精力进行研究,机电设备故障诊断技术取得了很大的进展:探索出一系列新的理论方法与技术应用于实际,增加了对设备故障判断的效率,奠定了对设备实施故障诊断分析与修复的坚实基础,产生了明显的经济效益和社会效益。

机电设备诊断技术最初来自军事上的需要,在第二次世界大战初期问世。当时能用仪表进行设备状态参数测定,相继又开发了快速、多功能自动监测仪器;20世纪60年代以来,随着航天工业的发展,可靠性理论的应用,使设备诊断技术迅速发展;70年代,随着微电子技术的发展,计算机技术、传感器技术的应用,机械设备故障诊断技术更加完善,主要用于航天、核电等部门;20世纪末已经在冶金矿山、交通运输、化工、发电、农业和机械制造等部门的机械设备上开始应用设备诊断技术,其发展日新月异,经济效益日益明显;进入新世纪,这一技术迅速渗透到国民经济各部门,应用已相当普及,设备故障诊断技术水平的提高,开始向智能化方向发展。

回顾历史,不难看出机械故障诊断技术的发展经历了3个阶段:诊断结果取决于领域专家的感官及专业知识和经验对诊断信息判断的初级阶段;以传感器、动态监测技术为手段,基于计算机信号处理的现代诊断技术;实现诊断系统智能化,向监测、诊断、管理和调度的集成化发展。

美国从1967年在美宇航局和海军研究所的倡导下,由企业和大学参加成立了机械故障诊断技术的研究组织,开展机械设备的故障机理,检测、诊断和预测等方面的研究。另外俄亥俄州立大学开展了根据振动的解析对轴承、齿轮、发动机及一般回转机械的诊断技术研究。相继锅炉、压力容器等静止机械的检测诊断中心,根据美国机械工程学会(ASME)的规定开展静止机械的故障诊断技术研究,制定了一系列规程标准。同时一些监测仪器设备公司也研制并生产各类型检测诊断仪器,如Atlanta公司开发的M600旋转机械在线监测装置在实际应用取得良好效果。日本、英国、德国、瑞典等国的机械设备故障诊断技术的研究工作也起步较早,并在某些方面处于领先地位。

我国机械设备故障诊断技术的研究工作起步较晚,但发展较快。西安交通大学对旋转机械故障诊断进行了研究。天津大学开展了轴承和齿轮的状态监测研究。华中理工大学和哈尔滨工业大学开展了汽车发动机和汽轮机状态监测和诊断系统。石化系统研究和应用红外诊断和声发射定位系统。机械部门继一汽、二汽之后洛阳轴承厂开发了轴承故障诊断系统;冶金部门继太钢、宝钢之后武钢进行离心鼓风机和透平压缩机的状态监测和故障诊断;中国矿业大学开发了KTD型旋转铁谱仪及计算机磨屑图像分析系统。北京科技大学对矿用汽车故障诊断有较深的研究探讨。此外,设备诊断仪器的开发取得较大进展,为设备诊断提供各类仪器。这些发展为我国设备状态监测和故障诊断技术的推广应用奠定了稳固的基础。

我国机械设备的维修制度正在经历由以运转时间为基础的定期维修制度向以机械技术状况为基础按需维修制度发展。正常运转设备可不停车,在发现故障征兆后及时停车,按诊断故障性质和部位有目的地进行检修。实现按需维修的前提,必须应用先进的设备故障诊断技术与手段,提高对设备运行的状态检测和故障诊断的准确性,以保证设备安全、稳定运行,增加机械设备正常运转时间,大幅度提高劳动生产率,产生巨大经济效益。

2常用的传统技术方法

机电设备故障诊断技术发展到今天,已形成了一门集数学、物理、化学、电子技术、计算机技术、通讯技术、信息处理、模式识别、基础与信息科学、系统科学和人工智能等多学科交叉的综合性技术。但传统的诊断技术仍然在大量地使用,主要包括:振动监测技术、噪声监测技术、红外测温技术以及射线扫描技术等。

1) 振动监测诊断技术

振动监测诊断技术是通过检测设备的振动参数及其特征来分析设备的状态和故障的方法。由于振动的广泛性、参数多维性、测振方法的无损性、在线性,决定了人们将机械设备振动监测诊断作为机械设备故障诊断的首选方法。机械运行过程中要产生振动,机械状态特征凝结在振动信息中。机械振动的测量参数有速度、加速度和位移,可根据机械设备频率来选择测量的参数和传感器。为了检测到足够数量,又能真实地反映机械状态的信号,要恰当地选择振动测量点。通常选择能够对机械振动状态作全面反映的机械振动敏感点,离机械诊断的核心部位最近的关键点和容易发生劣化现象的易损点,以保证机械振动信号测量的有效性。

通过各种振动传感器检测的设备状态信号经放大滤波处理后,送入A/D转换器,把模拟信号转换为数字信号,送入数据处理分析诊断装置进行时域分析、频域分析、时序模型分析、倒谱分析、共轭解调分析以及三维全息谱分析等分析处理后以振动位移随时间变化的曲线和频谱图形式输出,作为诊断的依据,以判定设备运行状态,并采取相应的措施。由于振动监测诊断技术能实时地、直观地、精确地表征机械动态特征及其变化过程,监测诊断方法简单实用,而被广泛应用。

2) 油液磨屑分析检测诊断技术

通过对油液磨屑粒形状态识别或观察油液介质的物理、化学成分的变化来判断机械运行状况。主要用于机械设备润滑系统和液压系统。油液中磨屑微粒来自磨损和污染,机械摩擦副的金属表面间不同磨损方式和磨损速度造成油液中微粒总量、尺寸分布和形态的差异,可以根据金属微粒的总量判断磨损所处阶段;根据尺寸分布判断磨损的程度;根据微粒形态判断磨损类型;根据化学成分判断磨损部位。油液分析方法如下所述。

利用各种元素受到一定能量激发时具有发射或吸收特定波长光的特性,当各类型光谱仪对油液发射光谱化学分析时就可检测到油液中各种物质在特定条件下发出具有特定波长的光确定其化学成分和含量,就可准确地判断设备的磨损部位和程度。其特点分析速度快,诊断方便、准确,适用于磨屑粒径小于10μm的磨损状态分析。

3) 红外测温诊断技术

通过对机械设备各部位的不同温度或温度变化来分析判断机械设备运行状态的方法。机械磨损、发动机排烟管堵塞、液压系统油液性能优劣、电器接点烧坏等常见故障都会造成相应部位温度升高,另外材料机械性能也与温度有关,机械故障的温度检测占有重要地位,占工业检测50%左右。对高速旋转机件采用一般传感器测温不能获得准确测量值,而红外测温仪具有显著优越性;可以远距离非接触式测温,具有信息处理、运算和判断功能,可精确地确定仪器工作环境温度状态与变化情况,如农业机械经常处于暴晒或风雨雪的露天作业,环境温度影响监测系统温度。因而可对测量数据进行修正与补偿,减少温度误差,提高测量准确度。测量数据存取使用方便,具有通用接口可与计算机通信,便于实现全系统监控,易于实现有关常数设定与更换如报警装置的设定于更换。通过测温判断机械状态的薄弱环节如磨损加剧、油液劣化及材料缺陷,以便采取相应措施,改善性能,保证机械正常运转以提高使用寿命。

4) 射线扫描技术

γ射线扫描是一项用于工艺设备过程故障检测诊断的新技术,其优点明显、应用范围广阔。基本原理是运用γ射线在物质中的衰减服从Lamber-Beer指数规律,结合工艺设备的特点对设备的扫描检测得到反映设备内介质密度变化关系的图谱,通过系统分析扫描图谱以确定设备故障,为故障修复提供依据。

3存在的问题

虽然机电设备故障诊断技术得到很大发展,但是至今为止尚未形成一套完整的理论体系和有效的诊断技术。绝大多数技术都是针对特定的故障、特定的设备来研究,目前设备故障诊断的研究都是根据故障的种类、特定的设备、特定的层次建立自己的机电设备故障诊断技术。这些理论和方法在实际中广泛应用的较少,即使在实际中得到应用,也没有一个完善的评价体系对其效果做出合理的评价。

此外,故障诊断准确性也是一个亟待解决的问题。提高故障诊断准确性的关键在于确定故障与特征(信号)间的因果关系,但这是一个比较复杂的问题。因为故障与特征间的关系可能是多元的,往往不能认为是一一对应关系。如机械制造、材质和安装运行维护上的差异可导致振动特征相差很大。振动响应的非线性,在多因素产生特征的叠加时,有用和无用信号混在一起,要用信号提纯、分解、融合等方法加以处理难免产生误差。有时故障可能是间歇性的,不一定连续出现,监测仪表的功能、质量和可靠性也影响诊断的准确性。故障诊断是依赖于人们认识和经验的学科,诊断从分析机械状态特征入手,但人们认识局限性以及对事物认识永无止境,机械及其组成零件的个体差异,使得通过特征来判断设备状态带有某些不确定性,特别是机械设备状态的正常与异常中间无明确界限,多为渐变性过渡的,一些设备状态处于边缘状态也使诊断人员做出定性的结论是困难的。

机电设备故障诊断技术是一个开放性课题,有必要建立一套完整的理论方法体系来指导机电设备故障诊断技术的研究。目前存在的具体问题有:模糊理论、神经网络、小波分析、智能方法等研究热点主要停留在理论研究上,实际应用较少;搭建的故障诊断操作平台繁琐且可操作性差,应用在实际生产中既不便操作,也不便管理;许多机电设备故障诊断技术主要注重故障的诊断而没有考虑设备故障的修复,为后面的修复工作带来不便;企业对设备故障诊断的重视不够,追求短期效益,成熟的诊断技术应用于生产实际的较少。

4发展趋势

随着传感器技术、数据处理技术、人工智能技术、无线通信技术等相关技术的发展,机电设备故障诊断技术的发展趋势是传感器的精密化、多维化,诊断理论、诊断模型的多元化,诊断技术的智能化。成熟的技术将大量运用到国民经济建设和国防建设中,促进国家和军队的现代化建设。从目前的研究资料来看,今后机电设备故障诊断技术的发展方向可归纳如下:

1) 基于Internet的远程协作诊断技术

将设备诊断技术和计算机网络技术、信息技术、数据库与决策支持技术相结合形成远程协作诊断技术,它用多台计算机监测仪器在各企业、大型工程施工工程和机械化作业农场中的大型关键机械设备建立状态监测系统监测设备运行状态并采集状态信号,在技术水平高、经验丰富的科研院所建立分析诊断中心,为企业、大型施工工程和机械化作业农场提供远程诊断的支持和保证。网络化的远程设备故障诊断系统中储存了多种设备的故障诊断知识和经验,可响应不同监测现场用户的使用要求,不同的监测现场可以与同一个诊断中心建立联系。

这样一来可以避免系统的重复开发和维护,显著降低了系统的费用。另一方面,由于构造于网络之上,系统知识库中的专家知识来源广泛,可以得到不断充实,诊断规则可以是来自企业单位的经验,也可来自于从事设备故障理论研究的科研单位,知识库比较丰富,相应地诊断能力也增强了。基于网络的远程设备诊断专家系统将管理部门、监测现场、诊断专家、设备供应商联系起来,形成一个真正开放的系统。它能够充分利用更多的技术经验和诊断数据共享,从而提高设备诊断的准确性,并能在诊断中心中对企业、工程和农场等的设备监测诊断动态管理,实现资源利用充分,生产效率高、成本低,施工质量好的综合目标。基于网络的设备故障诊断与监测系统是今后发展的必由之路,可以直接提高企业设备管理和维护水平,对提高企业效益和国际竞争力具有巨大作用。

