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關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)機(jī)械；故障診斷；原因分析

中圖分類號(hào)：U472.42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

所謂旋轉(zhuǎn)機(jī)械指的是通過(guò)內(nèi)部零部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成相關(guān)功能的機(jī)器設(shè)備。通常指的是那些旋轉(zhuǎn)速度比較高應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械，比如離心式壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、離心式水泵、真空泵和離心式鼓風(fēng)機(jī)等具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械。旋轉(zhuǎn)機(jī)械一般構(gòu)造較為復(fù)雜，發(fā)生故障時(shí)較難查找出故障原因，更不容易做出有效的維修方案，為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的維修和管理人員提出較大的難題，本文主要就旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的原因作出簡(jiǎn)要的分析，并總結(jié)了故障診斷技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。

1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的特點(diǎn)

進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷時(shí)，首先需要了解旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障所具備一些特性，以下做出簡(jiǎn)單的分析：

1.1轉(zhuǎn)子特性

而轉(zhuǎn)子組件的運(yùn)行的良好與否直接決定了旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀況，所以旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障的診斷主要是通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子組件而形成的。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)安裝轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的理論又被科研人員分為剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子。人們將旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不能超過(guò)其第一階臨界轉(zhuǎn)速的稱之為剛性轉(zhuǎn)子，反之則為柔性轉(zhuǎn)子。

1.2旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的頻率特征

對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的診斷需要采集其振動(dòng)信號(hào)，包括諸如周期信號(hào)參數(shù)或平穩(wěn)隨即信號(hào)以及準(zhǔn)周期信號(hào)等。也就是說(shuō)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)故障一般都會(huì)涉及到轉(zhuǎn)子的速度以及振動(dòng)頻率的狀態(tài)正常與否。通常旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)故障時(shí)，其轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)素的與故障特征頻率是相關(guān)的，一般改特征頻率是轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)頻率的幾倍或幾分之一倍。所以通過(guò)分析振動(dòng)特征頻率與轉(zhuǎn)子頻率的相關(guān)性可以找出旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的成因。經(jīng)實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征頻率與轉(zhuǎn)頻具有如下的相關(guān)性：

1）同步振動(dòng)

同步振動(dòng)指的是轉(zhuǎn)子的故障特征頻率域轉(zhuǎn)子頻率相同或是其整倍。而一般如果出現(xiàn)強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)表現(xiàn)多為同步振動(dòng)。很多時(shí)候容易出現(xiàn)同步振動(dòng)，如轉(zhuǎn)子不平衡和聯(lián)軸器不對(duì)中時(shí)都可以出現(xiàn)同步振動(dòng)的現(xiàn)象。

2）亞同步振動(dòng)

亞同步振動(dòng)即為振動(dòng)特征頻率低于轉(zhuǎn)子頻率時(shí)，或者為轉(zhuǎn)頻的分?jǐn)?shù)倍時(shí)的情況。像渦輪機(jī)械發(fā)生的喘振和滑動(dòng)軸承出現(xiàn)的油膜振蕩都是屬于亞同步振動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)機(jī)械的亞同步振動(dòng)又多為自激振動(dòng)。

3）超異步振動(dòng)

超異步振動(dòng)的情況很多，像齒輪損壞發(fā)生的嚙合頻率會(huì)導(dǎo)致超異步振動(dòng)，還有葉輪葉片的振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的頻率也能引起超異步振動(dòng)，其原理就是故障特征頻率高于轉(zhuǎn)頻。

通過(guò)上述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障發(fā)生時(shí)的振動(dòng)情況介紹，其實(shí)千萬(wàn)不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為機(jī)器發(fā)生故障就表現(xiàn)為上述三種情況的一種，要是如此就簡(jiǎn)單了。實(shí)際情況是，旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中，遇到故障時(shí)往往表現(xiàn)為三種情況同時(shí)存在。

獲取旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障信號(hào)的主要途徑如下：

1）振動(dòng)頻率分析

因?yàn)樾D(zhuǎn)機(jī)械不同的故障類型具有相應(yīng)固定的特征頻率，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障發(fā)生時(shí)的特征頻率是分析及診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障類型的有效參數(shù)。

2）分析振幅的方向特征

因?yàn)樾D(zhuǎn)機(jī)械各異的故障情況發(fā)生時(shí)的振動(dòng)方向具有比較明顯的方向特點(diǎn)，一般在進(jìn)行故障診斷時(shí)，需要在相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行三個(gè)不同方向的振動(dòng)測(cè)量，然后根據(jù)其振動(dòng)方向可以初步判定其故障類型。

