⑴ 风力发电机组常见故障
2.风力发电机组的故障
风电机组主要分为三类①双馈式变桨变速机型,是目前大部分企业采用的主流机型;②直驱永磁式变桨变速机型是近几年发展起来的,是未来风电的发展方向之一;③失速定桨定速机型是非主流机型,运行维护方便。
发电机是风电机组的核心部件,负责将旋转的机械能转化为电能,并为电气系统供电。随着风力机容量的增大,发电机的规模也在逐渐增加,使得对发电机的密封保护受到制约。发电机长期运行于变工况和电磁环境中,容易发生故障。常见的故障模式有发电机振动过大、发电机过热、轴承过热、转子/定子线圈短路、转子断条以及绝缘损坏等。据统计,在发电机的所有故障中,轴承的故障率为40%,定子的故障率为38%,转子的故障率为10%,其他故障占12%。
根据发电机的故障特点,采用的诊断方法主要是基于转子/定子电流信号、电压信号以及输出功率信号等状态检测手段。POPA等借助定子电流和转子电流信号的时域分析得到其幅值信息,再通过FFT得到电流信号的谐波分量,最后通过判断谐波分量的变化实现对发电机3种模拟故障的识别。WATSON等借助连续小波变换,对输出功率信号进行分析,识别出了发电机转子偏心故障和轴承故障。DJUROVIC等研究了稳态状况下,短时傅里叶变换方法在发电机定子开环故障中的应用。通过对比发现,虽然基于定子电流和瞬时功率的诊断方法均可识别出故障,但瞬时功率信号中包含了更多的故障信息。发电机的转子偏心现象是轴承过度磨损或其他故障隐患的表现。基于输出电流、电压、功率等信号的检测方法是识别转子偏心故障的有效手段。此外,MOHANTY等针对多级齿轮箱研究通过解调异步发电机的电流信号来诊断齿轮箱故障。
另外,BENNOLrNA等在变转速下建立了基于多项式的双馈式异步发电机线性与非线性数学模型,利用故障特征分析法检测出了转子偏心故障,但是此方法也仅能判断发电机出现故障类型,而不能准确找出故障源。YANG针对同步发电机为消除变转速的影响,提出了基于转矩和主轴转速的判断准则。模拟定子绕组线圈的短路,对发电机定子绕组电流/功率信号,先用离散小波去除噪声,再使用连续小波提取特征频率,有效地识别出了故障。
3.风力发电机组叶片故障
风力发电机组安装在野外比较恶劣的环境,经常处于无人值守的状态,对其运行状态的监测尤其重要。由于环境因素,机体各部件故障率较高,叶片作为风力发电机组的主要部件之一,对其故障监测十分必要,一旦出现故障,要是不及时处理,叶片就会很快的断裂。轻则造成停机,重则烧坏机组,影响正常供电,造成不可挽回的损失.
风机叶片故障类型可分为裂纹、凹痕和破损等,叶片的振动形式主要包括摆振、挥舞振动、扭转振动和复合振动,叶片的故障信息通常依靠现场监测的震动信号进行反应。在风力发电机组故障中,突变信号和非平稳信号往往会伴随故障存在。理论上讲,当叶片出现裂纹时,振动信号中会伴随有较强的高频冲击波,并且这些离散的故障信号是可能存在任意频段内的。
故障诊断常用方法有时域分析方法和频域分析方法,时域分析方法主要研究不同时刻信号之间的关系,对于某些有明显特征的故障信号,可做出定性分析。频域分析方法通过研究波形的谐波分量来识别多种频率成分。这两种方法都具有单一性,而小波分解方法具有局部化分析的功能,在时域和频域都能快速定位。小波分解在低频部分,可以采用宽的时间窗,频率分辨力则大大增强; 在高频部分则采用宽的时间窗,频率分辨力则会减弱。小波分解方法的这种特性非常适合非平稳信号的故障诊断。
4.轴承故障检测
风电机组主要零部件的可靠性研究表明,在风电机组的故障中电气和控制系统故障率最高,传动系统如齿轮箱、主轴承等故障率相对较低。但进一步的研究表明电气和控制系统的故障容易排除,停机时间短,并且也不需要吊车等辅助工具。从机组故障引发的停机时间、维护费用和是否容易造成的继发故障等角度分析,与电气和控制系统相比,机械传动系统的状态监测与预警维护更为重要。