2) 人工智能专家系统

把传统的专家经验与现代计算机数据管理巧妙结合,把人工神经网络与专家系统相结合、将神经网络的自学习机制引人专家系统,提高专家系统的判断准确性。人工智能是一门综合了计算机技术、生理学和哲学的交叉学科。人工智能神经网络方法力图模拟人的大脑一些基本特征如自适应性、自组织性和容错性能,用于模式识别、系统辨识领域取得了良好效果。由于神经网络具有联想记忆能力、自适应自学习能力,其非线性映射能力和逼近能力能解决很多问题。计算简便、评估客观。在神经网络模型中知识信息分布存储,个别单元损坏,容错能力强,可靠性高。因此,神经网络与专家系统相结合建立智能诊断模型,在机器学习诊断实时性等方面性能的改善是提高诊断准确性、有效性的关键。它利用领域专家解决问题的实例来训练神经网络获取知识信息,采用隐式表示神经网络知识,自动产生的知识用网络结构和权值表示。对同一问题若干知识表示在同一网络中,便于知识自动获取及联想推理,并通过神经源间相互作用实现,通过自学习不断完善诊断系统提高诊断准确性。

3) 小波分析

小波分析是一种信号的时间—尺度分析方法,它具有多分辨率分析的特点,在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率,在高频部分具有较低的频率分辨率和较高的时间分辨率,很适合探测正常信号中夹带的瞬态反常现象并展示其成分,被誉为分析信号的显微镜。在实际设备故障诊断中,利用小波变换进行动态系统故障检测与诊断具有良好的效果:连续小波变换可以检测信号的奇异性,区分信号突变和噪声漓散小波变换可以检测随机信号频率结构的突变。其故障诊断机理是利用观测器信号的奇异性进行故障诊断,以及利用观测器信号频率结构的变化进行故障诊断。小波分析方法具有良好的时频定位特性,特别适合于分析时变、瞬态及非线性信号,具有一般谱分析所不具备的时域和频域同时定位的能力,为设备故障诊断检测提供了新的强有力的分析手段。将小波理论与分形理论、小波分析与神经网络有机结合是提高故障诊断可靠性的重要方法之一。

4) 研究和改进传感器与监测仪器

机械设备检测的传感器有多种类型,但存在检测水平低,可靠性差,监测仪器只使用于单一目标,方法简单。必 须研究开发新型传感器和监测仪器,提高监测技术水平;监测设备的参量有振动、温度、噪音、扭矩、油液中磨屑及其形态,但每种方法对不同故障敏感程度不同,因此选择最有效的参量是提高诊断准确性的前提,高效多功能仪器对诊断设备的几何量、物理量快速准确的检测与识别是研究故障诊断的基础工作。复杂设备的设计、制造、安装、使用以及维护等各个环节密不可分。进行设备故障诊断,必须考虑设备的结构特点、制造材料、故障检测的信号传输和处理等因素,把设备故障的检测、传输、诊断与修复融为一体,为快速修复故障设备奠定基础。

5结语

总之,机电设备故障诊断技术无论如何发展,人们越来越重视实际中的应用及效果。好的理论方法并不能保证应用的成功,只有对理论和实际及其相互联系有深刻的理解,并能将理论准确地、充分地运用到实际中解决问题,才能说是真正的成功。随着机械设备故障诊断技术及微电子、计算机、智能技术的发展,机械设备故障诊断的准确性越来越高、操作使用越来越方便、在机械设备维修中将会起越来越重要的作用[1]。

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3.机电设备故障诊断试题 篇三

【关键词】矿山机电设备；故障诊断技术；分析

一、引言

就目前来看，受机电设备使用过程中设备故障的影响，使得我国矿山企业的经济损失与职员伤亡情况变得愈发严重。因此，在开展矿山项目过程中确保机电设备使用的稳定性与安全性，便成为了现阶段我国矿山企业在建设发展过程中亟待解决的一项问题。对故障诊断技术分析后发现，故障技术的存在主要是为了解决机电设备的运行和使用故障，提升矿山项目的生产效率和矿山企业的经济效益，促进我国矿山行业快速发展。

二、造成矿山机电设备产生故障的原因

第一，设备零件损坏造成设备内部各零件配合关系发生变化。诊断人员在观察设备损坏部位时发现，大部分设备故障的产生都是因为内部零件损害，导致其同原配件之间的关系出现异常变化而造成的。一般情况下，导致零件损伤的原因主要有：零件原有形态和尺寸同初步设计方案存在差异，造成设备运行事故和整个生产线路瘫痪。第二，设备运作情况超负荷。无论是何种类型的机电设备，其本身能够承受的负荷作用力都有一定的限制，当设备在运行期间实际承受到的负荷超过了这一限制时，设备本身就会出现故障。而当前我国大部分矿山项目中使用的机电设备都处于超负荷的运行工作状态中，且相关人员的操作行为和操作时间的规划分配和十分不合理，极容易导致设备故障的产生。第三，因为矿山机电设备长期都处于高强度的工作状态中，其负责的作业对象也会对机电设备本身造成较大的损害，且设备在使用过程中其内部器件还会出现不同程度的磨损。所有因素的叠加，就导致设备自身工作性能受到极大的影响，故障也由此产生。

三、故障诊断技术的主要类型

现阶段，诊断技术主要可以被划分为三种类型：一是主观诊断。此种诊断方式是诊断人员以自己主观工作经验为基础，通过依靠一些简单的检测仪器完成故障诊断。同其他技术相比，虽然这种方式更加的快捷、方便，但由于其对诊断人员自身能力的依赖性较强，所以不建议在一些较为复杂的故障诊断工作中使用。二是应用仪器诊断。该技术主要是通过控制设备内部液压系统本身的振动参数、压力参数和温度参数，借助计算机设备或者是其他仪器对这些参数进行处理，从而获得诊断结果。一般情况下，这种诊断仪器可以被划分为综合型、通用型和专用型这三种类型。三是智能型的诊断系统。作为当前十分先进的诊断技术，智能诊断技术时通过模拟人脑的运动系统，获取和应用各类型信息，按照已经存在的故障诊断方案来诊断设备故障。

四、故障诊断技术的具体应用

（一）常用故障诊断技术的应用

现阶段，常用的诊断技术主要可以被划分为：第一，参考故障记录诊断。即诊断人员可以按照设备故障诊断记录，按照以往工作经验，在故障产生时进行诊断。这种诊断方式具有处理速度快的优势，但因为对以往诊断经验过于依赖，所以无法处理一些新出现的故障类型。第二，神经网络诊断。此种诊断技术的灵活性较强，可以通过描述过中类型的非线性系统，在诊断过程中不断的学习新经验，改造传统诊断技术，处理十分繁琐的映射关系，可以有效处理采煤机等类型机电设备故障。第三，模糊数学诊断法。因为矿山上的机电设备在实际运行过程中会受到很多因素的干扰，而模糊数学技术可以按照这些因素的类型建立起相应的数学模型，从而为诊断人员完成诊断工作提供参考，提升故障诊断工作效率，节约诊断时间。

（二）矿井提升机设备的故障诊断

作为矿山生产和资源运输期间的重要设备，提升机主要负责运输材料、设备和人员，所以，其本身使用性能的高低，将会对矿山工作人员的人身安全和矿山生产效率产生直接影响。现阶段，大部分矿山项目使用的都是双筒提升机，这种提升机在使用过程中经常会发生松绳故障，所以，诊断人员可以采用在提升机上安装松绳监测装置的方式来达到故障诊断，防止松绳问题出现的工作目标。

（三）采煤机故障诊断

我国以往矿山项目中使用的采煤机设备诊断技术水平相对不高，这使得提升其诊断技术水平，不断完善相关诊断系统已经成为了诊断采煤机设备工作提出的必然要求。现阶段，我国采煤机工作情况检测和诊断系统中已经纳入了较多的科学技术，其本身的检测诊断水平也因此得到了极大的提升。从系统内部来看，其主要包括：第一，变频器设备通信单元，该设备在使用过程中可以同时诊断二十七个采煤机的工作情况参数，拥有独立显示屏，可以将采煤机的工作速度、变频地工作电压、电极电流等参数直接显示出来。第二，工作情况检测诊断单元。该单元被安装在了Windows微型计算机之中，直接与控制中心相连接，可以在故障发生的第一时间将故障发生情况传输到诊断控制中心。

（四）高压异步电动机故障诊断

随着信息技术在现代社会的发展，我国机电设备故障诊断工作也由此获得了更多的便利性；并且，人工智能等技术的应用，也在一定程度上提升了故障诊断的准确性，使得当前我国矿山项目中使用的异步电动机运行故障得以被技术诊断出来，有效的提升了其本身的工作效率以及机电故障诊断工作整体的工作质量。

五、结束语

总而言之，就矿山机电设备的故障诊断技术本身来看，其具有较强的系统性，需要依靠完善的故障诊断工作流程和应急诊断机制来维护。在展開设备故障诊断前，相关部门工作人员应当借鉴以往的工作经验教训，制定出预防性诊断预案，尽可能减少或者是将故障损失降到最低。此外，在应用故障诊断技术的过程中，诊断人员需要结合设备故障的具体类型和引发因素，选择适合的诊断技术和方案，以便有效的提升故障诊断和处理水平。

参考文献

4.机电设备故障诊断试题 篇四

航天系统关键设备故障诊断信息源研究

伺服机构是航天系统的关键设备之一,对其进行故障诊断的基础是建立信息源模块.将伺服机构的信息分定性信息和定量信息,以这2种信息为基础,通过功能分析、结构设计及可视化处理,构建了伺服机构信息源模块.该模块在功能上可以替代硬件模拟器,产生研究所需的.各种信号,既可以对伺服系统的正常信号进行仿真,也可设置大量的故障,设计思想具一定的通用性,比较好的解决了故障诊断中的样本数据产生与获取问题.

作 者：牛亚峰 沈怀荣 Niu Yafeng Shen Huairong 作者单位：装备指挥技术学院,北京,101416刊 名：航天控制 ISTIC PKU英文刊名：AEROSPACE CONTROL年，卷(期)：25(1)分类号：V4关键词：航天系统 伺服机构 信息源 故障诊断

5.机电设备故障诊断试题 篇五

铁道信号

※※※※※

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微机监测系统在信号设备故障诊断中的分析

姓 名 学 号 院、系、部 班 号 完成时间

电气工程系

2012年12月21日

摘 要

信号微机监测系统是铁路重要的行车安全辅助设备，是铁路装备现代化的重要组成部分。为及时准确地诊断信号设备故障，本文探索了运用微机监测诊断信号设备故障的一些方法，即根据信号设备运用中的实时参数、动作曲线、日报表等有关信息，观察参数和波形图的变化趋势，比较正常值与非正常值的关系，以正确判断运用中的信号设备是否发生故障，从而达到控制故障发生，确保行车安全的目的。

关键词: 微机监测 信号设备 故障诊断 动作曲线

Abstract

Railway computer monitoring system is important safety equipment for railway an important part of the modernization of railway equipment.To timely and accurate diagnosis signal equipment failure, this paper explores the using microcomputer monitoring diagnosis signal equipment failure of some of the method, according to the real-time signal equipment using parameters, action curve, and other relevant information daily reports, observing parameters and the change tendency of the wave figures, more normal and abnormal value in relation to a correct judgment of whether using signal equipment failure, so as to achieve control of faults, ensure safety purposes.Key words: Micro-computer monitoring Signal equipment Fault diagnosis Action curve

摘 要..............................................................2 Abstract............................................................3 引 言..............................................................5

一、微机监测系统简介..............................................6

（一）、系统原理...............................................6

（二）、系统结构...............................................6

二、微机监测下的信号设备常见故障..................................8

（一）、分类...................................................8

（二）、信号设备故障原因.......................................8

三、利用微机监测系统进行故障分析的方法............................9

（一）、微机监测数据分析的原则.................................9

（二）、微机监测数据分析内容与要求.............................9 总 结.............................................................10 参考文献...........................................................11