3）分析振幅隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系

旋轉(zhuǎn)機(jī)械有相當(dāng)一部分故障的振動(dòng)幅值與轉(zhuǎn)速變化有密切的關(guān)系，所以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，在必要的時(shí)候，要盡量創(chuàng)造條件，在改變轉(zhuǎn)速的過(guò)程中測(cè)量機(jī)器的振幅值。

2旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的來(lái)源及主要原因分析

旋轉(zhuǎn)機(jī)械出現(xiàn)故障的診斷技術(shù)首先是基于對(duì)于機(jī)械故障的原因進(jìn)行分析，以下是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的引起機(jī)械故障的不同原因，有助于工作人員對(duì)機(jī)械故障做出順利而準(zhǔn)確的診斷。

2.1設(shè)計(jì)和制造引起機(jī)械故障

設(shè)計(jì)不當(dāng)，動(dòng)態(tài)特性不良，容易引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)或者是自激振動(dòng)的現(xiàn)象；由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，導(dǎo)致構(gòu)件截面出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象；工作轉(zhuǎn)速應(yīng)盡量避免接近臨界轉(zhuǎn)速區(qū)，否則容易引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械出現(xiàn)故障的一個(gè)原因；運(yùn)行點(diǎn)接近或落入運(yùn)行非穩(wěn)定區(qū)；零部件加工制造精度達(dá)標(biāo)，引起產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題；零件材質(zhì)不良，造成旋轉(zhuǎn)機(jī)械出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題而容易引起故障；設(shè)計(jì)時(shí)或制造過(guò)程導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不滿足技術(shù)要求。

2.2安裝和維修引起機(jī)械故障

當(dāng)機(jī)器安裝不當(dāng)，零部件發(fā)生錯(cuò)位使得機(jī)械預(yù)負(fù)荷過(guò)大，容易引起機(jī)械故障；軸系對(duì)中不良（一般是由于軸系熱態(tài)對(duì)中的考慮不夠）；機(jī)器的各幾何參數(shù)（比如配合間隙、過(guò)盈量及相對(duì)位置）調(diào)整的位置不當(dāng)；管道壓力過(guò)大，使得機(jī)器在工作狀態(tài)下改變了動(dòng)態(tài)特性和安裝精度；轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期放置不當(dāng)，破壞了動(dòng)平衡精度容易引起機(jī)械故障；安裝或維修工程破壞了機(jī)械的原有配合性質(zhì)和精度導(dǎo)致的機(jī)械故障等。

2.3運(yùn)行操作不當(dāng)引起機(jī)械故障

具體的引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的不當(dāng)運(yùn)行操作如下所述：旋轉(zhuǎn)機(jī)械在非不滿足設(shè)計(jì)要求的狀態(tài)下運(yùn)行（如轉(zhuǎn)速過(guò)大、長(zhǎng)時(shí)間或較大的負(fù)荷），導(dǎo)致機(jī)械構(gòu)件出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致故障；不夠或冷卻不良；旋轉(zhuǎn)體出現(xiàn)損壞、耗損或結(jié)垢的現(xiàn)象；機(jī)械的相關(guān)參數(shù)設(shè)定不當(dāng)（如溫度、轉(zhuǎn)速等），使得機(jī)器運(yùn)行失穩(wěn)，易引起機(jī)械出現(xiàn)較大的故障；不按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行機(jī)器的啟動(dòng)、控制升降速等操作，或者暖機(jī)不夠、熱膨脹不均勻等。

2.4機(jī)械狀況惡劣導(dǎo)致機(jī)械故障

這里指的是機(jī)器使用過(guò)程中保養(yǎng)維護(hù)不當(dāng)引起的故障：如機(jī)器沒(méi)有得到足夠的時(shí)間調(diào)整，而長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷狀態(tài)下使得其轉(zhuǎn)子撓度增大；機(jī)器的地基基礎(chǔ)出現(xiàn)不同程度的沉降，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)機(jī)械的外表殼出現(xiàn)變形的情況等。

3旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的內(nèi)容

對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障做出診斷需要進(jìn)行以下三方面的內(nèi)容：

（1）特征參數(shù)的采集：改內(nèi)容是屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的一個(gè)準(zhǔn)備的過(guò)程，主要的工作就是采用相關(guān)的儀器測(cè)得機(jī)器各個(gè)設(shè)備的一些參數(shù)，比如轉(zhuǎn)速、濕度、溫度、壓力、頻率、流量、噪音等。采集相關(guān)參數(shù)所使用的儀器一般由基于不同的構(gòu)造原理的傳感技術(shù)制作成的傳感器組成。通常所使用的傳感器暴扣速度傳感器、電渦流傳感器濕度傳感器和加速度傳感器等，近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步還有光導(dǎo)纖維、激光以及聲發(fā)射等傳感技術(shù)的被廣泛應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中。

