第1章 机器状态监测诊断技术概述 1
1.1 机器故障诊断技术史话 1
1.2 机器故障诊断与医学疾病诊断 3
1.3 状态监测诊断技术及其发展趋势 5
1.3.1 常用监测诊断技术 5
1.3.2 机械设备诊断技术的发展趋势 7
1.3.3 机械设备诊断工程的研究领域 11
参考文献 13
第2章 旋转机械故障机理及识别特征 15
2.1 旋转机械振动故障诊断概述 15
2.1.1 机械振动故障诊断是由果求因的逆过程 15
2.1.2 故障信息的提取和分析 17
2.1.3 振动故障的主导频率与机器转速的关系 18
2.2 透平机械故障机理及识别特征 21
2.2.1 透平机械故障机理及其分类研究 21
2.2.2 透平机械故障一次原因分析法与识别特征 24
2.2.3 小结 29
2.3 旋转机械同频振动故障机理及识别特征 29
2.3.1 旋转机械同频振动故障诊断 29
2.3.2 同频振动机理及故障识别特征 31
2.3.3 同频振动故障主要原因分类 40
2.4 多转子轴系振动故障机理及“六维对中”技术 42
2.4.1 透平机组多转子轴系振动故障原因分析 42
2.4.2 基于“六维对中”方法的多转子偶联轴系动力学分析 45
2.4.3 关于多转子轴系的“六维对中”技术的讨论 49
参考文献 49
第3章 机器故障诊断方法及振动诊断专家系统 51
3.1 机器故障诊治方法研究 51
3.1.1 机器故障诊断的终极目的和方法研究 51
3.1.2 机器故障的特征识别方法 52
3.1.3 基于特征识别的透平机械故障诊断方法 57
3.1.4 小结 59
3.1.5 机器故障的系统诊断与溯源追本 59
3.1.6 机器振动故障诊断研究与应用的若干误区分析 61
3.2 旋转机械故障诊断专家系统 62
3.2.1 关于最佳故障诊断程序的探讨 62
3.2.2 故障诊断的黑灰白集合筛选法 63
3.2.3 旋转机械振动故障诊断专家系统 66
3.2.4 炼化机械故障诊断专家系统的开发 71
3.3 旋转机械振动诊断工程软件包 75
3.3.1 振动诊断工程软件包功能及结构 75
3.3.2 旋转机械振动故障诊断程序 78
参考文献 81
第4章 透平机械典型故障诊治案例分析 83
4.1 H型离心压缩机转子-定子摩碰振动故障诊治 83
4.1.1 H型离心压缩机组简况 83
4.1.2 机组的启动振动故障原因分析 84
4.1.3 运行初期通过更换新型轴承减小振动 87
4.1.4 大修后启动振动故障的诊断及消振措施 91
4.1.5 关于转子动不平衡和油膜涡动可能性的分析 95
4.1.6 关于转子-定子摩碰振动故障机理的研究 95
4.1.7 小结 98
4.2 裂解气离心式压缩机轴承损伤振动故障分析 98
4.2.1 裂解气离心式压缩机组简况 98
4.2.2 高压缸振动故障状况及测试分析数据 98
4.2.3 振动原因分析及对策 101
4.2.4 检修发现的问题、改进措施及结果 102
4.2.5 小结 103
4.3 透平机掉叶片故障监测诊断 103
4.3.1 透平机组简况 103
4.3.2 突发振动故障及监测分析 103
4.3.3 解体检查及故障排除对策的争论 105
4.3.4 消振措施及结果 106
4.3.5 小结 106
4.4 离心压缩机组轴系振动故障诊断及现场动平衡 106
4.4.1 离心压缩机组简况 106
4.4.2 机组振动故障及对生产的影响 106
4.4.3 振动故障监测情况 107
4.4.4 诊断及现场动平衡消振措施 108
4.4.5 小结 113
4.5 离心式氨压机振动故障诊断及无试重现场动平衡 113
4.5.1 机组及其故障和检修情况简介 113
4.5.2 机组振动故障原因分析及应急措施建议 114
4.5.3 无试重现场动平衡工程应用 117
4.5.4 机组结构改进建议 121
4.5.5 小结 122
4.6 裂解气压缩机转子气动推力与轴位移故障诊治 122
4.6.1 裂解气压缩机轴位移之谜 123