引 言

随着我国铁路建设的跨跃式发展，铁路设备的管理与维护正逐步由人工或半人工化管理模式向智能化管理模式过渡，这就要求铁路管理部门必须要有一套非常完备的监测系统能够全面、深入的在信号设备、线路使用状况、车辆运行状况以及行车环境这些方面进行连续跟踪、及时记录、有效分析，目的是及时发现问题并能迅速解决问题，保证列车行驶安全。在此情况下，微机监测系统应用而生，该系统在网络通信的基础上将传感器、现场总线、数据库、软件工程等技术与现场设备运行状态融为一体。信号微机监测系统作为铁路行车安全监测设备，是信号技术向高安全、高可靠和网络化、数字化、智能化方向发展的标志之一。也是提高信号设备维护质量的重要技术手段，它能实时、动态、准确、量化地对信号设备进行在线监测，反映信号设备的运用质量、结合部分设备状态，并对状态信息进行储存、重放、查询、报警，对于防止违章作业，分析判断故障，尤其对分析发现潜在性故障、瞬间故障和间歇性故障提供重要的手段和依据，对确保运输安全发挥着重要的作用。

另一方面，微机监测设备作为电务故障诊断专家，其地位和作用越来越重要，同时为数据分析，掌握监测数据与设备状态之间的内在联系，及时发现信号设备故障隐患，预防故障发生提供了可能。信号故障与故障延时是反映信号设备安全运用的重要指标，如能有效地控制并减少设备故障的总量，故障延时总量就会随之减少。因此，及时准确地诊断并积极处理信号故障就显得十分必要。运用微机监测手段可以了解故障发生的原因、性质，并利于指导故障的处理。

一、微机监测系统简介

（一）、系统原理

微机监测系统由上层监测设备(铁道部、铁路局)和基层监测设备(电务段、车间、车站)两部分组成，用以监测本单位管辖内各车站信号设备运行状态的网络系统。

微机监测系统应用计算机和信息采集机实时监测各种信号设备，监测对象主要是模拟量监测和开关量监测。模拟量包括:轨道电路电压、道岔动作电流、电源屏电压、电缆绝缘电阻和电源对地漏泄电流等。开关量包括:控制台按钮和表示灯状态、关键继电器状态、灯丝状态、熔断状态和道岔表示缺口状态等。

以TJWX一2000型信号微机监测系统为例来说明其原理。TJWX一2000型微机监测系统采用现场总线(CAN)技术、传感技术、计算机网络技术、数据库及软件工程技术，能实时动态、准确量化地反映信号设备的运用质量、结合部份设备状态，并具有状态信息储存、重放、查询和数据逻辑判断功能。当电气特性超标或违章作业进行局部节点封连时，均可以按照等级及时报警。同时，由于对设备的运用状态能做到“心中有数”，“超标报警”，超前防范，防患未然，能使设备运用质量始终处于受控状态，科学地指导现场合理维修，避免“过剩修”或“漏检漏修”，保证列车行驶安全。

（二）、系统结构

TJWX一2000型信号微机监测系统由车站系统、车间机、电务段管理系统、上层网络终端，以及广域网数据传输系统五部分组成。

车站系统是微机监测系统的最基本单元，主要负责数据的采集、分类和处理，实现信号设备的实时监测和人机对话。它包括站机、采集机、机柜、隔离转换单元等。站机作为一个车站的集中管理设备，集中处理各采集机采集的实时信息，并将信息进行显示和存储。同时，站机为操作人员提供人机接口，根据对信号设备监测的结果，实现车站作业状态及设备运用状态的实时显示和各种数据的查询功能。

车间机用于管理和查看所管辖车站的数据。车间机具有终端的所有功能，以终端方式连至监测系统，以人机对话方式查看管内站机的所有数据，并能显示网络通信结构拓扑图和通信状态。

电务段管理系统是电务段管内各站的微机监测数据和网络通信的管理中心，是微机监测网络系统的中枢部分。它包括一台服务器和若干台终端、打印机等外部设备以及一些通信设备。

上层网络终端具有终端所有的功能。它以数据终端方式在电务段服务器上登陆，连至电务段监测网。上层终端可以通过专线或拨号随时联网。

广域网数据传输系统把车站系统、电务段系统及上层网络终端连接起来。广域网数据传输系统完成IP数据包在各计算机间的传输，它包括路由器、调制解调器集线器等。路由器完成lP数据包的寻径和转发。调制解调器实现实现模拟信号和数字信号的相互转换，使传输信号与通信线路相匹配。集线器用在电务段局域网中连接各计算机。

二、微机监测下的信号设备常见故障

（一）、分类

铁路信号设备的故障总体上可分为电路故障和机械故障。电路故障分类按照设备的功能和故障的性质及现象进行分类，常见故障有:进路系统故障、信号复示器故障、解锁故障和信号点灯故障及其它故障如闭塞设备和供电设备故障等;机械故障有道岔故障、转辙机故障等。

（二）、信号设备故障原因

（1）材料不良，包括元器件变质、制造工艺缺陷。

（2）维修不良，主要是由于工作人员责任心不强、业务素质差等造成。（3）违章作业，主要是从事信号维修工作时不遵守章程。

（4）外界原因，自然界的影响、车及施工的影响、其他因素影响（如因线路长时间没有列车或调车车列通过，造成轨面生锈，使轨道电路分路不良）

三、利用微机监测系统进行故障分析的方法

（一）、微机监测数据分析的原则

掌握技术标准。作为维护人员应了解信号设备正常工作的电气参数，在查看微机监测采集的各项数据时，应掌握管内信号设备的类型及技术标准，电气特性要求，以便及时发现电气特性不达标的设备。

把握数据变化。除查看各项数据是否符合技术标准之外，还要观察数据的波动情况，电压（或电流）的波动幅度有多大、曲线的波动是平滑还是陡变、波动情况出现的频率及当时站场的状态等，依此判断设备是正常波动还是出现了问题。

（二）、微机监测数据分析内容与要求

重要设备状态。计算机联锁、列控中心、CTC、智能电源屏等电子设备。要求查看设备状态，若出现异常，及时对设备实际使用情况进行检查。

电源屏输入、输出电源。查看外电网电源、电源屏各路输入、输出电压是否在规定范围内，24时内电压及电流曲线有无异常波动。

站内轨道电路接收电压。查看轨道继电器电压是否符合调整表要求和该区段接收电压波动情况。

区间轨道电路发送、接收电压。对 UM71区间轨道电路的轨道输入电压或 ZPW-2000A 轨道电路的主轨出电压和小轨出电压曲线进行查看，以及查看两次分析时间间隔内的发送与接收电压日曲线。

道岔动作曲线。每日查看每组道岔的所有曲线，一次动作曲线正常不能代表本组的所有曲线都正常。将每组道岔集中检修完毕后，将正常扳动良好的道岔动作曲线设定为参考曲线，分析时将道岔定、反位曲线和设定参考曲线进行比较，查看动作电流的大小和动作时间的长短有无明显变化。

电缆全程绝缘。值班人员每日在微机监测上对电缆全程进行一次全测，对全程小于 1 MΩ 的电缆进行记录，并报告工长组织处理。信号机点灯电流。查看 24 小时内日曲线，其数值符合标准，曲线无异常波动。

总 结

信号微机监测是电务安全的“黑匣子”，是信号维修技术的重要突破，是信 号维修体制改革的重要技术支撑，系统能实时动态、准确量化地反映信号设备的运用质量、结合部设备状态，并具有状态信息储存、重放、查询和数据逻辑判断功能，当电气特性超标或违章作业进行局部节点封连时均可以按照等级及时报警。这对于防止违章作业，分析判断故障，特别是对瞬间发生或时好时坏的“疑难杂症”故障，或结合部难以界定的复杂故障的分析处理提供了重要到的手段和依据。微机监测系统对信号设备的故障诊断提供了一个很有用的技术手段，利用该系统观察每日各信号设备的电压或电流等曲线可以直观的发现是否存在问题，并找出故障的可能原因。实时监测信号设备的状态，提供了铁路行车的安全性。

参 考 文 献

6.机电设备故障诊断试题 篇六

国电研[2011]第21号

各有关单位：

随着国民经济的持续发展，现代企业的装备水平朝着大型化、集成化、自动化、电气化方向发展，相应对企业装备管理、维修水平也提出了更高的要求。特别是电气设备的管理，往往涉及到企业的连续性生产，甚至是安全性问题，这更是大家十分重视的问题。众所周知，一个小小的电气接点过热，便可引发灾难性的事故。因此，确保电气设备的安全可靠运行是每个企业迫切要求解决的问题。为提高企业电气及相关专业技术人员和管理人员的业务水平，促进相关技术的交流与发展，国网企联电力技术研究院将分期举办“电气设备运行维护与故障诊断暨全国电气工程师高级研修班”。望各单位积极组织相关人员参加，现将具体事宜通知如下：

一、培训内容：

（一）电气设备检修安全技术

1．安全操作:安全检修技术措施和组织措施、安全检修制度、低压带电作业；

2．防触电技术：绝缘、屏护和间距、IT系统防护、TT系统防护、IN系统防护、接地装置、双重绝缘、安全电压、漏电保护；

3．电气防火：电气防火防爆措施、电气火灾的扑救；

4．防雷和防静电:雷电和防雷概要、防静电措施。

（二）变压器检测与检修

1．变压器的巡视、检修周期及检修项目；

2．变压器检修：拆装附件及吊罩、线圈及引线的检查、铁芯夹件的检查、分接开关的检查、铁芯接地装置检查、油箱内部检查、套管的检修、油枕的检修、呼吸器（吸湿器）检修、冷却装置及管阀的检修、瓦斯继电器、信号温度计及热电阻的安装等；

3．变压器运行前的工作及试运行；

4．变压器常见故障的分析。

（三）高压断路器的管理、检测与检修

（四）电力电缆的管理、检测与检修：

1．日常运营管理、常见故障及原因分析；

2．电缆故障的查找方法、电缆的检修。

（五）避雷器的管理、检测与检修

1．避雷器的日常运行管理；

2．避雷器的检测与检修：检修周期、避雷器的检修。

（六）直流系统的管理、检测与检修

1．直流系统的日常运行管理；关于举办 “电气设备运行维护与故障诊断暨全国 电气工程师高级研修班”的通知

2．直流系统的检测与检修：直流设备安装使用条件、对蓄电池运行方式的要求、蓄电池的维护；

3．有关蓄电池的知识介绍及爆炸原因分析。

（七）高低压电机的管理、检测与检修

1．日常运行管理、检修周期、检修项目、检修前的准备工作、电动机的解体、定子的检修、转子的检修、刷框及电刷的检修、轴承的检测、温度的检测、振动的检测、电机的保养、电机的故障现象及分析；

2．高低压电机的试验及启动。

（八）典型事故案例分析及防范措施 1．高压开关柜爆炸事故案例分析； 2．低压开关柜走火事故案例分析。

二、参加对象：

供电公司、发电公司、送变电公司、检修公司、电力设计院、科研院所、石油、化工、冶金、矿山等高耗能企业从事电气设备运行和管理人员；及设备厂家等从事相关研究的技术人员。

三、培训讲师：

培训将邀请电气设备运行维护与故障诊断方面具有多年现场工作经验的实战派专家进行授课。

四、参会时间与地点：

2011年8月12日—— 8月16 日内蒙古＊呼和浩特

五、收费标准：

3800元/人（食宿统一安排，费用自理。）颁发证书：经培训考试通过后由人力资源和社会保障部中国就业培训技术指导中心颁发《电气工程师》中、高级证书。该证书网上备案查询，全国通用。是从业人员晋升、加薪、求职、任职、法律公证的有效证件。已有电气工程师证书人员可申请办理《机电工程师》中、高级证书。