轴承是旋转机械的关键部件,也是风电机组机械传动系统的核心部件,机械传动系统的非轴承如齿轮箱、桨叶等故障,亦多是由轴承故障引起或可在轴承的运行状态中得到反映。因此对轴承的运行状态进行实时监测,对整个机械传动系统的故障诊断和运行维护具有重要的意义。
风力发电机用轴承大致可以分为四类:变桨轴承、偏航轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)和发电机轴承。偏航轴承安装在塔架与座舱的连接部,变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位(除部分小功率兆瓦级以下的风力发电机为不可调桨叶,无变桨轴承外,每台风力发电机设备用一套偏航轴承和三套变桨轴承),主轴连接轮毂和齿轮箱,都是低速重载轴承,其中偏航和变桨轴承还是不完全旋转轴承。齿轮箱为增速箱,将叶轮的低速变为输入到发电机的高转速,二者的轴承与通常的发电机组除了在使用寿命和可靠性方面要求较高,并无其他不同。
目前的实际应用的风电轴承运行状态监测与故障识别的方法主要有基于数据采集与监视控制系统(SCADA,Supervisory Control And Data Acquisition)的方法,基于振动分析、润滑油检测的方法,基于声音、红外图像的方法以及多种方法相结合等方法。
4.1 基于SCADA的方法
对于运行状态监测,风电机组与通常的发电机组相比有自己的特点:通常的火力或水利发电机机组的单机功率比风电机组大的多,机组数目少,因此状态监测点少,而一个风电场通常几十台甚至上百台风电机组,因此需要的传感器数目和采集与通讯的数据量比通常的发电机组要大的多,增加了风电机组的成本和复杂性,也限制了监测系统的应用普及。如果能利用机组已有的SCADA数据,不装配额外的传感器获取机组轴承的运行状态,是最经济的方法。
研究表明发电机的机械故障可以由感应电机的终端发电机的输出反应出来,通过对感应电机的电压、电流和功率的稳定功率谱分析,对发电机的轴承、转子的断条、气隙偏向等故障进行故障监测。对于传动轴承故障诊断,类似的研究还比较少,用对电机电流解调的方法监测多级齿轮箱的故障,用定子电机电流识别齿轮箱滚动轴承的故障,由于电流的非平稳特点,引入了小波包变换的方法。在缺少振动传感器的情况下,由SCADA参数反应的传动系统轴承的运行状态不够具体。由多所大学、咨询机构和风电机组制造商合作的欧盟项目ReliaWind’在主轴承、齿轮箱和发电机轴承处安装振动传感器,通过将每十分钟的振动平均数据和SCADA数据参数相结合判断风电机组的运行状态。
4.2 基于振动的方法
基于振动的方法在旋转机械和其他发电机组的故障诊断中已广泛应用,且取得了很好的效果。风电机组的发电机和齿轮箱高速轴承可以应用现有的基于振动的故障诊断技术,只是由于风电机组的负载是非平稳的变量,常用的时域和频域FFT分析方法的性能会受影响,在信号处理的方法上需要改进。而对于主轴承和齿轮箱低速轴承,由于轴承的转速低(每分钟10—30转),计算出的故障频率低,而高通滤波器会将3Hz以下的频率过滤掉,再加上受到环境噪声的影响,使得频谱分析效果很差甚至无法进行;而在冲击故障的瞬态性问题中,由于每次故障冲击的间隔较长,使用冲击法很难准确地检测到故障信号;同时由故障点产生的冲击响应的频率较低,不能激励起较高的频率成份。以上原因限制了振动监测主轴承运行状态的效果,但可从其运行情况反映叶片的运行状态,比如识别其是否平衡,从而判断其是否遭受冰冻等事故。
4.3 基于润滑油液的方法
资料显示轴承的故障多于润滑不良有关,主要原因有 1)由于大气温度过低,润滑剂凝固,造成润滑剂无法到达需润滑部位而造成磨损;2)润滑剂散热不好,经常过热,造成润滑剂提前失效而损坏机械啮合表面;3)滤芯堵塞、油位传感器污染,润滑剂“中毒”而失效引起的故障有粘附磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、微动磨损和气蚀。这些磨损出现之后,轻则金属微粒会污染润滑剂,影响功率传递,产生噪音,造成齿面严重磨损或断裂,轴承内外圈或滚珠损坏,严重的使机组无法转动而彻底停机。目前的油液监测系统主要是振动齿轮箱的润滑油液,对于润滑的部件尚没有在线监测的方法。振动监测室风电轴承监测的趋势,但由于风电负载和风力的不稳定影响了传统的时域和频域FFT分析方法的效果,亟需引入新的非平稳信号的处理方法。