4.6.2 离心压缩机止推轴承烧损事故分析 123
4.6.3 离心压缩机转子轴向力计算 125
4.6.4 降低离心压缩机残余轴向力的方法及实践 127
4.6.5 轴位移的热动态效应及其调整 132
4.6.6 小结 134
4.7 带有尾透的离心式压缩机动力特性分析及减振对策 134
4.7.1 带有尾透的离心式压缩机动力特性分析及减振对策 134
4.7.2 初始设计的高压缸转子动力特性分析 135
4.7.3 修改设计后的高压缸转子的不平衡响应分析 136
4.7.4 关于尾气透平不平衡敏感处解决方案的讨论 137
4.7.5 小结 137
4.8 总结 137
参考文献 138
第5章 往复压缩机故障监测诊断技术 139
5.1 往复压缩机故障监测诊断的必要性 139
5.1.1 往复压缩机故障及监测现状分析 139
5.1.2 往复压缩机监测的必要性分析 141
5.2 往复压缩机动力学分析及监测诊断方法 142
5.2.1 往复压缩机作用力分析 142
5.2.2 往复压缩机常见故障与监测诊断方法 144
5.3 往复压缩机振动信号处理及识别 151
5.3.1 往复压缩机故障诊断的难点 152
5.3.2 振动信号处理技术在往复压缩机故障诊断中的应用 152
5.4 基于冲击特征信号的往复压缩机故障诊断 154
5.4.1 往复压缩机的冲击检测与故障诊断 154
5.4.2 国外冲击检测方法概述 156
5.4.3 基于软件分析的冲击检测技术与工程应用 159
5.5 往复压缩机气阀故障机理及监测诊断研究 163
5.5.1 气阀运动模型及故障机理分析 164
5.5.2 气阀故障的早期预警及特征提取技术研究 165
参考文献 174
第6章 机械装备网络化监测诊断系统 177
6.1 关键机组群网络化监测诊断系统 177
6.1.1 网络化监测诊断系统概述 177
6.1.2 远程监测诊断系统的总体结构 179
6.1.3 基于中间件技术的网络化监测系统 182
6.1.4 监测诊断系统客户端插件化设计 190
6.1.5 工程实际应用 192
6.2 机泵群智能巡检与诊断系统 193
6.2.1 机泵群数字化智能检测诊断系统 193
6.2.2 机泵群智能巡检与诊断技术的发展趋势 197
6.3 远程监测诊断系统在炼化机械装备上的应用 199
6.3.1 企业局域网机械装备实时监测诊断系统 199
6.3.2 炼化机械装备网络化远程监测诊断中心 201
6.3.3 炼化机械装备远程监测诊断工程应用案例 209
参考文献 218
第7章 机器故障诊治与维修方式的进展 221
7.1 机器故障诊治与智能维修信息系统 221
7.1.1 先进维修工程概述 221
7.1.2 机器监测诊断与维修决策信息系统 222
7.1.3 过程装备系统故障诊治与维修方式的优化 229
7.2 基于风险和状态的智能维修 231
7.2.1 以可靠性为中心的维修概述 231
7.2.2 风险分析在故障诊治与维修中的应用 234
7.2.3 基于风险和状态的维修 237
7.2.4 基于风险和状态的维修的工程应用 241
7.3 未来机器医学与故障诊治 245
7.3.1 未来机器医学思维 245
7.3.2 健康的本质与疾病和故障的诊治 249
7.3.3 治未病与治未故障 251
7.3.4 祛病治本与根治维修 252
7.3.5 防止疾病的误诊与防止故障的误诊 254
参考文献 255
第8章 机器的仿生自愈原理与自愈化技术 257
8.1 机器仿生自愈原理概述 257
8.1.1 机器仿生自愈原理的提出 257
8.1.2 故障自愈原理及其科学依据 260
8.2 机器的仿生自愈系统 265
8.2.1 仿生机械学与机器的仿生自愈系统 265
8.2.2 生命体和机器的自愈系统与自愈力 266
8.3 机器的自愈化与工程自愈论 268
8.3.1 机器的自动化与自愈化 268
8.3.2 关于工程自愈论的探讨 270
8.4 机器自愈化技术及其分类研究 272
