1、1关于机械设备状态监测及故障诊断的研究【摘要】 机械设备状态监测及故障诊断是一种针对高技术含量机械设备的一种新型管理理念，在我国发展时间尚短。本文通过对该管理理念的研究，总结其在新型高技术含量设备管理中的突出效果，并且分析其应用的前景。 【关键词】 机械设备；状态检测；故障诊断； 1、引言 机械设备状态监测及故障诊断技术，是从上世纪六七十年代的应用发展来的管理理念。随着机械设备的现代化、复杂化和自动化程度的不断升级，机械设备状态监测及故障诊断技术在国外得到了迅猛的普及和广泛使用，成为当今先进设备管理及维修的新思维。上世纪九十年代以来，机械设备状态监测及故障诊断技术开始在我国得带推广，并且取得了
2、一定的效果。作为一种新颖的设备管理思想，与传统的设备管理与维修观念相比，它具有更好的有效性和科学性，显著的提高了设备运行的可靠性、生产效率以及设备的使用寿命，同时降低了设备的维修成本。 2、机械设备状态监测及故障诊断技术的意义 机械设备状态监测与故障诊断技术主要包含着以下两项技术：一是对及其状态进行实时监测，即状态监测技术；二是故障诊断方法，即高效的故障诊断技术，设备的状态监测技术是指对故障设备的某些特征参数进行监测，并且将所得测定值与规定的正常值进行比对，判断该部件2是否运行正常。机械设备故障诊断技术则不仅要判断机械设备是否运转正常，而且还需要对故障原因、故障位置、以及故障的严重程度作出判断
3、。 1、经济快速发展的需要 现代化生产向着大型化、自动化、连续化、高精度、高效率等方向发展，生产率大幅度提高，产品的质量也相应的得到可靠的保证。但是，生产设备的突发性故障是不可避免的，极易造成的重大的经济损失。因而对于连续化、自动化生产设备必须实时监视其运行状态，及时发现故障预兆，并且及时采取有效处置措施，对设备进行维修，以减少由于设备故障引起的经济损失。 2、生产安全和可持续发展战略的需要 科技的发展改变了人类的生活，如核能的发现，在给人类提供能源的同时，也会给人类带来灾难，就像发生在美国三里岛的核泄漏事故。科技有其两面性，在其造福人类的同时，若不加约束就会造成严重的灾难事故。并且随着工业化
4、进程的发展，环境污染问题也越来越严重，因此，设备设计尽可能减少环境污染，实施所谓的“绿色设计。然而，设备的老化，势必加剧机械设备引起的污染。因此，从可持续发展的战略高度看，机械设备的状态监测与诊断技术势在必行。 3、是维修体制改革的需要 过去我国沿引的前苏联维修体制，带有技术经济的色彩，称为计划预期维修，它的确定源于大量的统计规律。除了在故障出现时进行维修外，根据统计规律和生产计划定时实施小修、中修、大修，但是这种预3期修理技术在技术含量越来越高的设备面前显得越来越吃力，主要表现在以下两个方面： （1）剩余维修现象严重。剩余维修成本巨大，需要高昂的人力物力，而随机造成的经济损失也是很高的。 （
5、2）现代设备精度要求很高，在计划预期维修中往往拆解，再重新进行组合，这样反复进行将使机械设备的精度受到影响。 上述因素加速了维修体制的改革，由原先的计划预期维修体制为状态维修体制，也就是修理取决于设备的运行状态。这就需要对设备的运行状态进行实时的监测。根据所得到的的设备状态参数对机械的运行状态做出判断，并且分析故障信息。这样就可以避免过剩维修，减少重大事故的发生，设备状态监测和故障诊断技术也因而出现。 3、状态监测及故障诊断技术的应用 状态监测及故障诊断技术是一个系统工程，需要有先进的监测设备，专业的技术人员，还有系统完善的额管理体制。状态监测及故障诊断技术是一门综合性极强、涉及面非常广泛、学