5. 风力系统的变频器的故障的分析
变频器的故障种类很多,主要有以下几类:和预先估计的结果差得很远、变频器不正确的动作行为、过电流、过电压以及电压不够等等。风力系统的变频器过电压情形指的是中间的直流回路超过电压,这会使中间直流回路滤波电容器的寿命大大减短。之所以会产生这种故障,是由于电源侧的冲击过电压。风力系统过电流故障是因为变频器负载有突然地变化,并且负载的不均匀分布,输出的还有短路这些种种缘由引起,加上逆变器过载的性能、功能极其差,因此逆变器过载故障诊断可谓是相当重要。另外,整流回路故障会因为输进的电源缺少而致使电压不够的故障发生。还有,低压穿过电网的时候变频器可能会产生故障,这也是一大研究的领域。
⑵ 机械故障诊断的基本内容有哪些
《机械故障诊断技术》分为两大部分,第1部分介绍机械设备故障诊断技术的基础理论和基础知识,内容包括:第1章绪论、第2章机械振动及信号、第3章振动信号测取技术、第4章信号特征提取--信号分析技术、第5章设备状态的判定与趋势分析。第2部分介绍机械故障诊断技术在工程实践中的应用,内容包括:第6章旋转机械故障诊断、第7章滚动轴承故障诊断、第8章齿轮箱故障诊断、第9章电动机故障诊断、第10章设备状态调整。
⑶ 数控车床故障有哪些基本判断方法
对于数控车床的机械故障来说,对故障的分析、诊断过程,就是指对故障的一个排除过程,因此,对于故障的诊断方法就显得非常重要。以下是几种常用的数控车床故障诊断方法:
1、直观诊断法。主要是对故障车床采用目测、手摸、通电等方式,来完成车床故障的初步诊断。
2、自诊断功能法。合理的利用数控车床的自诊断功能,根据其故障显示进行分析,从而得出故障的大致原因。
3、交换诊断法。将车床上相同的功能模块相互的对换,对故障转移的方向进行检测,从而确定故障发生部位。
4、仪器测量诊断法。当数控车床发生故障后,使用电工的常规检测仪器,对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行检测,并与正常值进行对比,从而分析得出故障部位。
5、敲击诊断法。数控车床的各控制系统都是由电路板组成,各个电路板上面都有若干个焊接点,电路板上任何的虚焊或者是接触不良都可能导致故障发生。可以采用绝缘物对怀疑有虚焊或者是接触不良的疑点处进行轻轻拍打,若故障加重,则故障点就应该在拍打部位。
对于较难排除的故障,可以采用上述方法同时进行,从而进行故障的总体分析,快速的确定故障发生部位,从而能快速排除故障。
⑷ 机械设备故障的诊断
机械故障诊断 需要进一步确定故障的性质,程度,类别,部位,原因,发展趋势等,为预报,控制,调整,维护提供依据。主要包括信号检测,特征提取,状态识别,诊断决策。 诊断技术发展几十年来,产生了巨大的经济效益,成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看,美国占有领先地位。美国的一些公司,如Bently,HP等,他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平,不仅具有完善的监测功能,而且具有较强的诊断功能,在宇宙、军事、化工等方面具有广泛的应用。美国西屋公司的三套人工智能诊断软件(汽轮机TurbinAID,发电机GenAID,水化学ChemAID)对其所产机组的安全运行发挥了巨大的作用。还有美国通用电器公司研究的用于内燃电力机车故障排除的专家系统DELTA;美国NASA研制的用于动力系统诊断的专家系统;Delio Procts公司研制的用于汽车发动机冷却系统噪声原因诊断的专家系统ENGING COOLING ADCISOR等。