8.4.1 机器自愈化技术及研究领域 272
8.4.2 故障自愈技术国内外开发应用概况 275
8.4.3 故障自愈化技术的分类 276
8.5 机器的故障自愈调控系统及工程应用 282
8.5.1 故障自愈调控系统建模研究 282
8.5.2 故障自愈调控系统的构建方法 284
8.5.3 基于参数和结构适应的透平压缩机自愈系统 285
8.5.4 卧式离心机振动故障自愈调控系统 289
参考文献 295
第9章 透平机械振动故障自愈化技术研究 297
9.1 透平机械自愈化的必要性 297
9.2 透平机械振动噪声控制国内外发展现状 300
9.2.1 透平机械振动噪声成因及多场耦合非线性动力学行为 300
9.2.2 透平机械振动噪声控制 300
9.2.3 透平机械失稳机理及控制 302
9.2.4 多转子轴系失衡振动及控制 303
9.2.5 复杂工况下齿轮驱动多平行轴系动力学行为及控制 303
9.2.6 飞机发动机转子轴承系统部件损伤的早期探测与延寿 304
9.3 透平机械自愈化关键科学问题的凝练 304
9.3.1 本领域需要解决的突出问题 304
9.3.2 关键科学问题的凝练 305
9.3.3 研究思路和方法 306
9.4 透平机械自愈化技术的研究方向 307
参考文献 315
第10章 透平机械轴位移故障自愈与密封增效技术 319
10.1 透平机械轴位移故障诊断与防治方法 319
10.1.1 透平机械轴位移故障与防治方法现状 319
10.1.2 止推轴承的安全性分析 320
10.1.3 离心压缩机轴位移故障诊断 324
10.2 基于平衡盘压差调控的轴位移故障自愈技术 324
10.2.1 基于平衡盘压差的转子轴向推力调控原理 324
10.2.2 基于平衡盘压差的轴位移故障自愈调控方法 325
10.2.3 基于平衡盘压差的轴位移故障自愈调控试验研究 327
10.3 基于电磁力的透平机械故障自愈技术研究 330
10.4 基于自愈调控的透平压缩机密封增效技术研究 331
10.4.1 平衡盘密封改进与轴位移自愈调控 331
10.4.2 动静压混合自愈调控气膜端面密封概述 334
10.4.3 动静压混合式气膜端面密封原理及结构 336
10.4.4 气膜端面密封的自愈调控技术 338
参考文献 343
第11章 旋转机械自动平衡技术与工程应用研究 345
11.1 旋转机械自动平衡技术 345
11.1.1 转子自动平衡技术概述 345
11.1.2 旋转机械转子自动平衡原理 348
11.2 基于调整转子质量分布的自动平衡技术 353
11.2.1 常用平衡装置及其技术特性 353
11.2.2 电磁型自动平衡执行机构的结构设计 359
11.2.3 注液式自动平衡执行机构的结构设计 367
11.3 基于电磁自愈力的旋转机械自动平衡技术研究 372
11.3.1 基于旋转电磁自愈力的平衡执行器原理 372
11.3.2 基于电磁自愈力的自动平衡优化调控技术 373
11.3.3 基于电磁自愈力的自动平衡实验研究 378
11.4 自动平衡消除弯曲转子振动的试验研究 383
11.4.1 电磁型自动平衡试验台及弯曲转子的振动特性 383
11.4.2 弯曲转子双平面主动平衡试验研究 384
11.5 透平机械自动平衡技术研究 387
11.5.1 电磁型自动平衡系统在离心压缩机中的应用 387
11.5.2 自动平衡系统在烟气轮机上的应用研究 391
11.6 立式超重力机的自动平衡系统 398
11.6.1 超重力机的结构和工作原理 398
11.6.2 超重力机自动平衡试验装置简介 399
11.6.3 超重力机电磁型自动平衡系统试验研究 401
参考文献 404
第12章 机器自愈化技术展望 409
12.1 自愈化是机器智能化发展的高级阶段 409
12.2 机械装备系统自愈化的研究方向 410
12.3 自愈化技术的作用和意义 411
12.4 发展自愈化技术的建议 413
参考文献 414