六、联系方式：

电话：010—63821656传真：010—83655885 联系人: ***

七、其它事项：

请学员准备身份证复印件二份，学历证复印件二份，二寸证件照（浅蓝底）2张。会务组将开班前一周下发“报到通知书”，具体报到地点、日程安排等

事宜在“报到通知书”中详细说明。

北京国网企联电力技术研究院

二0一一年七月六日

电气设备运行维护与故障诊断暨全国电气工程师高级研修班

报名回执表（加盖公章）

7.机电设备故障诊断试题 篇七

要想提高矿山机电设备的故障诊断效率我们首先要做的就是认真做好每一个环节的工作, 这就要求故障维修人员能够根据矿山机电设备的实际情况对自己所掌握的专业知识和技术加以灵活应用。一般来说, 矿山机电设备故障诊断遵循的是以下原理:

进行矿山设备故障诊断时要做的第一项工作是要构建专门的数学模型, 故障维修人员要对矿山设备的各个参数情况在设备正常工作时进行详细记录, 一旦设备出现故障就可以根据构建的数学模型对正常工作状态的参数和出现故障时的参数加以对比迅速确定故障发生的原因, 提高故障的诊断效率;第二项工作是运用现代信息采集技术搜集有关矿山机电设备正常工作状态下的各项参数, 因为对矿山机电设备的故障诊断需要以对各种信息的分析为基础, 对于搜集矿山机电设备工作时的各项参数还要将其输入计算机进行判断和分析, 这样做能够确保设备故障诊断的准确率;第三项工作是计算机需要运用分析和识别技术进行机电设备的信息分析, 以此来衡量和判断矿山机电设备的故障情况;第五项工作是计算机要将处理的矿山设备信息转化成方便人们识别的语言, 使故障维修人员能够清楚设备的故障所在, 从而能够采取有效措施对设备故障加以排除。

2矿山机电设备故障诊断类型

2.1主观性下的诊断技术

矿山设备故障的出现不是一种一成不变的故障体现, 它是多种因素结合的产物, 运用一般的故障检测的经验进行诊断是主观臆断, 主观诊断技术对于矿山机电设备故障的出现使用是很多的, 这种方法主要是依据技术人员的视觉、嗅觉等感觉器官, 故障检修人员在进行故障检测的时候, 不要主管的臆断, 必须结合一些故障诊断的设备进行辅助检测, 提高故障检测的准确性, 但是这种方式主要依据技术人员的主观判断为主, 作为最通用的一种方法, 它是可以诊断任何形式的故障的, 这种故障检测技术的实现对于技术人员的综合素质和技术水平提出了很高的要求, 但是这种主观检测的方法方式是不可靠的, 对于故障检测的诊断存在问题。

2.2利用仪器进行诊断的技术

矿山设备故障检测可以运用仪器进行诊断, 通过仪器中的参数的对不和诊断技术实现故障诊断, 仪器诊断技术对于矿山机电设备的诊断准确率很高, 其性能检测比较好, 可靠性很高, 这种仪器诊断的技术在矿山检测中非常的普遍, 并且随着近几年的发展, 这些设备的精确度很高, 可靠性更好。而且功能非常的强大, 应用型广泛。

2.3利用数学模型诊断的技术

数学模型的诊断技术应用最多的就是数学知识, 这些技术在进行诊断的过程中, 利用动态监测和传感技术结合的方式进行对机电设备故障的处理和分析, 对故障进行诊断, 从而利用数学技术建立起科学、合理的数学模型, 能够极大的提高设备故障检测的准确性和可靠性。

2.4智能诊断技术

智能诊断下的技术是利用模拟化的方式, 人脑控制下的对设备故障进行的信息采集、分析以及处理的过程, 其本质属性是特征比较性技术, 这样的诊断技术能够实现设备故障特诊的数据库的建立, 如果发生机电设备出现故障, 利用这种技术就会让设备故障的各种参数设置和数据库数据进行比对, 分析出存在的问题, 所以, 就目前的情况下, 智能诊断的技术是使用最为普遍的诊断形式。

3矿山机电设备故障诊断技术方法

在对矿山机电设备诊断进行井下作业时, 我们在选择使用什么样的检测仪器时要综合考虑井下实际工作环境, 比如说酸碱腐蚀、矿物粉尘以及井下的温度、湿度和矿山机电设备所遭受的震动和冲击力等状况。外界因素会影响到矿山机电设备故障诊断的准确性。但是矿山机电设备出现故障时还必须要使用能够对故障进行精确诊断的诊断技术, 这主要是为了防止在矿山机电设备以后的使用过程中出现同样的问题, 因此在使用矿山机电设备的故障诊断技术时一定要慎重。

矿山机电设备的故障诊断技术方法主要有以下2种。

3.1历史记录诊断方法

使用历史记录诊断法进行故障诊断时是以参照故障出现的历史记录作为基础的, 在诊断矿山机电设备故障时可以有针对性地进行。使用历史记录法诊断的是设备出现故障的重点部位, 对设备的这些部位进行着重排查, 一旦设备再次出现故障首先检查的就是这些部位, 然后在考虑检查其他部位。这是在现实生活使用最多的一种方法, 经常使用这种方法进行诊断可以形成一个故障诊断手册, 能够为再次出现的机电设备故障提供参考。

3.2温度和压力监测诊断方法

使用这种方法可以直观地检测设备齿轮、轴承等一些部位的温度以及压力传感器等一些设备参数的细微变化, 并且能够自动记录检测到的温度以及压力变化, 一旦机电设备再次发生故障就可以通过检测这些参数的变化对故障迅速做出诊断, 找出问题产生的根源, 并且能够及时解决问题, 实现机电设备的正常运转, 这种相比其它方法的优点是速度快、灵敏度比较高而且准确性比较强。

参考文献

[1]杨帆.关于矿井提升机故障诊断技术的研究[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2011 (05) .

8.机电设备故障诊断试题 篇八

摘要：针对矿山机电一体化设备使用量的增加，矿山机电设备却时刻存在一定的风险，甚至会由于机电设备故障，导致安全事故的发生。文章以矿山机电设备为研究对象，给出矿山机电设备故障检测诊断的基本技术以及总结几种常见的智能故障检测诊断的理论方法，为从事矿山机电的相关人员提供一种解决矿山机电设备故障问题的方法和思路。

关键词：矿山机电；智能故障；故障检测诊断

中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0097-02

近年来由于矿山机电设备故障造成的安全事故屡见不鲜，矿山机电设备的安全性问题日益凸显，并得到了高度重视。针对该安全问题，只有加大对矿山机电设备的故障检测和安全诊断，采用合理的故障诊断理论，建立科学的机电设备故障预测、预警系统，提高矿山机电设备运行安全可靠性才能从根本上减少甚至避免矿山机电设备故障造成的安全事故。

1 故障检测诊断技术

故障检测诊断技术是以信号分析处理技术、计算机技术和传感器技术等为基础的综合性技术。现代工艺理论、相关基础学科理论和检测技术与理论的快速发展促进了故障检测诊断技术的不断发展和完善。

故障检测诊断技术主要通过检测矿山机电设备运行状态的各信号数据和参数，从而对矿山机电设备的运行性能和安全可靠性进行预测，以识别设备故障的原因和判断危害等级等问题，从而提出针对性的处置对策和技术方法。

2 矿山机电设备故障检测诊断技术的步骤

矿山机电设备故障检测诊断技术的主要步骤分为信息采集、信息处理、分析识别、数学模型和预测。

2.1 信息采集

准确测量反映矿山机电设备状态的信号数据和参数，采集机电设备上安装各类传感器的实时信息数据，并及时将测量和采集的数据存入数据存储器或计算机，以方便

调用。

2.2 信息处理

现场采集的煤矿机电设备的数据信息，并不能直接用来判别设备的状态，其中存在着有用信息和无用信息，因此必须将采集的信息进行转换，提炼出有用信息并做出数据分析，转变成人或机器能读懂的信息。

2.3 分析识别

对处理后的煤矿机电设备数据信息进行分类、识别和分析，与机电设备正常运行时的标准参数进行比对，确定当前设备状态及可能出现的故障部位、故障类别以及故障原因。

2.4 数学建模

矿山机电设备在运行中很多的参数和数据信息，与机电设备的状态以及机电设备是否存在故障隐患有一定关系。因此，需要建立数学模型来准确反映出机电设备状态与产生故障的参数间的数学关系。

2.5 预测技术

对机电设备部件的剩余寿命和机电设备的故障情况等方面进行预测，可以为日常机电设备的保养工作和故障维修工作提供可靠依据，能够有效避免矿山机电设备故障的发生。

3 矿山机电设备智能故障检测诊断方法分类

矿山机电设备故障诊断技术分为主观诊断、仪器诊断和智能化诊断三个阶段。下面主要介绍五种矿山机电设备智能诊断方法。

3.1 模糊诊断法

矿山机电设备的模糊诊断法是将数学集合论的概念，包括模糊关系矩阵以及隶属度函数，应用到机电设备的故障诊断中，从而解决机电设备征兆与故障间的不确定关系。矿山机电设备的模糊诊断法的优点主要表现为模糊推理逻辑严谨，能有效地解决矿山机电振动故障中遇到的模糊性问题。但是，由于在很多情况下，较难确定相应的模糊关系，获取模糊诊断知识也非常困难，因此机电设备模糊诊断方法的应用还缺乏一定的准确性和普遍适用性。

3.2 故障诊断专家系统

矿山机电设备故障诊断专家系统是用计算机将采集到的机电设备信号数据和参数，通过专家经验进行推理，运行过程中可以随时索取相关信息数据和参数。矿山机电设备故障诊断专家系统的优点是适应于人的思考方式，不用输入非常多的知识细节，个别事实发生变化时也很容易修改。但是，矿山机电设备故障诊断专家系统目前存在一定的局限性：机电设备故障诊断的准确度与专家诊断系统中专家知识的水平高低以及丰富程度有很大的关系；而且有些矿山机电设备的故障很难通过具体的方式描述，使得建立准确的知识库也会非常的困难。

3.3 人工神经网络故障诊断法

利用人工神经网络进行矿山机电设备故障诊断的基本思想是：以矿山机电设备的故障特征信号作为神经网络输入，矿山机电设备的诊断结果作为神经网络输出。通过调整人工神经网络节点间的权值和阈值，利用训练好的人工神经网络，来实现矿山机电设备故障的诊断等，并且由于人工神经网络诊断法自身所具有的自学习、自适应和并行性能力等优点，因此该故障诊断法在矿山机电设备智能故障诊断中的应用越来越广泛，并且也逐渐得到相关专家学者的深入研究。

3.4 基于仿生算法的故障诊断法

遗传算法是一种随机优化算法，它的两个重要特点是群体搜索策略和群体中个体之间的信息相互交换，其本质是模拟由个体组成的群体之间的学习过程，其中每个个体表示给定问题搜索空间中的一个解。该算法具有并行计算、快速寻找全局最优解等优点。

将生命科学中的免疫概念及其相应的理论应用于遗传算法中，并进行有目的性地抑制遗传算法在优化过程中出现的退化现象，这种算法被称之为免疫算法。通过理论分析，免疫算法具有全局收敛特性，能够更好地抑制遗传算法出现的退化现象。

3.5 信息融合智能诊断方法

信息融合智能诊断方法是一种新型的矿山机电设备智能诊断技术。该诊断方法是通过多传感器测量和采集矿山机电设备的多种相关信息数据和参数，利用计算机对有关矿山机电设备运行状态的不同信息进行自动分析，准确并及时地预测矿山机电设备的运行状态。

4 结语

矿山机电设备的故障检测诊断技术可以为矿山机电设备的相关维护人员和维修人员及时并有效地进行机电设备的故障预测，发现机电设备的故障源头，分析并找到机电设备的故障原因以及给出机电设备的故障解决方案，防止并预防煤矿机电设备安全事故的发生。因此煤矿企业应该大力推动矿山机电设备智能诊断检测技术的研究和发展，以保证矿山机电设备的安全性与可靠性，减少并力争避免安全事故的产生。未来，将多种人工智能检测诊断技术相结合，开发应用的矿山机电设备混合智能检测诊断系统，将会逐渐成为数字化矿山机电设备智能故障检测诊断技术研究的一个重要方向。

参考文献

[1] 孙新城.浅析煤矿机电设备维修中故障检测诊断技术的应用[J].企业技术开发，2011，（17）：70-71.

