機(jī)械故障診斷論文

1、故障診斷技術(shù)摘要:隨著我國(guó)科技的發(fā)展,我國(guó)工業(yè)逐步向生產(chǎn)設(shè)備大型化、復(fù)雜化、智能化、高速化和自動(dòng)化方向發(fā)展，設(shè)備的復(fù)雜程度日益提高，設(shè)備的維修技術(shù)也在廣泛的發(fā)展那與進(jìn)步，相比那些傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)難以滿足復(fù)雜系統(tǒng)的故障診斷要求，因此智能故障診斷技術(shù)也得到更廣泛的應(yīng)用。并且設(shè)備的診斷技術(shù)也得到了更廣泛的發(fā)展，如何把維修的成本降到最低，經(jīng)濟(jì)綜合效益得到提高，故障診斷技術(shù)也越來(lái)越重要。關(guān)鍵詞:工程機(jī)械;故障診斷;發(fā)展趨勢(shì)引言機(jī)械故障診斷技術(shù)作為一門新興的科學(xué)，自二十世紀(jì)六七十年代以來(lái)已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使其達(dá)到了智能化階段，現(xiàn)在，機(jī)械故障診斷技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中起著越來(lái)越重

2、要的作用，生產(chǎn)實(shí)踐已經(jīng)證明開(kāi)展故障診斷與狀態(tài)預(yù)測(cè)技術(shù)研究其重要的現(xiàn)實(shí)意義。故障診斷技術(shù)雖然很難，但經(jīng)過(guò)二十年的努力，我國(guó)自己開(kāi)發(fā)的故障診斷系統(tǒng)已趨于成熟，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。但一些新的方法和原理的出現(xiàn)，使得故障診斷技術(shù)的研究不斷向前發(fā)展，正逐步走向準(zhǔn)確、方便、及時(shí)的軌道上來(lái)。機(jī)械故障診斷故障診斷技術(shù)是一門了解和掌握設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，進(jìn)而確定其整體或者局部是否正常，以便早期發(fā)現(xiàn)故障、查明原因，并掌握故障發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)（油液監(jiān)測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)、性能趨勢(shì)分析等）。其目的是避免故障的發(fā)生，最大限度的提高機(jī)械地使用效率國(guó)內(nèi)檢測(cè)診斷技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要集中在以下三個(gè)環(huán)節(jié)：（1）傳感技術(shù)研究

3、:傳感技術(shù)是反映設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的儀表技術(shù)。國(guó)內(nèi)先后開(kāi)發(fā)了各種類型的傳感器,如屯渦流傳感器、速度傳感器、加速度傳感器和溫度傳感器等;最近開(kāi)發(fā)的傳感技術(shù)有光導(dǎo)纖維、激光聲發(fā)射等。（2）信號(hào)提取與處理:從傳統(tǒng)的譜分析、時(shí)序分析和時(shí)域分析,開(kāi)始引入了一些先進(jìn)的信號(hào)分析手段，如快速傅立葉變換，Wigner譜分析和小波變換等。這類新方法的引入彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分析法的不足。（3）判斷故障種類：從上一步的結(jié)果中運(yùn)用各種經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而做出維修決策。這一步關(guān)鍵是研究系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別和診斷中相關(guān)的實(shí)用技術(shù)，探討多傳感器優(yōu)化配置問(wèn)題，發(fā)展信息融合技術(shù)、模糊診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換、專家系統(tǒng)等在設(shè)備故障診斷

4、中的應(yīng)用。2故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程2.1故障診斷技術(shù)的大致三個(gè)階段：（1）事后維修階段；（2）預(yù)防維修階段；（3）預(yù)知維修階段現(xiàn)在基本處于預(yù)知維修階段，預(yù)知維修的關(guān)鍵在于對(duì)設(shè)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)或周期檢測(cè)，提取特征信號(hào)，通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。2.2設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)設(shè)備故障診斷技術(shù)與當(dāng)代前沿科學(xué)的融合是設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向。當(dāng)今故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是傳感器的精密化、多維化,診斷理論、診斷模型的多元化,診斷技術(shù)的智能化,具體來(lái)說(shuō)表現(xiàn)在如下方面：(1) 與當(dāng)代最新傳感技術(shù)尤其是激光測(cè)試技術(shù)的融合。如:激光技術(shù)應(yīng)用于軍事、醫(yī)療。機(jī)械加工等領(lǐng)域深入發(fā)展到振動(dòng)測(cè)量和設(shè)備故障診斷及旋

5、轉(zhuǎn)機(jī)械對(duì)中等方面。(2) 與最新信號(hào)處理方法相融合。隨著新的信號(hào)處理方法在設(shè)各故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用,傳統(tǒng)的基于快速弗利葉變換的信號(hào)分析技術(shù)有了新的突破性進(jìn)展。(3) 與非線性原理和方法的融合。機(jī)械設(shè)備在發(fā)生故障時(shí),其行為往往表現(xiàn)為非線性特征。如旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)于在不平衡外力的作用下表現(xiàn)出的非線性振動(dòng)。隨著混沌與分型幾何方法的日趨完善,這類問(wèn)題畢將得到進(jìn)一步解決。(4) 與多元傳感技術(shù)的融合。現(xiàn)代化大生產(chǎn)要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位多角度的監(jiān)測(cè)與維護(hù),以便對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有整體的、全方面的了解.如:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。(5) 與現(xiàn)代智能方法的融合?，F(xiàn)代智能技術(shù)包括專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算等?，F(xiàn)代