近年来,由于微机特别是便携机的迅速发展,基于便携机的在线、离线监测与诊断系统日益普及,如美国生产的M6000系列产品,得到了广泛的应用。 英国于70年代初成立了机器保健与状态监测协会,到了80年代初在发展和推广设备诊断技术方面作了大量的工作,起到了积极的促进作用。英国曼彻斯特大学创立的沃森工业维修公司和斯旺西大学的摩擦磨损研究中心在诊断技术研究方面都有很高的声誉。英国原子能研究机构在核发电方面,利用噪声分析对炉体进行监测,以及对锅炉、压力容器、管道得无损检测等,起到了英国故障数据中心的作用。目前英国在摩擦磨损、汽车、飞机发动机监测和诊断方面仍具有领先的地位。 欧洲一些国家的诊断技术发展各具特色。如瑞典SPM公司的轴承监测技术,AGEMA公司的红外热像技术;挪威的船舶诊断技术;丹麦的BK公司的振动、噪声监测技术等都是各有千秋。日本在钢铁、化工等民用工业中诊断技术占有优势。东京大学、东京工业大学、京都大学、早稻田大学等高等学校着重基础性理论研究;而机械技术研究所、船舶技术研究所等国立研究机构重点研究机械基础件的诊断研究;三菱重工等民办企业在旋转机械故障诊断方面开展了系统的工作,所研制的“机械保健系统”在汽轮发电机组故障监测和诊断方面已经起到了有效的作用。 我国诊断技术的发展始于70年代末,而真正的起步应该从1983年南京首届设备诊断技术专题座谈会开始。虽起步较晚,但经过近几年的努力,加上政府有关部门多次组织外国诊断技术专家来华讲学,已基本跟上了国外在此方面的步伐,在某些理论研究方面已和国外不相上下。目前我国在一些特定设备的诊断研究方面很有特色,形成了一批自己的监测诊断产品。全国各行业都很重视在关键设备上装备故障诊断系统,特别是智能化的故障诊断专家系统,在电力系统、石化系统、冶金系统、以及高科技产业中的核动力电站、航空部门和载人航天工程等。工作比较集中的是大型旋转机械故障诊断系统,已经开发了20种以上的机组故障诊断系统和十余种可用来做现场故障诊断的便携式现场数据采集器。透平发电机、压缩机的诊断技术已列入国家重点攻关项目并受到高度重视;而西安交通大学的“大型选转机械计算机状态监测与故障诊断系统”,哈尔滨工业大学的“机组振动微机监测和故障诊断系统”。东北大学设备诊断工程中心经过多年研究,研制成功了“轧钢机状态监测诊断系统”,“风机工作状态监测诊断系统”,均取得了可喜的成果。 可用于机械状态监测与故障诊断的信号有振动诊断、油样分析、温度监测和无损检测探伤为主,其他技术或方法为辅的局面。这其中又以振动诊断涉及的领域最广、理论基础最为雄厚、研究得最为充分。目前,在振动信号的分析处理方面,除了经典的统计分析、时频域分析、时序模型分析、参数辨识外,近来又发展了频率细化技术、倒频谱分析、共振解调分析、三维全息谱分析、轴心轨迹分析以及基于非平稳信号假设的短时傅里叶变换、Winger分布和小波变换等。而当代人工智能的研究成果为机械故障诊断注入了新的活力,故障诊断的专家系统不仅在理论上得到了相当的发展,且己有成功的应用实例,作为人工智能的一个重要分支,人工神经网络的研究己成为机械故障诊断领域的一个最新研究热点。 随着计算机技术、嵌入式技术以及新兴的虚拟仪器技术的发展,故障诊断装置和仪器己经由最初的模拟式监测仪表发展到现在的基于计算机的实时在线监测一与故障诊断系统和基于微机的便携式监测分析系统。这类系统一般具有强大的信号分析与数据管理功能,能全面记录反映机器运行状态变化的各种信息,实现故障的精确诊断。随着网络技术的发展,远程分布式监测诊断系统成为目前的一个研究开发热点。
⑸ 怎样测试电动机的动平衡
对电动机转子进行动平衡检测和校正是降低电动机运行噪声的有效方法.在转子动平衡校正工艺设计中,确定电动机转子总的剩余不平衡量和将总的剩余不平衡量分配到若干个校正平面是转子动平衡工艺设计的关键.