[2] 井学庆.矿山机电设备故障诊断技术的研究与探讨

[J].黑龙江科技信息，2012，（2）：34.

[3] 辛晟，郭磊.水力发电机组振动故障诊断技术综述

[J].机电技术，2010，（2）：42-44.

[4] 吴舰，吴楠.基于小波分析的煤矿机电设备故障检测关键技术应用研究[J].自动化与仪器仪表，2011，（5）：85-86.

作者简介：龚建云（1970—），男，宁夏石嘴山人，中电投宁夏能源铝业红一煤矿工程师，研究方向：矿山机电设备故障检测诊断技术；马继平（1986—），男（回族），甘肃华亭人，中电投宁夏能源铝业红一煤矿助理工程师，研究方向：矿山机电设备故障检测诊断技术。

9.飞机故障诊断技术 篇九

2．故障按其对功能的影响分为两类：功能故障和潜在故障。

功能故障是指被考察的对象不能到达规定的性能指标；潜在故障又称作故障先兆，它是一种预示功能故障即将发生的可以鉴别的实际状态或事件。

3．故障按其后果分四类：

平安性后果故障：采取预防维修的方式；使用性后果故障：对使用能力有直接的不利影响，通常是在预防维修的费用低于故障的间接经济损失和直接修理费用之和时，才采用预防维修方式；非使用性后果故障：对平安性及使用性均没有直接的不利影响，只是使系统处于能工作但并非良好的状态，只有当预防维修费用低于故障后的直接维修费用时才进行预防维修，否那么一般采用事后维修方式；隐患性后果故障：通常须做预定维修工作。

4．故障按其产生原因及故障特征分类可分为早期故障、偶然故障和损耗故障。偶然故障也称随机故障，它是产品由于偶然因素引起的故障。对于偶然故障，通常预定维修是无效的。耗损故障是由于产品的老化、磨损、腐蚀、疲劳等原因引起的故障。这种故障出现在产品可用寿命期的后期，故障率随时间增长，采用定期检查和预先更换的方式是有效的。

5．故障模式或故障类型是故障发生时的具体表现形式。故障模式是由测试来判断的，测试结果显示的是故障特性。

6．故障机理是故障的内因，故障特征是故障的现象，而环境应力条件是故障的外因。

7．应力-强度模型：当施加在元件、材料上的应力超过其耐受能力时，故障便发生。这是一种材料力学模型。

8．高可靠度状态〔图1.2-2〔a〕〕：应力和强度分布的标准差很小，且强度均值比应力均值高得多，平安余量Sm很大，所以可靠度很高。

图1.2-2〔b〕所示为强度分布的标准差较大，应力分布标准差较小的情况，采用高应力筛选法，让质量差的产品出现故障，以使母体强度分布截去低强度范围的一段，使强度与应力密度曲线下重叠区域大大减小，余下的装机件可靠度提高。

图1.2-2〔c〕所示为强度分布标准差较小，但应力分布标准差较大的情况，解决的方法最好是减小应力分布的标准差，限制使用条件和环境影响或修改设计。

图1.2-2

应力、强度分布对可靠性的影响

9．反响论模型：

如果产品的故障是由于产品内部某种物理、化学反响的持续进行，直到它的某些参数变化超过了一定的临界值，产品丧失规定功能或性能，这种故障就可以用反响论模型来描述。

串连式反响过程：总反响速度主要取决于反响最慢的那个过程的速度。

并联式反响过程：总反响速度主要取决于反响最快的过程的速度。

10．最弱环模型〔串连模型〕：认为产品或机件的故障〔或破坏〕是从缺陷最大因而也是最薄弱的部位产生

11．故障树分析法简称FTA法〔Fault

Tree

Analysis〕

故障树分析法是一种将系统故障形成的原因由总体至局部按树状逐级细化的分析方法。

故障树分析法将最不希望发生的故障事件作为顶事件，利用事件和逻辑门符号逐级分析故障形成原因。优点：直观、形象，灵活性强，通用性好；缺点：理论性强，逻辑严谨，建树要求有经验，建树工作量大，易错漏。

12．顶事件和中间事件〔矩形〕

底事件〔圆形〕

开关事件〔房形〕

省略事件〔菱形〕

13．逻辑与门

逻辑或门

逻辑非门

异或门

表决门K/N门

表决门：仅当n个输入事件中有k个或k个以上发生时，输出事件才发生。

14．建树步骤

§顶事件选取原那么：

1)必须有确切的定义，不能含混不清、模棱两可。

2)必须是能分解的，以便分析顶事件和底事件之间的关系。

3〕能被监测或控制，以便对其进行测量、定量分析，并采取措施防止其发生。

4〕最好有代表性。

15．〔1〕系统级边界条件

顶事件及附加条件（系统初始状态，不允许出现事件，不加考虑事件)

〔2〕部件级边界条件

元部件状态及概率，底事件是重要部件级边界

利用边界条件简化：

与门下有必不发生事件，其上至或门,那么或门下该分支可删除；

与门下有必然发生事件,那么该事件可删除;

或门下有必然发生事件，其上至与门,那么与门下该分支可删除

或门下有必不发生事件，那么该事件可删除

16．n个不同的独立底事件组成的故障树，有个可能状态，故可有个状态向量。

17．与门结构故障树的结构函数

18．或门结构故障树的结构函数

19．k/n门结构故障树的结构函数

20．底事件的相干性

假设对第i个底事件而言，至少存在一对状态向量Y1i=(y1,y2,…yi-1,1,yi+1,…,yn)记作(1i,Y)和Y0i=(y1,y2,…yi-1,0,yi+1,…,yn)记作(0i,Y)，满足Φ

(1i,Y)>

Φ

(0i,Y)，而对其它一切状态向量而言，恒有Φ

(1i,X)

≥

Φ

(0i,X)成立，那么称第i个底事件与顶事件相干。

如果找不到状态向量满足Φ

(1i,X)

Φ

(0i,X)，那么称第i个底事件与顶事件不相干。

相干结构函数：Φ(X)满足：

故障树中底事件与顶事件均相干；

Φ(X)对各底事件的状态变量xi(i=1,2,…n)均为非减函数

21．相干结构函数的性质

〔1〕假设状态向量X=(0,0,…0)，那么Φ(X)=0；

〔2〕假设状态向量X=(1,1,…1)，那么Φ(X)=1；

〔3〕假设状态向量X≥Y(即xi

≥yi,i=1,2,…n)，那么结构函数Φ(X)

≥

Φ(Y)；

〔4〕假设Φ(X)

是由n个独立底事件组成的任意结构故障的相干结构函数，那么有

即任意结构故障树，其结构函数的上限为或门结构故障树结构函数，而下限是与门结构故障树结构函数。

22．假设状态向量X能使结构函数=1，那么称此状态向量为割向量。在割向量X中，取值为1的各分量对应的状态变量〔或底事件〕的集合，称作割集。割集是导致顶事件发生的假设干底事件的集合。假设状态向量X是割向量〔即=1〕，并对任意状态向量Z而言，只要Z

23．假设状态向量X能使结构函数=0，那么称此状态向量X为路向量。在路向量X中，取值为0的各分量对应的状态变量〔或底事件〕的集合，称作路集。路集是使系统不发生故障的正常元件的集合。假设状态向量X是路向量〔即=0〕，并对任意状态向量Z而言，只要Z>X，恒有=1成立，那么称X为最小路向量，最小路向量X中取值为0的各分量对应的底事件的集合，称为最小路集。最小路集是使系统不发生故障的必要正常元件的集合。

24．用最小割集表示结构函数：

25．用最小路集表示结构函数：

26．掌握化相交和为不交和，求顶事件概率〔此法最简单易于理解，故采用之〕：

式中为故障树的最小割集，将上式化成单独项〔形如这种形式〕的逻辑和，将式中的用代替，用代替。这样便可得到顶事件发生的概率为：

27．底事件的发生对顶事件发生的影响，称作底事件的重要度。

l

概率结构重要度：仅由单个底事件概率的变化而引起顶事件概率发生变化，那么顶事件概率对底事件概率的变化率称作该底事件的概率结构重要度，简称概率重要度，记作。数学表达式为：

。上式可以看出概率重要度较大的底事件，其概率发生变化，那么对顶事件概率变化的影响是比拟大的。

l

结构重要度：第i个底事件的结构重要度定义为该底事件处于关键状态的系统状态数与其处于正常状态的系统状态数之比。当系统由n个独立元件组成时，那么可表示为：，为该底事件处于关键状态的系统状态数，可由下式表示：

所谓底事件的关键状态是指该底事件状态变量由0变为1时〔该元件由正常变故障〕，故障树的结构函数也由0变为1〔系统由正常变故障〕的状态。

用以下原那么求结构重要度，在概率重要度的根底上，令各底事件的概率均为1/2，那么所求结构重要度与其底事件的概率重要度相同。

l

关键重要度：，由此可见，底事件的关键重要度是指顶事件概率相对变化量与引起此变化的底事件概率相对变化量之比的极限。

28．故障隔离手册〔FIM〕和故障报告手册使用同一的故障码，该故障码为8位数：左起前两位为故障所在章号〔系统〕，3、4位为节号〔子系统〕，5、6位为工程号，7、8位表示故障件位置。

29．无空勤人员提供故障码时的故障隔离程序

–

故障必然归入下面四种情况之一：

有相应的EICAS信息的故障；

有机内自检程序〔BITE〕的故障；

有适用的维修控制显示板〔MCDP〕信息的故障；

以上信息全没有的故障。

假设报告的问题上述三种信息均有，那么故障分析顺序为优先考虑执行有EICAS信息的排故程序，其次是机内自检程序，最后是考虑执行有MCDP信息的排故程序。

30．查找故障的典型概率法〔P75〕重点看，有计算。

概率法应用的条件：故障是由某一元件故障引起；查找故障不会引入新故障。

概率法应用的参数：

检查次数〔一次检查、平均检查次数

检查时间〔一次检查时间ti、平均总检查时间

检查工作量(一次检查工作量ti、平均总检查工作量

检查费用〔一次检查费用Ci、平均总检查费用

适用范围

–

逐件检查系统

–

分组检查系统

31．32．

分组检查的方法：两分法、等概率法、最小时间法。

u

两分法：要点--符合机件数大致相等的要求；

最少检查次数与最大检查次数：

1)

