Техническая диагностика механического оборудования

. . 



«-» 
2021 

 

 
 

621.8 
34.573 
34 
 
 
 
 
 
 
:  
, , 

; 
, , 
«
. -»  
 
 
, . . 
34  
: / 
. . . ; : -, 2021. – 256 . : ., 
. 
ISBN 978-5-9729-0738-0 
 

, . . .  
. . 
 
621.8 
34.573 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-0738-0 
. ., 2021 
 
 
 
«-», 2021 
. «-», 2021 

«
» 
 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

4
5
5
14

33

46
56

73

86

86
95
105
123

131

131

148

164
181
196
212
223
238

Введение
Глава 1. Основы технической диагностики
1.1. Термины, цели и задачи технической диагностики
1.2. Основные элементы механизмов роторного типа
1.3. Стратегии и виды технического обслуживания
  и ремонта
1.4. Аксиомы и определение состояния механизмов
1.5. Последовательность решения задач диагностики
1.6. Прогнозирование технического состояния 
и модели отказов
Глава 2. Органолептические методы технической
диагностики
2.1. Методы и средства технической диагностики
2.2. Анализ шумов механизма
2.3. Визуальный осмотр механизма
2.4. Анализ смазки
Глава 3. Приборные методы технической
диагностики
3.1. Механические колебания
3.2. Параметры и характеристики механических
  колебаний
3.3. Измерение параметров вибрации
3.4. Измерение общего уровня вибрации
3.5. Спектральный анализ вибрации
3.6. Тепловые методы диагностирования.
3.7. Определение состояния гидропривода
3.8. Общие положения неразрушающего контроля 
Список рекомендованной литературы
253

Измеряй измеримое и делай неизмеримое измеримым.
(Галилео Галилей)

ВВЕДЕНИЕ

Греческое слово diagnosticks обозначает распознавание, 
узнавание предмета, объекта, действия. С момента появления 
первых машин и по сегодняшний день перед механиками стоит 
задача обеспечения длительного срока службы работы механизма. Для этого на различных стадиях технического прогресса использовались методы: введение больших запасов прочности, 
тщательный контроль качества изготовления, резервирование, 
снижение общей металлоёмкости. Однако, как показывает практический опыт, самым главным является квалифицированное 
техническое обслуживание и ремонт оборудования базирующийся на знании технического состояния. Одним из необходимых условий широкого внедрения стратегии упреждающих ремонтов по состоянию является подготовка кадров для ремонтных служб и служб диагностирования промышленных предприятий. Курс технического диагностирования становится неотъемлемой частью подготовки инженеров-механиков.
Цель книги – обобщение методов оценки технического состояния механического оборудования, определение на основе 
полученной информации рациональных сроков, объёмов, видов 
ремонтных воздействий. Постановка точного диагноза возможна 
только при использовании комплексного подхода, выборе рациональной совокупности диагностических параметров и определении оптимальных правил распознавания.
Книга предназначена для изучения курса «Техническое 
диагностирование механического оборудования», учащимися, 
студентами и специалистами, имеющим предварительную подготовку по предметам: «Детали машин», «Теория машин и механизмов», «Механическое оборудование промышленных предприятий», «Эксплуатация и обслуживание машин». Книга может 
быть полезна специалистам ремонтных служб и служб технического диагностирования промышленных предприятий.

Глава 1. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

1.1. Терминология, цели и задачи технической диагностики

Термины и определения.
Оборудование – собирательный термин, который включает 
в себя машины, агрегаты, механизмы, узлы, а также аппараты, 
колонны, установки, технологические линии, электротехнические и теплотехнические объекты, сети, технологические и обвязочные трубопроводы и другие устройства, используемые при 
производстве продукции и выполняющие те или иные технологические функции. Примеры оборудования: энергетическое, механическое, электрическое, химическое, машиностроительное.
Термин агрегат – имеет два прочтения.
1. Агрегат – это структурная единица, которая выполняет
замкнутый цикл в общей постановке задачи. Для металлургических предприятий это совокупность машин, механизмов, 
устройств и сооружений, связанных единым технологическим 
процессом. Примеры: доменная печь, электросталеплавильная
печь, установка «печь-ковш», прокатный стан и др.
2. Агрегат – сборочная единица, обладающая свойствами
полной взаимозаменяемости, независимой сборки и самостоятельного выполнения определенной функции в изделиях различного назначения, например, фурма конвертера, электродвигатель, редуктор, насос и др.
Машина – комплекс механизмов, предназначенный для 
выполнения полезной работы, связанной с процессом производства, транспортировки, преобразования энергии или информации. Примеры: машина для вскрытия чугунной лётки, разливочный кран и др.
Механизм – система кинематически связанных узлов и деталей, предназначенная для преобразования вида движения. 
Примеры: редуктор, кривошипно-шатунный механизм, винтовая 
передача и др.
Узел – изделие, составные части которого соединяют между собой на предприятии-изготовителе. Это сборочная единица, 