动平衡测试仪:
动平衡测试仪可用于配套动平衡机生产,改造旧式动平衡机和做现场动平衡测试。近年来随着机械工业的科技进步,旋转类机械的转速越来越高,人们对这类产品的振动等性能要求也越来越高,而改善这一性能的重要途径就是提高动平衡的精度和效率。该仪器就是针对这一情况研制成功的。该仪器具有精度高、准确度高、操作简单和维修容易等特点,仪器组成全部采用集成电路和最新的单片机控制。其中采取了自动跟踪滤波技术、自动补偿技术、程控技术和自学习技术,性能稳定。
常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。在理想的情况下回转体旋转时与不旋
转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设
计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基
础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或
使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。
现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡)常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。静平衡精度太低,平衡
时间长;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上
拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。特别是动平衡机无法消除由于装配或其它随动元件引发的系统振动。使转子在正常安装
与运转条件下进行平衡通常称为“现场平衡”。现场平衡不但可以减少拆装转子的劳动量,不再需要动平衡机;同时由于试验的状态与实际工作状态二致,有
利于提高测算不平衡量的精度,降低系统振动。国际标准ISOl940一1973(E)“刚体旋转体的平衡精度”中规定,要求平衡精度为G0.4的精密转子,必须使用
现场平衡,否则平衡毫无意义。
设备维修中,整机现场动平衡技术更显出其优越性。因为转子经长时间高速运转后,不可避免地会造成不同程度的永久变形;摩擦磨损等,所有这些都
会导致平衡精度下降。解决这些问题的一个行之有效的方法就是对旋转机械进行整机现场动平衡。此外,利用整机现场动平衡方法结合常规检测手段,还可对
旋转机械进行故障诊断。
⑹ 轴承有无故障怎么判断
判断轴承是否坏了的方法:
1、轴承损坏。检查滚珠轴承的滚珠或滚珠轴承的轴瓦是否损坏。如有损坏应修理或更换。
2、润滑油有杂质、太脏、油环卡住或牌号不对。应换油,查明卡住原因进行修复,油粘度过大时应调换润滑油。
3、轴承室内缺油。应加润滑脂充满2/3油室或加润滑油至标准油面线。
4、滚动轴承中润滑脂堵塞太多,整体偏心轴承中润滑油的温度过低或过高。应清除滚动轴承中过多的润滑脂,或将油室内的润滑脂充满至2/3。
5、轴承与轴、轴承与端盖配合过松或过紧,太紧会使整体偏心轴承变形,太松容易发生“跑套”。轴承与轴配合过松时可将轴颈涂金属漆,过紧时重新加工;轴承与端盖配合过松把端盖镶紧,过紧时重新加工。
⑺ 数控机床故障诊断的常用方法是哪些
(2)根据动作顺序诊断故障
数控机床上刀具及托盘等装置的自动交换动作,都是按一定的顺序来完成因此,观察机械装置的运动过程,比较故障和正常时的情况,就可发现疑点,诊断出故障原因。
(3)根据控制对象的工作原理诊断故障
数控机床的plc程序是按照控制对象的工作原理设计的,通过对控制对象工作原理的分析,结合plc的i/o状态是诊断故障很有效的方法。
(4)根据plc的i/o状态诊断故障
在数控机床中,输入/输出信号的传递,一般要通过plc的i/o接口来实现,因此一些故障会在plc的i/o接口通道上反映出来。数控机床的这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是数控系统硬件故障,可以不必查看梯形图和有关电路图,通过查询plc的i/o通常状态和故障状态来进行诊断。
另外一种简单实用的方法,就是将数控机床的输入/输出状态列表,通过比较通常状态和故障状态,就能迅速诊断出故障部位。