6、科交叉渗透十分严重的技术，可以采用振动分析方法、油液分析、红外热像、超声探伤以及温度、压力分析等多种不同的技术。 机械设备故障的状态监测及故障诊断的一般过程主要包括以下四个部分： 1、设备状态的采集 设备在运行过程中，必然会产生力、热、振动、噪声、能量等各种参数的变化，因此会产生各种不同的信息。根据不同的诊断需要，采用4相应的传感器来拾取得到的能表征设备工作状态的不同信息，这就是设备状态的采集。 2、信号处理 信号处理技术是进行故障诊断的基础，是特征提取必不可少的工具。信号处理技术主要包括传统和现代两大类：传统信号处理技术是指以 FET为核心的信号分析技术，在实际运用中发挥着重要作用；近来来的
7、现代信号处理技术在故障特征提取方面正在崭露头角。为了保证获取的故障特征信息的准确性和有效性，目前的主要研究点是基于非高斯、飞平稳及非线性故障信号的分析理论及方法。 3、状态识别 将经过信号处理后获得的设备特征参量，采用一定的判别模式、判别准则和诊断策略，对设备的状态作出判、判断，确定是否存在故障以及故障的类型和性质、程度等。 4、诊断决策 根据状态识别的结果，决定采取的对策、措施，同时根据当前的检测信息预测机械设备运行状态的可能发展趋势，进行趋势分析 建立监测与诊断系统之前需要考虑几个方面的问题：经济性，即能够尽可能的节省投资；可靠性，即自身应具有更高的可靠性；实用性，即实用的功能，操作方便；
8、有效性，即分析诊断结果有效；扩展性，即有较好的可扩展性和自开发性能。一般情况下，根据经验，企业用于设备状态监测及故障诊断的投资应占其固定资产的 1%-5%。并且，随着设备的复杂程度和技术先进性的增加，投资额度还会有所增加。 54、状态监测及故障诊断技术发展前景 设备故障诊断技术与科技前沿的融合是设备故障诊断技术的发展方向。当今状态监测及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，具休来说表现在如下方面： 1、与最新传感器技术尤其是激光测试技术的融合。近年来，激光技术己从军事、医疗、机械加工等领域深入发展到振动测量和设备故障诊断中，并且已经成功应
9、用于测振和旋转机械对中等方面。 2、与新型的信号处理算法相融合。新的信号处理方法不断优化故障诊断技术的精度，同时传统的基于快速傅里叶变换的机械设备信号分析技术也有了新的突破性进展。 3、与非线性原理和方法的融合。机械设备在发生故障时，行为主要表现为非线性的。如旋转机械的转子在不平衡外力的作用下表现出的非线性特征。随着混沌与分形几何方法的日趋完善，这一类诊断问题必将得到进一步解决。 4、与多元传感器信息的融合。快速的生产对设备监测与维护提出了全方位、多角度的高要求，由此可以对设备的运行状态做出整体的、全面的判断。因此，在进行设备故障诊断时，可采用多个传感器同时对设备的各个位置进行监测，然后按照一
10、定的方法对这些信息进行处理，如人工神经网络方法。 5、与现代智能方法的融合。现代智能方法包括专家系统、模糊逻辑、神经网络、进化计算等。现代智能方法在设备故障诊断技术中己得到广6泛的应用。随着智能技术的不断发展，设备状态的智能监测和设备故障的智能诊断，将是故障诊断技术的最终目标。 4、结束语 随着科技的发展以及各个学科相互融合的加深，先进的技术被广泛的应用于机械设备的状态监测及故障诊断技术，这对于加强状态监测和故障诊断分析的效率和精度有很大的改善，在以后的实践中要更加注重将其他学科的知识加入到状态监测和故障诊断技术应用中，更好的做好设备的管理工作。 参考文献 1 李建华.设备状态监测与故障诊断技术综述.广东化工，2009 2 王春焱.设备状态监测与故障诊断技术应用研究.昆明理工大学，2009 3 阴妍，鲍久圣，段雄.机械设备状态监测及故障诊断综述.煤矿机械，2004 4 蒋弦弋，孙启阔，殷丽娟，唐晓军.设备状态监测与故障诊断技术的应用.机床与液压，2011