假设系统由n个机件组成，满足2m

n

2m+1〔m为正整数〕，那么系统最少检查次数为m次，最大检查次数为〔m+1〕次，平均检查次数

Sm--第m次可查出故障的机件零件号组成的集合，同理。-零件号为j的机件故障的条件概率。

2〕

假设系统机件数恰好满足n

=

2m，那么只需且必须经过m次检查，才能查出故障原因，平均检查次数Nm

=

m

u

等概率法：要点--先把系统按每组各机件故障条件概率之和大致相等分成两组，检查故障条件概率之和较大的那组，确定故障件所在局部。再将存在故障件的那一组按每组各机件故障条件概率之和大致相等分成两个分组，检查故障条件概率之和较大的一组，确定故障原因所在。如此继续下去，直至查出故障原因为止。

u

最小时间法：要点--每组各机件故障条件概率之和大致相等。

对各组计算检查时间消耗率h，h

=

å

(bi/

ti)，选择h较大的一组进行检查

33．信息量应该是该信息出现概率的单调减函数

信息量＝，P——信息量出现的概率，信息量的单位是“比特(bit)〞

–

假设有n个信息同时出现，它们对故障诊断提供的信息量要比单一信息提供的信息量大

–

当n个信息相应的事件互相独立时，n个信息共同出现时的信息量等于各个信息的信息量之和，即信息量具有可加性

34．现代信息论中，“熵〞是系统不确定程度的度量

假设系统A有n个状态A1,A2,…,An，系统随机处于相应状态的概率分别为P(A1),P(A2),…,P(An)，那么系统的熵定义为

35．复合系统的熵：设系统A有n个可能状态，系统B有m个可能状态

从而复合系统的熵为

A、B互相独立：H(A+B)=H(A)+H(B)

A、B统计相关：

H(AB)=H(A)+H(B/A)=H(B)+H(A/B)

A条件下B的熵值：

36．定义系统B为判断A所处的状态提供的平均信息量为

也被称为系统B包含有关系统A的平均信息量。

37．目视检查是飞机结构完整性检查的最根本、最常用的检查方法，也是保证飞行平安的重要手段之一。

当蒙皮离开铆钉头并形成目视可见的明显间隙，铆钉周围有黑圈，均说明铆钉已松动。

铝合金和镁合金腐蚀初期成呈白色斑点，开展后出现灰白色腐蚀产物粉末。

不锈钢的腐蚀往往是出现黑色的坑点。

38．气密舱的密封检查：流量法和压力降法。流量法更适用于泄漏量较大而容积小的气密舱。压力降法设备简单，测法简单可靠。气密舱和结构油箱泄露包括可控制泄露和不可控制泄露。

影响密封舱结构密封性的因素：

环状缝隙影响因素；平面缝隙影响因素；加工与装配质量的影响。

39．涡流检测的根本原理

检测线圈通交流电，在线圈周围产生交变的初级磁场，当检测线圈靠近被检测的导电构件时，在交变的初级磁场作用下，构件中感生交变的电流——涡流。涡流在构件中及其周围产生一个附加的交变次级磁场，次级磁场又在线圈内产生感应电流，它的方向与原电流方向相同。当构件中产生裂纹或有其它缺陷，检测线圈与其接近时，涡流发生畸变，影响次级磁场，进而影响检测线圈中的感应电流，检测线圈中的电流的变化，说明构件发生损伤。

40．涡流检测分为高频涡流检测〔>50kHz〕和低频涡流检测。

趋肤效应：涡流的磁场会引起交变电流趋向构件外表，外表电流密度最大，随着深度增加，电流密度减弱

41．涡流检测法的适用范围

Q

检查导电构件的疲劳损伤和腐蚀损伤。对铝合金是首选的无损检测方法

u

不适用非金属构件，如塑料、玻璃纤维复合材料等的损伤

Q

高频涡流可检测试件外表或近外表的损伤，而低频涡流可检测构件隐蔽面或紧固件孔壁上的损伤

Q

对于钢构件一般不采用涡流检测法探伤。

Q

不能检测出平行于探测面的层状裂纹。

Q

厚度小于1.5

mm的薄板材，板边缘或紧固件孔边的边界效应较大，给检测带来一定的困难

42．超声波检测法：高频声束〔频率在20kHz以上〕射入被检材料，经过不同介质分界面会发生反射，检测者分析反射声束信号，便可确定缺陷或损伤的存在及其位置。

超声波的发射与接收是利用压电材料的压电效应来实现的超声波是一种波长比光波长，比普通电波短，频率高于20kHz的机械波

43．纵波检测法的适用范围：

Ø

易检测出与工件探测面走向平行的缺陷

Ø

受仪器盲区和分辨力的限制，外表和近外表检测能力低

Ø

适用于检测大面积的厚工件，定位简单

横波检测法的适用范围：

Ø

可发现与工件外表成一定角度的缺陷或损伤

Ø

辅助纵波检测，检测垂直于探测面的缺陷或损伤。

应用：可检测金属、非金属、复合材料的内部及外表缺陷〔裂纹损伤和腐蚀损伤〕，对平面缺陷十分敏感，只要声束方向与裂纹面夹角到达一定要求，就可清晰地显示出裂纹损伤

44．磁粉检测的原理：〔通过检测漏磁来发现缺陷〕

铁磁试件被磁化后，假设试件存在外表或近外表缺陷，会使试件外表产生漏磁。铁磁性工件中存在着许多小磁畴，磁化前，磁畴随机取向，磁性抵消；被磁化时，磁畴规那么排列，呈现磁极。当工件外表或近外表存在与磁化方向近于垂直的裂纹缺陷时，磁力线会弯曲，呈绕行趋势，溢出外表的磁力线叫做缺陷漏磁。漏磁场强度取决于缺陷尺寸、方向和位置以及试件的磁化强度。漏磁场强度越大，缺陷部位越容易吸附磁粉，越能显示出磁粉迹痕，观察磁粉迹痕判断缺陷所在。

l

周向磁化法：直接通电法、电极法、芯棒法

l

纵向磁化法：线圈法、电磁铁法、感应电流法

l

复合磁化法

适用于铁磁性构件外表或近外表缺陷〔或裂纹〕。主要检测锻钢件及焊件，不适用于奥氏体不锈钢〔非磁性材料〕。

注意：磁粉检测后要对零件进行退磁。

45．传统的故障诊断方法包括逻辑诊断方法、统计诊断方法和模糊诊断方法。

46．逻辑诊断法师根据故障特性〔故障信息或征兆〕与故障状态的逻辑关系，运用推理的方式进行故障诊断的方法。

有效决策规那么：将有效逻辑基中全部变元〔取值为１〕或逆变元〔取值为０〕逻辑乘，再求逻辑和．

有效决策主范式：从决策规那么出发，通过逻辑运算，得到全部变元或逆变元逻辑乘的逻辑和．

概括逻辑诊断步骤:

1.确定考虑的因素,建立决策规那么;

2.建立有效决策规那么或有效决策主范式;

3.将给定元件状态的元件变元或逆变元组成征兆函数,待定元件变元或逆变元组成成因函数,进行状态识别或故障诊断.注：此节求有效逻辑基，通过分析故障成因函数查找故障原因是重点。

47．统计诊断方法：

确定临界值是重点。

根据对平均冒险率的分析，提出以下四种确定临界值的方法：

最小冒险法、最小错误诊断概率方法、极小极大法和纽曼-皮尔逊方法。

n

在满足平均冒险率最小的条件下，即使=时，确定临界值的方法称为最小冒险方法。

n

当==，==时，最小错误诊断概率方法确定临界值得条件和最小冒险法完全相同。

n

在使平均冒险率取极大的同时，使平均冒险率取极小，这样确定临界值的方法称为极小极大法。

n

纽曼-皮尔逊方法：要正确地估计错误诊断的代价往往是十分困难的，为此往往采用使某种诊断错误概率降低到最小的原那么。

例题：根据滑油中含铁量监测发动机机匣的工作状态。设由统计资料得到：在正常状态下含铁量的均值〔1p.p.m=1毫克/升〕，在异常状态下含铁量的均值，标准偏差为；含铁量为正态分布，并发动机处于正常状态的概率为=0.8。试用最小错误诊断概率法：

〔1〕详细推导确定临界值的公式

〔2〕计算临界值x0

48．模糊诊断方法〔重点看该书最后两页〕：

设分别表示m种故障成因，它们是征兆群空间X〔论域U〕上的m个模糊子集，为相应的m个模糊子集的隶属函数。对U中的任一元素，如果，那么判断隶属于模糊子集，这就是最大隶属原那么。

隶属函数计算式：其中〔i=1，……，n〕表示第i个征兆出现的状态，征兆出现取1，不出现取0，是权系数，即诊断矩阵中第i行，第j列的元素。根据最大隶属度原那么判断故障成因，从而判断故障成因。

10.故障诊断与维修教案 篇十

安全教育

教学引入言

新学期开始了，我们开学第一课开展学生安全教育，让学生知道安全的重要性。教学目的：

1如何把安全真正实实在在的立于心，树于脑。

2懂得数控加工实训安全常识，学会常见安全事故急救方法。

3打扫环境卫生，确保实习环境干净、舒畅。掌握维修注意事项 实习重点与难点

1掌握安全操作基本

2掌握维修注意事项 实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容 教师和学生分别做自我介绍

播放数控加工安全教育课件，即可引起学生学习兴趣，也可使学生对安全操作有形象上的认识 3 安全操作基本注意事项

⑴、工作时，请穿好工作服、安全鞋，并戴上安全帽及防护镜，不允许戴手套操作数控机床，也不允许扎领带。

⑵、开车前，应检查数控机床各部件机构是否完好、各按钮是否能自动复位。开机前，操作者应按机床使用说明书的规定给相关部位加油，并检查油标、油量。

⑶、不要在数控机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。⑷、更换保险丝之前应关掉机床电源，千万不要用手去接触电动机、变压器、控制板等有高压电源的场合。

⑸、一般不允许两人同时操作机床。但某项工作如需要两个人或多人共同完成时，应注意相互将动作协调一致。

⑹、上机操作前应熟悉数控机床的操作说明书，数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。

⑺、启动主轴前须关好防护门，程序正常运行中严禁开启防护门。⑻、机床每次开机，须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。⑼、机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。⑽、加工程序必须经过严格检查方可进行操作运行。

⑾、手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离以免发生碰撞

⑿、加工过程中，如出现异常危机情况可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。

⒀、不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。4分组讨论

选出组长，安全员和组员 实习作业

写安全责任书

课题二

常用的低压电器

教学引入言

在学习教学目的：

1、掌握接触器、继电器、熔断器等作用

2、熟悉、主令电器、低压隔离器、低压断路器位置 实习重点与难点

1、接触器、继电器、熔断器作用

2、主令电器、低压隔离器、低压断路器所在机床位置 实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备 实习前准备

1、组织教学，按时点名、学生应按时整队，进入实习工厂

3、检查出勤情况

4、检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容

低压电器的分类（实物观看）

凡额定电压低于1000V的控制和保护等电气设备，均称为低压电器。低压电器是控制系统中最常用的电器设备，按其用途可分为控制电器和保护电器。在工业企业中常用的控制电器有闸刀开关、组合开关、按钮、接触器、继电器等；保护电器如熔断器、自动空气开关、热继电器等。它们大都具有接通或断开电路的作用，也就是说，可把它们看成不同性质和用途的开关。

按低压电器动作性质又可分为自动电器和手动电器两类。手动控制电器是由工作人员手动操作的，如闸刀开关、组合开关、按钮等；而自动控制电器则是按照指令、信号或某个物理量的变化而自动动作的。如各种继电器、接触器和行程开关等。本章介绍几种常用的低压电器。

一、断路器(低压断路器)说明:低压断路器过去叫做自动空气开关,先采用IEC标准称为低压断路器.定义:低压断路器是将控制电器保护电器的功能合为一体的电器.功能:电动机的过载、短路保护