6、智能方法在設(shè)備故障診斷技術(shù)中己得到了廣泛的應(yīng)用,隨著智能科技的不斷發(fā)展,設(shè)備狀態(tài)的智能監(jiān)測(cè)和故障診斷將是故障診斷技術(shù)的最終目標(biāo)。3機(jī)械故障診斷方法機(jī)械故障診斷目前流行的分類有兩種:一是按診斷方法的難易程度分類,可分為簡(jiǎn)易診斷法和精密診斷法；二是按診斷的測(cè)試手段分類，主要分為直接觀察法、振動(dòng)噪聲測(cè)定法、無(wú)損檢驗(yàn)法、磨損殘余測(cè)定法和機(jī)器性能參數(shù)鑒定法等。下面分別加以敘述：（1）簡(jiǎn)易診斷法簡(jiǎn)易診斷法指主要采用便捷的簡(jiǎn)易診斷器，如：測(cè)振儀、聲級(jí)儀等對(duì)人設(shè)備進(jìn)行人工巡回監(jiān)測(cè)，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)或人的經(jīng)驗(yàn)分析，了解設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。（2）精密診斷法機(jī)密診斷法指對(duì)已產(chǎn)生異常狀態(tài)的原因采用精密診斷儀器和各種分

7、析手段（包括計(jì)算機(jī)輔助分析方法、診斷專家系統(tǒng)等）進(jìn)行綜合分析，以此來(lái)判斷故障的類型、程度、部位和產(chǎn)生的原因及故障發(fā)展的趨勢(shì)等問(wèn)題。精密診斷法主要解決的問(wèn)題是分析故障原因和較準(zhǔn)確的確定發(fā)展趨勢(shì)。（3）直接觀察法傳統(tǒng)的直接觀察如“聽(tīng)、摸、看、聞”，在一些情況下仍然十分有效。但因其主要依靠人感覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)有較大局限性目前出現(xiàn)的光纖內(nèi)窺鏡、電子聽(tīng)診儀、紅外熱像儀、激光全息攝影等現(xiàn)代手段，大大延長(zhǎng)了人的感覺(jué)器官，使這種傳統(tǒng)方法又恢復(fù)了青春活力，成為一種有效的診斷方法。（4）振動(dòng)噪聲測(cè)定法機(jī)械設(shè)備動(dòng)態(tài)下的振動(dòng)和噪聲的強(qiáng)弱及其包含的主要頻率成分和故障類型、程度、部位和原因等有這密切的聯(lián)系，因此，利用這種信息進(jìn)行

8、故障診斷是比較有效的方法。其中振動(dòng)法，信號(hào)處理比較容易，因此應(yīng)用更加普遍。（5）無(wú)損檢驗(yàn)法無(wú)損檢驗(yàn)法是一種從材料和產(chǎn)品的無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)中發(fā)展起來(lái)的方法，它是在不破壞材料表面及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況下經(jīng)驗(yàn)機(jī)械零件部件缺陷的一種方法。它使用的手段包括超聲、紅外等。這種方法在檢驗(yàn)有裂紋、沙眼等缺陷造成的設(shè)備故障時(shí)比較有效。局限時(shí)在某些方法如超聲等檢驗(yàn)時(shí)不便于在動(dòng)態(tài)子下進(jìn)行。（6）磨損殘余檢驗(yàn)測(cè)定法機(jī)器的潤(rùn)滑系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)的循環(huán)油路中攜帶著大量的磨損殘余物（磨粒）。他們的數(shù)量、大小、幾何形狀及成分反映機(jī)器的磨損部位、程度和性質(zhì)，根據(jù)這些信息可以有效的診斷設(shè)備磨損狀態(tài)。目前這種方法在工程機(jī)械及汽車、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)

9、方面已取得良好的效果。（7）機(jī)器性能參數(shù)測(cè)定法顯示機(jī)器主要功能的機(jī)器性能參數(shù)，一般可以從機(jī)器的儀表上讀出，由這些數(shù)據(jù)判定機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)是否偏離正常范圍。機(jī)器性能參數(shù)測(cè)定方法主要用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)或作為故障診斷的輔助手段。近十幾年來(lái)，模糊診斷、故障樹(shù)分析、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新的診斷技術(shù)不斷出現(xiàn)，故障診斷技術(shù)逐步向智能化方向發(fā)展。大大提高了診斷能力，我國(guó)在診斷方面也取得了很大進(jìn)步。4、結(jié)束語(yǔ)從今后的發(fā)展看,故障診斷技術(shù)在應(yīng)用上將會(huì)走的越來(lái)越遠(yuǎn)，但也有很大的局限性。而應(yīng)該放在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中來(lái)統(tǒng)籌考慮,對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的整個(gè)壽命周期進(jìn)行有效的分析,從而提高機(jī)械系統(tǒng)的可靠性和可維修性,延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命,降低壽命周期費(fèi)用。從診斷的方式上來(lái)看,傳統(tǒng)的診斷方法和理論對(duì)單過(guò)程、單故障和漸發(fā)性故障的簡(jiǎn)單系統(tǒng)可以發(fā)揮較好的作用,對(duì)于多過(guò)程、多故障和突發(fā)性故障以及復(fù)雜龐大、高度自動(dòng)化的大型設(shè)備和系統(tǒng),就具有較大的局限性而現(xiàn)代的故障技術(shù)可以彌補(bǔ)這方面的不足。所以，現(xiàn)代化的診斷技術(shù)的發(fā)展雖然還有很多方面還不完善,但是是機(jī)械故障診斷的一個(gè)新的途徑,會(huì)成為機(jī)械故障診斷的一個(gè)重要研究方向。參考文獻(xiàn)：1 蔣瑜，陶利民等，機(jī)械設(shè)備狀態(tài)預(yù)測(cè)方法的