（2）參數(shù)的提取與處理：通過(guò)上述的準(zhǔn)備階段即參數(shù)的采集結(jié)果中，提取與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障有關(guān)聯(lián)的特征信息，并與政策狀態(tài)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，可以有效地檢測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的狀態(tài)。一般對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸承故障診斷過(guò)程中，使用較為廣泛的分析方法是小波分析。而目前興起的的方法如空間重構(gòu)的GMD的數(shù)據(jù)處理方法也逐漸被用于較為復(fù)雜的機(jī)械如旋轉(zhuǎn)機(jī)械的非線性振動(dòng)中，可以為預(yù)測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的發(fā)展趨勢(shì)提供有效的幫助。

（3）判斷故障種類：經(jīng)過(guò)之前兩個(gè)階段，得到了對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障所處的狀態(tài)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的識(shí)別，并為維修方案的決策提供理論依據(jù)。這個(gè)階段需要進(jìn)行的工作就是研究機(jī)器的相關(guān)參數(shù)及故障診斷中的應(yīng)用技術(shù)，考慮不同傳感器的優(yōu)化配置的方案優(yōu)劣性，通過(guò)發(fā)展信息融合技術(shù)、采用模糊診斷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法、經(jīng)過(guò)小波轉(zhuǎn)換分析、并通過(guò)在專家系統(tǒng)中的應(yīng)用，最終能夠?qū)τ谛D(zhuǎn)機(jī)械故障提供準(zhǔn)確而可靠的診斷。

4結(jié)語(yǔ)

隨著技術(shù)的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)主要是通過(guò)考察所診斷機(jī)器的故障歷史、根據(jù)相關(guān)參數(shù)的采集識(shí)別機(jī)器的實(shí)時(shí)狀況，通過(guò)相關(guān)的分析方法來(lái)診斷旋轉(zhuǎn)機(jī)械現(xiàn)有的故障情況，并預(yù)測(cè)其故障未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，從而為提供行之有效的維修方案提供理論及技術(shù)支持。旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)是基于近代數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械自動(dòng)化控制理論、信號(hào)處理技術(shù)及理論、仿真模擬技術(shù)、可靠性等理論而形成應(yīng)用型技術(shù)。應(yīng)用較為的廣泛的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的方法很多，如振動(dòng)檢測(cè)診斷法、溫度檢測(cè)法、聲發(fā)射檢測(cè)法、噪聲檢測(cè)法、油液分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)分析法、專家系統(tǒng)以及粗糙集理論等都常見(jiàn)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷工作中。

參考文獻(xiàn)

[1] 張全偉. 機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)淺析[J]. 商業(yè)文化(學(xué)術(shù)版), 2008,(06)

篇2

在電子機(jī)械設(shè)備故障診斷過(guò)程中，診斷對(duì)象的故障過(guò)程是復(fù)雜多變的，在故障發(fā)展過(guò)程中，由于引起故障的因素在性質(zhì)、特點(diǎn)及作用方式上是不同的，機(jī)械功能狀況和所受損害的具體情況也不同，使得故障征兆和演變具有不同形式，診斷中往往難以迅速準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)故障的性質(zhì)，導(dǎo)致誤診。 

1 電子機(jī)械概述 

電子機(jī)械主要是以研究電子信息設(shè)備與電子系統(tǒng)的機(jī)械與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造為核心的，努力提高設(shè)備或系統(tǒng)在不同的復(fù)雜環(huán)境中的電性能。我國(guó)工業(yè)與電子裝備發(fā)展過(guò)程已經(jīng)超過(guò)40年，在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造商處于世界前列，但是也必須認(rèn)識(shí)到先進(jìn)的電子機(jī)械，不僅取決于電子設(shè)備的可靠性，也與結(jié)構(gòu)與工藝密不可分。電氣設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝在電子裝備中有融為一體的發(fā)展態(tài)勢(shì)，當(dāng)今的電子機(jī)械工程就是應(yīng)這種趨勢(shì)而產(chǎn)生的新興學(xué)科，國(guó)內(nèi)很多高校也設(shè)立了電子機(jī)械專業(yè)。電子機(jī)械同以往的普通機(jī)械相比，有其自身的特性：從目的上來(lái)說(shuō)，電子機(jī)械旨在于提高電子設(shè)備的電氣性能系統(tǒng)；從實(shí)現(xiàn)手段上來(lái)說(shuō)，電子機(jī)械主要通過(guò)在機(jī)械中加入電子信息技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的性能；從機(jī)電一體化的載體方面來(lái)說(shuō)，電子機(jī)械是電子系統(tǒng)，常規(guī)機(jī)械是機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；從電子系統(tǒng)對(duì)機(jī)械的重要性來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化對(duì)電子設(shè)備至關(guān)重要。 