(5)通过plc梯形图诊断故障
根据plc的梯形图来分析和诊断故障是解决数控机床外围故障的基本方法。如
果采用这种方法诊断机床故障,首先应该查清机床的工作原理、动作顺序和连锁关系,然后利用cnc系统的自诊断功能或通过机外编程器,根据plc梯形图查看相关的输入、输出及标志的状态,以确定故障原因。
(6)动态跟踪梯形图诊断故障
有些plc发生故障时,查看输入/输出及标志状态均为正常,此时必须通过plc动态跟踪,实时跟踪输入/输出及标志状态的瞬间变化。根据plc动作原理作出诊断。
综上所述,plc故障诊断的要点是:要了解数控机床各部分检测开关的安装位置。如加工中心的刀库,机械手和回转工作台,数控车床的旋转刀架和尾架,机床的气、液压系统中的限位开关,接近开关和压力开关等,要清楚检测开关作为plc输入信号的标志。要了解执行机构的动作顺序。如液压缸、气缸的电磁换向阀等,要清楚对应的plc输出信号标志。要了解各种条件标志。如启动、停止、限位、夹紧和放松等标志信号借助编程器跟踪梯形图的动态变化,分析故障的原因,根据机床的工作原理作出正确的诊断。
⑻ 故障诊断方法
、听诊法。 设备正常运转时,伴随发生的声响总是具有一定的音律和节奏。 只要熟悉和掌握这些正常的音律和节奏,通过人的听觉功能就能对比出设备是否出现了重、杂、怪、乱的异常噪声,判断设备内部出现的松动、撞击、不平衡等隐患。用手锤敲打零件,听其是否发生破裂杂声,可判断有无裂纹产生。 电子听诊器是一种振动加速度传感器。它将设备振动状况转换成电信号并进行放大,工人用耳机监听运行设备的振动声响,以实现对声音的定性测量。 通过测量同一测点、不同时期、相同转速、相同工况下的信号,并进行对比,来判断设备是否存在故障。当耳机出现清脆尖细的噪声时,说明振动频率较高,一般是尺寸相对较小的、强度相对较高的零件发生局部缺陷或微小裂纹。 当耳机传出混浊低沉的噪声时,说明振动频率较低,一般是尺寸相对较大的、强度相对较低的零件发生较大的裂纹或缺陷。当耳机传出的噪声比平时增强时,说明故障正在发展,声音越大,故障越严重。当耳机传出的噪声是杂乱无规律地间歇出现时,说明有零件或部件发生了松动。
二、触测法。 用人手的触觉可以监测设备的温度、振动及间隙的变化情况。 人手上的神经纤维对温度比较敏感,可以比较准确地分辨出80℃以内的温度。当机件温度在0℃左右时,手感冰凉,若触摸时间较长会产生刺骨痛感。10℃左右时,手感较凉,但一般能忍受。20℃左右时,手感稍凉,随着接触时间延长,手感渐温。 30℃左右时,手感微温,有舒适感。40℃左右时,手感较热,有微烫感觉。50℃左右时,手感较烫,若用掌心按的时间较长,会有汗感。60℃左右时,手感很烫,但一般可忍受10s 长的时间。 70℃左右时,手感烫得灼痛,一般只能忍受3s长的时间,并且手的触摸处会很快。 变红。触摸时,应试触后再细触,以估计机件的温升情况。 用手晃动机件可以感觉出0.1mm-0.3mm的间隙大小。用手触摸机件可以感觉振动的强弱变化和是否产生冲击,以及溜板的爬行情况。 用配有表面热电偶探头的温度计测量滚动轴承、滑动轴承、主轴箱、电动机等机件的表面温度,则具有判断热异常位置迅速、数据准确、触测过程方便的特点。
三、观察法。 人的视觉可以观察设备上的机件有无松动、裂纹及其他损伤等;可以检查润滑是否正常,有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象;可以查看油箱沉积物中金属磨粒的多少、大小及特点,以判断相关零件的磨损情况;
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1、参数检查法:数控参数能直接影响数控机床的功能。参数通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的RAM中,一旦电池不足或由于外界的某种干扰等因素,会使个别参数丢失或变化,发生混乱,使机床无法正常工作。此时,通过核对、修正参数,就能将故障排除。当机床长期闲置工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时,就应根据故障特征,检查和校对有关参数。另外,经过长期运行的数控机床,由于其机械传动部件磨损,电气无件性能变化等原因,也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于故障的范畴。