线路不频繁转换

二、接触器

用途 用来频繁地接通或分段带有负载的主电路（如电动机）的制动控制电器

分类：按主触点通过电流的种类，分为直流和交流两种。机床上应用最多的是交流接触器。

交流接触器的结构原理：交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执行控制指令。

主触点一般只有常开接点，而辅助触点常有两对具有常开和常闭功能的接点。

三、继电器

继电器：是一种根据输入信号的变化接通或断开控制电路，实现控制目的的电器

分类：按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器。

按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。

其中电磁式继电器按吸引线圈电流种类不同分交流、直流两种。电磁式继电器具有工作可靠、结构简单、制造方便、寿命长等一系列优点，故在数控机床电气控制系统中应用最广泛。

四、变压器及直流稳压电源

变压器：是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压的静止电器。

①机床控制变压器：适用于交流５０~６０Ｈｚ，输入电压不超过660V的电路，作为各类机床、机械设备等一般电器的控制电源、步进电机驱动器、局部照明及指示灯的电源。

②三相变压器：三相电压的变换可用三台单项变压器也可用一台三相电压，从经济性和缩小安装体积等方面考虑，可优选三相变压器。在数控机床中主要是给伺服动力等供电。

五、熔断器：是一种广泛应用的最简单的有效的保护电器

组成：熔体、熔座。熔体一般熔点低，易于熔断、导电性良好的合金材料制成。

六、控制按钮、指示灯：

按钮 通常用来接通或断开控制电路，从而控制电动机或其他电器设备的运行。原来就接通的触点，称为常闭触点 原来就断开的触点，称为常开触点

作业：画出常见电器符号

课题三

FANUC数控车床线路图

教学引入言

本此实习我们一起来学习数控机床的维修。当今工业化的步伐正在加快，现代化设备尤其是数控机床的应用也越来越普及，机床的维护和维修越来越重要，而机床的维护人才却很缺乏。

阐述现状，提出问题，展开本次课的教学，充分运用启发式教学，激发学生的学习热情和学习兴趣。教学目的：

技术需要、市场需要、企业的效益需要。

熟悉FANUC数控车床线路图 实习重点与难点

熟悉FANUC数控车床线路图 实训教学方法

现场讲解、项目引导教学法 实习使用设备

FANUC数控车床

万用表 实习前准备

1.组织教学，按时点名.学生应按时整队，进入实习工厂

3.检查出勤情况.检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体内容

讲解：

一、数控机床的故障主要分机械故障和电气故障。1．机床本体的维护内容:(1).主轴箱的润滑和冷却；

(2).导轨副和丝杠螺母副的间隙调整、润滑；(3).支承的预紧；

(4).液压和气动装置的压力和流量调整。2．电气系统的维护内容:(1).数控系统；(2).伺服系统；(3).强电柜及操作面板。3．数控机床与电缆之间的接口：

(1).驱动电路；(2).位置反馈电路；(3).电源及保护电路；(4).开／关信号连接电路。

二、数控故障诊断及维护的特点 1.故障复杂,难于排除。

2．初始使用期；相对稳定运行期；寿命终了期，故障多。3．数控机床属于技术密集型和知识密集型设备,从系统的基本观点和原理出发, ,无论是机械或电气方面的问题,都要二者兼顾。

三、对数控维修人员的要求 1.知识面广 2.良好的系统的培训

3.良好的英语阅读能力

4.敢于实践，通过实践不断总结经验 5.敬业精神 6.持续的学习精神

四 讲解FANUC数控车床线路图，实习作业

画FANUC数控车床线路图，并熟悉线路图。

课题四

教学引入言

前一节课我们简单的了解了机床维护的特点和内容，已经对机床维修有了一定的认识，这节课我们共同来学习两个内容：1.数控机床的故障处理的方法、要点。2。数控机床的抗干扰。本次课我们将通进一步深入的学习，掌握机床维护维修的常用方法，教学目的：

1.掌握故障的分类和常见故障处理的步骤。2.掌握常用的数控系统故障诊断方法。

3.熟悉机床的常见干扰，并知道解决干扰的方法。实习重点与

1.数控机床故障处理的步骤；

2.利用合适的故障处理方法去解决简单的系统故障问题。3.掌握机床抗干扰的方法。难点

熟悉机床维修的基本方法，懂得对症下药。实训教学方法 现场讲解、讲授法 实习使用设备

FANUC数控车床

万用表 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂 检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容

数控机床的故障处理

一、故障的分类（简单介绍）1.按数控机床发生故障的部件分类：

主机故障，电气故障（分弱电故障和强电故障）2.按数控机床发生的故障的性质分类： 系统故障，随机性故障：。3.按报警发生后有无报警显示分类：

有报警显示的故障：（1）硬件报警显示的故障，（2）软件报警显示故障，二、故障处理对策

除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。

如果按复位后，故障不能消失，从以下方面进行调查：  检查机床的运行状态  检查加工程序及操作情况  检查故障的出现率和重复性  检查系统的输入电压  检查环境状态  外部因素  检查运行情况

 检查机床状况  检查接口情况

数控机床故障诊断的方法

一、诊断步骤和要求 1.故障诊断 故障检测（确定有否故障）故障判断（确定故障性质）故障定位（确定故障部位）2.故障诊断要求：

 故障检测方法简便有效  使用的诊断仪器少而实用  故障诊断的所需的时间尽可能短 3.故障诊断原则：(1).先外部后内部。(2).先机械后电气，(3).先静后动，(4).先公用后专用。(5).先简单后复杂。(6).先一般后特殊。

二、常用故障诊断方法 1.直观法（望闻问切）2.CNC系统的自诊断功能

3.数据和状态检查：接口检查、参数检查 4.报警指示灯显示故障

5.备板置换法（替代法）6.交换法 7.敲击法 8.测量比较法

总之,各种故障诊断方法各有特点，要根据故障现象的特点灵活的组合应用。

子项目四 数控机床的抗干扰

一、电磁波干扰

电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这些设备）

二、供电线路干扰

 输入电压过压或欠压引起电源报警而停机

 电源波形畸变所引起错误信息会导致CPU停止运行

三、信号传输干扰

 串模干扰—干扰电压叠加在有用信号上. 共模干扰—干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。

四、抗干扰措施 1.减少供电线路的干扰 2.减少机床控制中的干扰.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）

信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组件采用金属容器屏蔽。

4.保证“接地”良好

“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都市通过“接地”对机床起作用的。

接地的要求:接地要可靠（接地电阻应小于100欧姆）、接地线要粗（应大于电源线的截面积）。实习作业

画FANUC数控车床线路图，并熟悉线路图。

课题五

机床点检（1）

教学引入言

同学们，我们今天开始单元二的学习－数控机床的维护。把机床维护好也十分地重要。教学目的：

机床点检的内容、意义、方法 实习重点与难点

机床点检的内容、意义、方法 实训教学方法

现场讲解、示范，项目教学法 实习使用设备

FANUC数控车床

万用表 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容

本次课以后面的现场教学和综合实训项目FANUC数控车床故障现象及软件判别。实行综合故障现象及软件判别，逐步讲解故障现象原因。

一、以组为单位，每组学生以2－3人为宜，轮换对FANUC数控车床

进行点检。

二、每台机床旁边每次控制在1组左右。

三、每次点检不超过40分钟。四写出

1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理 2.分析引起故障现象的原因，3制定维修计划和方案 4画出线路图 五 要求

1.安全生产意识 2.团队协作精神 3.良好的职业习惯 4.语言文字表达能力 5.沟通能力 六 每组完成点检讨

每完成一个故障排除任务，各组同学进行互评，相互查缺补漏，以达到知识互补。七 随机抽题 实习作业 完成实践报告。

课题六 主轴正反转

教学引入言

阐述现状，提出问题，展开本次课的教学，充分运用启发式教学，激发学生的学习热情和学习兴趣。教学目的：

1主轴的电路分析 2故障原因 3 排故过程 4电路图 实习重点与难点 1主轴的电路分析 2故障原因 3 排故过程 4电路图 实训教学方法

现场讲解、示范、项目教学 实习使用设备

FANUC数控车床

万用表 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容 一．主轴驱动系统

1.一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率范围宽 伺服主轴要求：有进给控制和位置控制,由编码器提供反馈信号 2.主轴变速形式：

(1).电动机带齿轮换档（降速、增大传动比、增大主轴转矩）；(2).电动机通过同步齿带或皮带驱动主轴（恒功率、机械传动简单）二． 常用主轴驱动系统介绍 FANUC公司主轴驱动系统

主要采用交流主轴驱动系统S.H.P三个系列（1.5-

37、1.5-

22、3.7-37 kW）

主要特点：

(1).采用微处理控制技术(2).主回路采用晶体管PWM逆变器(3).具有主轴定向控制、数字和模拟输入

三、主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 1．故障形式

(1).在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息(2).在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障(3).无任何故障报警信息 2.常见故障有：(1).外界干扰：

(2).过载

(3).主轴定位抖动:(4).主轴转速与进给不匹配(5).转速偏离指令值(6).主轴异常噪声及振动(7).主轴电动机不转

四、主轴直流驱动的故障诊断

由于直流调速性能的优越性，直流主轴电动机在数控机床的主轴驱动中得到广泛应用，主轴电动机驱动多采用晶闸管调速的方式。1.控制电路

调速特点—速度环的输出是电流环的输入，可以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩。

在速度差值大时，转矩大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调.2.主电路

数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统.在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋转的机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，使一组晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封锁，切断两组之间流通的电流。

例1：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速系统。当用M03指令起动时有“咔、咔”的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机（回馈制动）。在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说明逆变电路有故障。

例2：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声增大，影响加工质量。

分析: 经检查主轴箱和直流主轴电动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。

测得的速度指令信号正常，而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上.五、主轴交流驱动的故障诊断

（一）6SC650系列主轴交流驱动系统 1.驱动装置的组成（原理图）2.故障诊断  故障代码  辅助诊断

（二）主轴通用变频器

 总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.主轴常见故障及排除方法；直流主轴驱动系统和交流主轴驱动系统的常见故障及排除方法；变频器的使用及报警诊断。2.作业：P123-125

3，14。

课题七刀架转动

教学引入言 教学目的：

1.掌握理解机床刀库和换刀机械手的特点； 2.掌握理解机床刀库和换刀机械手的维修要点，3 了解机床刀库和换刀故障案例 实习重点与难点

1机床刀库和换刀机械手的特点； 2机床刀库和换刀机械手的维修要点，实训教学方法

现场讲解、示范、案例教学法、导入法 实习使用设备

FANUC数控车床

万用表 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容

数控车床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置，根据不同加工对象，可以设计成四方刀架和六角刀架等多种形式。数控车床回转刀架动作的要求是刀架抬起、刀架转数控车床回转刀架

动作的要求是刀架抬起、刀架转位、刀架定位和刀架夹紧。2转塔头式换刀装置

一般数控机床常采用转塔头式换刀装置，如数控车床的转塔刀架，数控钻镗床的多轴转塔头等。在转塔的各个主轴头上，预先安装有各工序所需要的旋转刀具，当发出换刀指令时，各种主轴头依次转到加工位置，并接通主运动，使相应的主轴带动刀具旋转，而其他处于不同加工位置的主轴都与主运动脱开。3 刀库与换刀机械手的维护要点

1）.严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或发生碰撞

2.）不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上所需刀具一致 3.）手动方式放往刀库上装刀时，要确保装到位、装牢靠。刀座上的锁紧也要可靠

4.）经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴 回换刀点位置到位，及时调整

5.）要保持刀具刀柄和刀套的清洁

6.）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常（行程开关、电磁阀、液压系统的压力等）4刀架 刀库和换刀常见故障 1）刀库不能转动或转不到位：原因 ①链接电动机轴与蜗杆的联轴器松动。

②变频器有故障，应检查变频器输出、输入电压是否正常

③PLC无控制输出，有可能是指示接口板中的继电器失效 ④机械连接过紧或黄油黏涩 ⑤电网电压过低 2）刀套不能加紧工件 3）刀套上、下不到位 4）刀套不能拆卸或停留 5）电路问题 6）举例