собираемая отдельно от других составных частей изделия или 
изделия в целом, способная выполнять определенную функцию 
в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями. Термин соответствует агрегату - как части 
механического оборудования, включая разъёмное или неразъёмное соединение нескольких деталей. Примеры: подшипник, узел 
барабана, ролик конвейера и др.
Деталь – изделие, изготовленное из материала одной марки без применения сборочных операций. Это изделие, изготовленное как одно целое, разделение которого на части невозможно без повреждения. Примеры: вал, гайка, болт, лопатка, зубчатое колесо и др.

Стадии существования машины: проектирование, изготовление и эксплуатация. Идеи и свойства, заложенные конструкторами и машиностроителями, реализуются и проявляются 
на стадии эксплуатации.
Эксплуатация – совокупность всех фаз существования 
оборудования с момента взятия на балансовый учёт и до списания, включая периоды хранения, транспортирования, использования по назначению, технического обслуживания и ремонта.
Хранение – комплекс мероприятий по защите от разрушающего воздействия внешней среды и разукомплектования. Ревизия – комплекс работ по установлению степени износа изделия 
для определения необходимого объёма ремонтных работ. Сборка
– комплекс работ по воссозданию изделия из составных частей.
Монтаж – вид сборочных операций, выполняемых с использованием грузоподъёмных машин для установки изделия на место.
Наладка – приведение фактических отклонений режимов работы
в соответствие с нормативными. Разборка – расчленение изделия на составные части.
Техническое обслуживание – комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия. Может 
включать: мойку, контроль технического состояния, очистку, 
смазывание, затяжку резьбовых соединений, замену составных 
частей, регулировку.

Текущий ремонт – ремонт, выполняемый для обеспечения 
или восстановления работоспособности изделия путём замены 
или восстановления отдельных частей. Капитальный ремонт –
ремонт, выполняемый для восстановления исправности и близкого к полному восстановлению ресурса изделия с заменой его 
частей, включая базовые.
Плановый ремонт – ремонт, остановка на который осуществляется по требованиям нормативно-технической документации. Неплановый ремонт – ремонт, осуществляемый без предварительного назначения. Регламентированный ремонт – плановый ремонт, выполняемый с периодичностью и в объёме 
установленном эксплуатационной документацией. Ремонт по
техническому состоянию – плановый ремонт, объём и сроки которого определяются техническим состоянием изделия.

Виды технического состояния.
Исправное состояние – объект способен выполнять все 
функции в пределах заданных параметров.
Неисправное состояние – объект неспособен выполнять 
хотя бы одну из заданных функций.
Работоспособное состояние – объект способен выполнять 
все требуемые функции.
Неработоспособное состояние – объект неспособен выполнять хотя бы одну из требуемых функций.
Критическое состояние – состояние объекта, которое может привести к травмам работающего персонала, значительному 
материальному ущербу или другим неприемлемым последствиям. Критическое состояние не всегда является следствием критической неисправности. Для конкретного объекта должны быть 
установлены критерии критического состояния.
Предельное состояние – состояние объекта, при котором 
его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, восстановление его работоспособного состоянии невозможно 
или нецелесообразно. Предельное состояние наступает тогда, 
когда параметр потока отказов становится неприемлемым, объект считают неремонтопригодным в результате неисправности.