2、测量比较法:系统生产厂在设计印刷线路板时,为了调整、维修的便利,在印刷线路板上设计了多个检测用端子。用户也可利用这些端子比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压或波形,分析故障的起因及故障的所在位置。甚至,有时还可对正常的印刷线路人为地制造“故障”,如断开连线或短路,拨去组件等,以判断真实故障的起因。为此,维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值。因为系统生产厂往往不提供有关这方面的资料。
3、敲击法:当系统出现的故障表现为若有若无时,往往可用敲击法检查出故障的部位所在。这是由于cnc系统是由多块印刷线路板组成,每块板上又有许多焊点,板间或模块间又通过插接件及电缆相连。因此,任何虚焊或接触不良,都可能引起故障。当用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处,故障肯定会重复再现。
⑽ 数控机床故障诊断的常用方法和手段是什么
数控机床,是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的复杂的自动化机床,机床在运行过程中,零部件不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障,因此,熟悉机械故障的特征,掌握数控机床机械故障诊断的常用方法和手段,对确定故障的原因和排除有着重大的作用。
一、数控机床故障诊断原则与基本要求
所谓数控机床系统发生故障(或称失效)是指数控机床系统丧失了规定的功能。故障可按表现形式、性质、起因等分为多种类型。但不论哪种故障类型,在进行诊断时,都可遵循一些原则和诊断技巧。
1.1、排障原则。
主要包括以下几个方面:1)充分调查故障现象,首先对操作者的调查,详细询问出现故障的全过程,有些什么现象产生,采取过什么措施等。然后要对现场做细致的勘测;2)查找故障的起因时,思路要开阔,无论是集成电器,还是和机械、液压,只要有可能引起该故障的原因,都要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择,确定最有可能产生故障的原因;3)先机械后电气,先静态后动态原则。在故障检修之前,首先应注意排除机械性的故障。再在运行状态下,进行动态的观察、检验和测试,查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的,必须先排除危险后,方可通电。
1.2、故障诊断要求。
除了丰富的专业知识外,进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验,要求工作人员结合实际经验,善于分析思考,通过对故障机床的实际操作分析故障原因,做到以不变应万变,达到举一反三的效果。完备的维修工具及诊断仪表必不可少,常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等,常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。除此以外,工作人员还需要准备好必要的技术资料,如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。
二、故障处理的思路
不同数控系统设计思想千差万异,但无论那种系统,它们的基本原理和构成都是十分相似的。因此在机床出现故障时,要求维修人员必须有清晰的故障处理的思路:调查故障现场,确认故障现象、故障性质,应充分掌握故障信息,做到“多动脑,慎动手”避免故障的扩大化。根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度,并列出故障部位的全部疑点。准备必要的技术资料,比如机床说明书,电气控制原理图等,以此为基础分析故障原因,制定排除故障的方案,要求思路开阔,不应将故障局限于机床的某一部分。在确定故障排除方案后,利用示万用表、示波器等测量工具,用试验的方法验证并检测故障,逐级定位故障部位,确认出故障属于电气故障还是机械故障,是系统性的还是随机性的,是自身故障还是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后问题会马上迎刃而解。