刀库故障主要表现在：

刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等

故障现象

故障原因 1.刀库刀套不

刀套上的调整螺母位置不对能卡紧刀具

2.刀库不能旋转

电机和蜗杆轴联轴器松动

3.刀具从机械

刀具超重、机械手卡紧销损 手中脱落

坏或没有弹出来

4.刀具交换时

换刀时主轴没有回到换刀点 掉刀

5.换刀速度过

气压太高或太低和节流阀开快或过慢

口太大或太小 实习作业 书···

课题八数控机床主传动链的故障诊断

教学引入言

数控机床总体上分为机械和电气两大部分，请同学们谈谈对机床机械部分的认识（简单的互动讨论）。我们进入到本章的学习，学习机床机械故障的排除。教学目的

1.理解数控机床机械系统结构的组成。，2.理解数控机床机械系统结构特点。3.掌握机械系统的故障诊断方法。4.掌握主轴部件的维修。实习重点与难点

1.机械故障诊断方法的使用。2.主轴部件的重点部位的维护、维修。实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备

FANUC数控车床

万用表 实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）27

实习具体容

数控机床主传动链的故障诊断

主轴部件应具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升；在结构上必须能解决刀具和工件的装夹、轴承的装配、轴承间隙调整和润滑密封等问题。

数控机床的主轴部件一般包括主轴、主轴轴承和传动件等。对于加工中心，主轴部件还包括刀具自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的切屑消除装置。主轴轴承的配置形式

数控机床主轴轴承主要有以下几种配置形式：

（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60度角接触双列向心推力球轴承，后支承采用向心推力球轴承，如图2-30（a）所示。

（2）前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图2-30（b）所示。（3）前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承，如图2-30（c）所示。

一、维护特点

1、主轴润滑

（1）油气润滑方（2）喷注润滑方式

2、防泄漏（如图所示）

3、刀夹装置

7：24大锥度锥柄

二、主传动链的维护

1、熟悉主传动链的结构、性能参数；

2、注意主轴油箱温度和油量；

3、住传动链出现故障，应立即停机排除故障；

4、防止皮带打滑造成的丢失现象；

5、定期观察液压系统的压力表；

6、注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁；

7、每年清洗过滤器和更换液压泵滤油器；

8、每天检查主轴润滑恒温油箱，使油充足；

9、防止各种杂质进入油箱，保持油液清洁；

10、要及时调整主轴中液压缸活塞的位移量；

11、经常检查压缩空气气压，并调整到标准要求值。

三、主传动链的故障诊断（讲解重点，逐条分析，并加以实例）

1、主轴发热

轴承损伤或不洁；主轴前端盖与箱体压盖研伤；润滑油脂耗尽或油脂涂抹过多。

2、主轴噪声

缺少润滑、大小皮带平衡不佳；齿轮啮合间隙不均或齿轮损坏；传动轴损坏或弯曲。

3、润滑油泄漏

润滑油量过多；密封件是否破损；管件损坏。

4、刀具不能夹紧

碟形弹簧位移量较小；刀夹弹簧上螺母是否松动。

5、刀具夹紧后不能松开

松刀弹簧压合过紧；液压缸压力和行程不够。

6、主轴在强力切削时停转

电动机与主轴连接的皮带过松；皮带表面有油、使用过久；摩擦离合器调整过松或磨损。

7、主轴没有润滑油循环或润滑不足

油泵转向不正确或间隙过大；吸油管没有插入油箱的油面以下；油管或滤油器堵塞；润滑油压力不足。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.主轴是数控机床的主要部件，通过本节要抓住以下几点进行讲解： 结合基础课的理论，复习和掌握主轴的几种功能及结构。2.通过将结掌握常见主轴故障的排除方法 作业

书

课题九 数控机床进给传动链的故障诊断

滚珠丝杠螺母副和导轨副

教学引入言:

数控机床的进给传动链包括哪几个组成部分（提问），其中的重点是滚珠丝扛副和导轨副，这就是我们今天学习的内容。

教学目的： 1.理解机床滚珠丝扛副的结构特点 2.理解机床滚珠丝扛副的维修要点。3.理解机床导轨副的结构特点 4.理解机床导轨副的维修要点。实习重点与难点

1.机床进给部件的布置形式 2.进给部件各环节的联接形式

3.进给传动链中，消除间隙的方法、调试方法 实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备

实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容

（一）滚珠丝杠螺母副

一、滚珠丝杠螺母副的维护（图表讲解）

1、轴向间隙的调整

2、支承轴承的定期检查

3、滚珠丝杠副的润滑

4、滚珠丝杠的防护

二、滚珠丝杠副的故障诊断（结合实例讲解）

1、滚珠丝杠副噪声

轴承的压盖压合情况不好；轴承可能破损；联轴器松动；丝杠润滑不良；滚珠有破损。

2、滚珠丝杠运动不灵活

轴向载荷过大；丝杠与导轨不平行；轴线与导轨不平行；丝杠弯曲变形。

3、滚珠丝杠副润滑状况不良 检查各滚珠丝杠副润滑

（二）导

轨

副

一、导轨副的维护（图表讲解）

1、间隙调整

（1）压板调整间隙（2）镶条调整间隙（3）压板镶条调整间隙

2、滚动导轨的预紧

（1）采用过盈配合（2）调整法

3、导轨的润滑

常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。

（1）润滑方法

人工定期加油或用油杯供油；

润滑泵供油。（2）对润滑油的要求

工作温度变化时润滑油粘度要小，要有良好的润滑性能和足够的油膜刚度。

二、导轨的故障诊断（结合实例讲解）丝杠 故障现象

故障原因

1.噪声大

丝杠支承轴承损坏或压盖压合不好、联轴器松动、润滑不良或丝杠副滚珠有破损

2.丝杠运动不灵活

轴向预紧太大、丝杠或螺母轴线与导轨不平行、丝杠弯 导轨

1、导轨研伤

机床长期使用，地基与床身水平有变化，使导轨局部单位面积负荷过大；长期加工短工或承受过分集中的负荷，使导轨局部磨损严重；润滑不良、材质不佳；质量不符合要求；机床维护不良，导轨里落入赃物。

2、导轨上移动部件运动不良或不能移动

导轨面研伤；导轨压板研伤；导轨镶条与导轨间隙太小，调的太紧。

3、加工面在接刀处不平

直线度超差；工作台塞铁松动或塞铁弯度太大；机床水平度差，使导轨发生弯曲。

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

1.进给传动链的维护内容是非常多的，关键是读图。这两节课机械结构图很多，用利用动画和图表，给学生进行讲解。2.掌握进给传动链维护的要点和常见故障的排除。作业 书

课题十

数控机床主轴系统的故障诊断

教学引入言

前面我们学习了机床机械部件的故障，从今天这次课我们来学习电气方面的故障。本章的内容是本课程的重点，涉及到的知识点多，理论实践性都很强。同学们，要充分结合已学过的相关课程。好下面我们首先学习主轴驱动系统。教学目的：

1．掌握伺服系统的作用、组成及分类。2．了解典型的主轴驱动系统。

3．掌握进给伺服系统的故障形式及诊断方法。4．掌握主轴直流驱动的故障诊断方法及特点。5.掌握主轴交流驱动的故障诊断方法及特点。6．掌握变频器的相关知识。实习重点与难点

伺服工作的原理、主轴伺服的故障形式及可能的故障原因、主轴伺服系统的故障及诊断 实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备

实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容 1．故障形式

(1).在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息

(2).在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障

(3).无任何故障报警信息 2.常见故障有：

(1).外界干扰：

(2).过载

(3).主轴定位抖动:

(4).主轴转速与进给不匹配

(5).转速偏离指令值

(6).主轴异常噪声及振动

(7).主轴电动机不转 2.常见故障有：

(1).外界干扰：

(2).过载

(3).主轴定位抖动:

(4).主轴转速与进给不匹配

(5).转速偏离指令值

(6).主轴异常噪声及振动

(7).主轴电动机不转

3、主轴直流驱动的故障诊断

由于直流调速性能的优越性，直流主轴电动机在数控机床的主轴驱动中得到广泛应用，主轴电动机驱动多采用晶闸管调速的方式。

1).控制电路

调速特点—速度环的输出是电流环的输入，可以根据速度指令电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩。

在速度差值大时，转矩大，速度变化快，转速尽快达到给定值，当转速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调.2).主电路

数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统.在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋转的机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，使一组晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封锁，切断两组之间流通的电流。

例1：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速系统。当用M03指令起动时有“咔、咔”的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动后无明显的异常现象；

用M05指令使主轴停止时，换向片上出现强烈的火花，同时伴有“叭、叭”的放电声，随即交流回路的保险丝熔断。

火花的强烈程度和电动机的转速成正比。但若用急停方式停止主轴，37

换向片上没有任何火花。

分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机（回馈制动）。

在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说明逆变电路有故障。

例2：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声增大，影响加工质量。

分析: 经检查主轴箱和直流主轴电动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。

测得的速度指令信号正常，而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上.五、主轴交流驱动的故障诊断

（一）6SC650系列主轴交流驱动系统

1.驱动装置的组成（原理图）

2.故障诊断

故障代码

辅助诊断

（二）主轴通用变频器

总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）

课题十一数控机床机械故障诊断方法

教学引入言

教学目的：

1.机械故障的原因 2.机械故障诊断 实习重点与难点

1.机械故障的原因 2.机械故障诊断 实训教学方法

现场讲解、示范、排故 实习使用设备

实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容 1.机械故障的原因

机床在运行过程中，机械零部件受到力、热摩

擦以及磨损等诸多因素的作用，使其领部件偏离或丧失原有的功能。2.机械故障诊断

机床运行状态的识别、运行状态的信号获取、特征参数的分析，39

故障性质的判断和故障部位的确定

3.实用诊断技术

问—操作者（渐/突发、故障现象、加工件的情况、传动系统的运动和动力、润滑、保养和检修情况）

看—机床的转速变化、工件的表面粗糙度和振纹、颜色伤痕等明显症状

听—机床运转声（强弱、频率高低等）闻—润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气

触—用手感来判别机床的故障（温升、振动、伤痕和波纹、爬行、松紧）

实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用简便、快速有效的特点，但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人员的经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。

故障现象

故障原因

1.主轴发热

轴承损伤或不清洁、轴承油脂耗

尽

或油脂过多、轴承间隙过小

2.主轴强力

电机与主轴传动的皮带过松、切削停转

皮带表面有油、离合器松

3.润滑油泄漏

润滑油过量、密封件损伤或

失效、4.主轴噪声

缺少润滑、皮带轮动平衡

（振动）

不佳、带轮过紧、齿轮磨

损或啮合间隙过大、轴承

损坏 5.主轴没有或

油泵转向不正确、油管或

润滑不足

滤油器堵塞、油压不足 6.刀具不能

蝶形弹簧位移量太小、刀

夹紧

7.刀具夹紧后

不能松开

作业

书

具松夹弹簧上螺母松动 刀具松夹弹簧压合过紧、液压缸压力和行程不够 41

课题十二数控机床常见机械故障及处理方法

课题十三数控机床保养与维护

教学引入言

教学目的：

实习重点与难点

1规范操作学会保养 实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备

实习前准备

1组织教学，按时点名 学生应按时整队，进入实习工厂

检查出勤情况 检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容

日检(1)主要项目

1)液压系统

2)主轴润滑系统

3)导轨润滑系统

4)冷却系统

5)气压系统

作业 书

课题十四 进给伺服系统的故障诊断

教学引入言

1．本次课的内容以学生动手为主，主要教会学生进给伺服系统的故障诊断与排除。

2．学生对这部分的内容很感兴趣，加强动手能力对学生有益。教学目的：

通过交流进给伺服系统的调节来掌握交流伺服系统故障的诊断与维修实习重点与难点

进给伺服系统的故障点的排除与诊断 实训教学方法

现场讲解、示范、媒体教学 实习使用设备 实习前准备

1组织教学，按时点名

学生应按时整队，进入实习工厂 3 检查出勤情况

检查学生装束是否整体（工作服，安全帽，鞋）实习具体容