Техническое состояние определяется наличием и развитием в объекте неисправностей. Виды неисправностей:
Дефект – каждое несоответствие объекта установленным 
требованиям.
Повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта, при сохранении работоспособного 
состояния.
Развитие неисправностей приводит к отказу.
Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта, т. е. в утрате объектом способности 
выполнять требуемую функцию. Отказ является событием в отличие от «неисправности», которая является состоянием и причиной отказа. 
Сбой – самоустраняющийся отказ или однократный отказ, 
устраняемый незначительным вмешательством оператора. Это 
событие, при котором в результате временного изменения параметров объекта возникают помехи, воздействующие на работоспособность.
В зависимости от необходимости проведения технического 
обслуживания и ремонта различают следующие категории технического состояния: хорошее – техническое обслуживание и 
ремонт не требуются; удовлетворительное – осуществляется 
техническое обслуживание и ремонт в соответствии с планом; 
плохое – проводится внеочередное техническое обслуживание 
или ремонт; аварийное – требуется немедленная остановка и ремонт.

Техническая диагностика – область знаний о распознавании состояния технических систем (объектов), исследующая 
формы проявления технического состояния, разрабатывающая 
методы и средства его определения.
Техническая система – материальный объект искусственного происхождения, который состоит из элементов, объединённых связями и вступающих в определённые отношения между 
собой и с внешней средой, для выполнения определенных по

лезных функций. Технической системой необходимо управлять 
для получения эффективного результата.
Управление – это процесс получения, хранения и обработки информации для организации целенаправленных действий.
Служба технического диагностирования – подразделение, 
обеспечивающее технические службы предприятия информацией о техническом состоянии оборудования, прогнозе и причинах 
появления данного состояния.
Диагностирование – операции, проводимые с целью установления наличия неисправности и определения причин её появления.
Диагностирование технического состояния объекта осуществляется средствами диагностирования (аппаратными и 
программными).
Средства и объект диагностирования, взаимодействующие 
между собой, образуют систему диагностирования.
Результатом диагностирования является диагноз, определяющий техническое состояние – установление неисправности в 
объекте и отнесение объекта к определенной категории технического состояния. Осуществляется диагностирование в соответствии с разрабатываемым алгоритмом.
Алгоритм технического диагностирования (контроля технического состояния) – совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования или контроля. В общем случае алгоритм – последовательность действий, построенная по определенным правилам 
для достижения поставленной цели.
Задачи технической диагностики.
1. Определение состояния, в котором находится объект в
настоящий момент времени.
2. Определение состояния, в котором окажется объект – это
задачи прогноза, необходимые для определения сроков диагностирования и ремонта.
3. Определение состояния, в котором находился объект –
это задачи генезиса, используются для определения причин отказа, развития повреждения.

Основными задачами технической диагностики, как науки, 
являются: определение технического состояния объекта диагностирования в условиях ограниченной информации; изучение методов и средств получения диагностической информации; разработка алгоритмов автоматизированного контроля, поиска дефектов; минимизация постановки диагноза. Техническая диагностика изучает методы получения и оценки диагностической информации, диагностические модели и алгоритмы принятия решений. Техническая диагностика базируется на двух теориях: теории распознавания и теории контролепригодности (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Структура технической диагностики

Теория распознавания, используя диагностические модели 
при исследовании объекта, определяет решающие правила для 
распознавания текущего состояния и вида неисправности. Благодаря известным характеристикам неисправностей появляется 
возможность разработки оптимальных алгоритмов (последовательности) распознавания.
Теория контролепригодности решает вопросы рациональной последовательности поиска, отказавшего или неисправного 
элемента, контроля состояния объекта. Решения базируются на 
использовании диагностической информации характеризующей 
состояние объекта.
Контролепригодность – приспособленность объекта к измерению диагностических параметров средствами диагностирования, свойство изделия обеспечивать достоверную оценку технического состояния и раннее обнаружение неисправностей и 
отказов. Контролепригодность создается конструкцией изделия 
и принятой системой технического диагностирования.
Диагностическая модель – формализованное описание 
объекта технического диагностирования, необходимое для решения задач диагностирования. Формы описания: аналитическая, табличная, векторная, графическая. 
Диагностический параметр – признак объекта, количественно или качественно характеризующий техническое состояние объекта. Диагностические параметры имеют следующие 
градации: номинальный, предельно допустимый, предельно 
возможный, аварийный.
Главная задача диагностирования – получение информации о техническом состоянии объекта.
Стандартное определение по ГОСТ 20911-89 «Техническая 
диагностика. Термины и определения». «Техническое состояние 
характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект».
Определение технического состояния по ГОСТ 19919-74 –
«Техническое состояние – совокупность подверженных в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характе