三、故障处理方法
数控机床的数控系统是数控机床的核心所在,它的可靠运行,直接关系到整个设备运行的正常与否。下面总结提炼出一些判断与排除数控机床故障的方法。
3.1、充分利用数控系统硬件、软件报警功能。
在现代数控系统中均设置有众多的硬件报警指示装置,设置硬件报警指示装置有利于提高数控系统的可维护性。数控机床的CNC系统都具有自诊断功能。在数控系统工作期间,能够适时使用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障,就会立即将故障以报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自诊断功能还能够将故障分类报警。
3.2、数控机床简单故障报警处理的方法。
通常,数控机床具有较强的自警功能,能够随时监控系统硬件和软件的工作状态,数控机床的大部分故障能够出现报警提示,可以根据故障提示,确定机床的故障,及时处理、排除故障,提高机床完好率和使用效率。
3.3、直接观察法。
直接观察法就是利用人的感觉器官注意发生故障时(或故障发生后)的各种外部现象并判断故障的可能部位的方法。这是处理数控系统故障首要的切入点,往往也是最直接、最行之有效的方法,对于一般情况下“简单”故障通过这种直接观察,就能解决问题。
3.4、利用状态显示诊断功能判断故障的方法。
现代数控系统不但能够将故障诊断信息显示出来,而且还能够以诊断地址和诊断数据的形式,提供诊断的各种状态。
3.5、发生故障及时核对数控系统参数判断故障的方法。
数控机床的数控系统的参数变化,会直接影响到数控机床的性能,使数控机床发生故障,甚至整机不能正常工作。因此,在对故障的分析诊断过程中,尽管采取了一些措施,仍然不能解决问题、排除故障,或者对故障出处不够明朗的话,应该改变思路,从人们所说的“软”故障着手。检查核对数控系统的参数,是否是因为数控系统参数变化所导致的故障,往往是一丝异常,便是症结所在。
四、故障举例
4.1、数控机床排屑器故障分析及其改进。
经现场工作人拆下电机并对其进行试运行,结果显示运转正常,因此可排除电机故障原因,同时可观察到电动机传动轴上的键并未在键槽上,因此可初步诊断故障的直接原因为电机轴与排屑螺旋杆脱离,进一步分析,由于传动键受到负载瞬时不断变化的力,若此时把传动键进行分割,这时就可以把分割的每一部分看成一个横梁,因此可对其进行振动分析。
经过受力情况的分析,传动键具备了微动磨损产生的条件因此传动键磨损属于微动磨损,而且搜寻发现键已脱落到螺旋杆管孔内,可以得出键完好只有些微小磨损,因此可排除键压溃以及键磨损原因,最后可断定此次故障的直接原因为键脱落,造成螺旋排屑杆与电机轴脱离失去传动力。将键装上并将电机重新装配后,故障排除工作正常。
4.2、数控机床的振动爬行处理。
数控系统的振荡现象已成为数控全闭环系统的共同性问题。系统振荡时会造成机床产生爬行与振动故障,机床的振荡故障通常发生在机械部分和进给伺服系统。产生振荡的原因有很多,陈了机械方面存在不可消除的传动间隙、弹性变形、摩擦阻力等诸多因素外,伺服系统的有关参数的影响也是重要的一方面。有时数控系统会因扩械上某些振荡原因产生反馈信号中含有高频谐波,这使输出转矩里不桓定,从而产生振动。对于这种高频振荡情况,可在速度环上加入一阶低通滤波环节,即为转矩滤波器。
速度指令与速度反馈信号经速度控制器转化为转矩信号,转矩信号通过一阶滤波环节将高频成分截止,从而得到有效的转矩控制信号。通过调节参数可将机械产生的100Hz以上的频率截止,从而达到消除高频振荡的效果。
五、故障排除的确认及善后工作
故障排除以后,维修工作还不能算完成,尚需从技术与管理两方面分析故障产生的深层次原因,采取适当措施避免故障再次发生。必要时可根据现场条件使用成熟技术对设备进行改造与改进。故障排除的确认,故障处理完毕。整理好线路,把机床的所有动作均试运转一遍,正常可交付使用,同时让操作工继续做好运行观察。一段时间后,询问一下操作工机床的运行状况,并再次对故障点进行全面检查。最后做维修记录,详细记录维修的整个过程,包括维修时间、更换件型号规格及故障原因分析等。从排除故障过程中发现自己欠缺的知识,制定学习计划,最终充实自己。