2 電子機(jī)械故障診斷技術(shù)分析 

所謂電子機(jī)械設(shè)備故障，就是指機(jī)械系統(tǒng)已偏離其設(shè)備狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象。如某些零件或部件損壞，致使工作能力喪失；發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低；傳動(dòng)系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大；工作機(jī)構(gòu)的工作能力下降；燃料和油的消耗增加等，當(dāng)其超出了規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，均屬于機(jī)械故障。電子機(jī)械故障診斷技術(shù)主要有以下幾種： 

2.1 基于小波分析的故障診斷方法 

小波變換是一種新的變換分析方法，它繼承和發(fā)展了短時(shí)傅立葉變換局部化的思想，同時(shí)又克服了窗口大小不隨頻率變化等缺點(diǎn)，能夠提供一個(gè)隨頻率改變的“時(shí)間-頻率”窗口，是進(jìn)行信號(hào)時(shí)頻分析和處理的理想工具?；谛〔ǚ治鲋苯舆M(jìn)行故障診斷是屬于故障診斷方法中的信號(hào)處理法。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是可以回避被診斷對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，這對(duì)于那些難以建立解析數(shù)學(xué)模型的診斷對(duì)象是非常有用的。具體可分為以下4種方法： ①利用小波變換檢測(cè)信號(hào)突變的故障方法連續(xù)小波變換能夠通過(guò)多尺度分析提取信號(hào)的奇異點(diǎn)。其基本原理是利用信號(hào)在奇異點(diǎn)附近的Lipschitz指數(shù)。Lipschitz指數(shù)時(shí)，其連續(xù)小波變換的模極大值隨尺度的增大而增大；當(dāng)時(shí)，則隨尺度的增大而減小。噪聲對(duì)應(yīng)的Lipschitz指數(shù)遠(yuǎn)小于0，而信號(hào)邊沿對(duì)應(yīng)的Lipschitz指數(shù)大于或等于0。因此，可以利用小波變換區(qū)分噪聲和信號(hào)邊沿，有效地檢測(cè)出強(qiáng)噪聲背景下的信號(hào)邊沿（援變或突變）。因此，利用小波變換可以區(qū)分噪聲和信號(hào)邊沿，有效地檢測(cè)出強(qiáng)噪聲背景下的信號(hào)邊沿奇變。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的故障通常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的觀測(cè)信號(hào)發(fā)生奇異變化，可以直接利用小波變換檢測(cè)觀測(cè)信號(hào)的奇異點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)故障的檢測(cè)。 

除此之外，小波變換可以看作一個(gè)帶通濾波器，從而可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波。近年來(lái)，已經(jīng)出現(xiàn)了很多基于小波變換的去噪方法。Mallat提出了通過(guò)尋找小波變換系數(shù)中的局部極大值點(diǎn)，并據(jù)此重構(gòu)信號(hào)，可以很好地逼近未被噪聲污染前的信號(hào)。Donoho也提出了一種新的基于閾值處理思想的小波去噪技術(shù)。利用去噪后的信號(hào)可以直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，也可利用此信號(hào)進(jìn)行殘差分析。通過(guò)去噪獲得系統(tǒng)輸出信號(hào)來(lái)進(jìn)行故障診斷，方法上比較簡(jiǎn)單，但對(duì)故障的判斷受限于觀測(cè)人員自身的經(jīng)驗(yàn)。 

2.2 光學(xué)檢測(cè)技術(shù) 

由于故障診斷資料不足，對(duì)故障的認(rèn)識(shí)受到較大限制，給明確診斷帶來(lái)困難，有時(shí)所懷疑的故障的一般規(guī)律與故障征兆不完全相符，另外排除了一種故障的可能，因此故障診斷的推理過(guò)程往往也是模糊的，具有一定程度的不確定性。近年來(lái)，光學(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展并被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域，例如在數(shù)控機(jī)床中光柵系統(tǒng)的應(yīng)用。光柵測(cè)量是利用光的衍射原理，通過(guò)疊放的光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生與之同步移動(dòng)的莫爾條紋信號(hào)，然后通過(guò)讀數(shù)頭與后續(xù)電路，將導(dǎo)軌、工作臺(tái)的位置等信號(hào)轉(zhuǎn)變成信號(hào)讀出來(lái)，其讀數(shù)分辨率可達(dá)5nm。當(dāng)兩塊相同的長(zhǎng)光柵跌合，如果柵線的夾角很小時(shí)，莫爾條紋的方向與光柵條紋方向近似垂直。光柵盤(pán)上黑白刻線的相對(duì)移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生光強(qiáng)度周期性變化，此光信號(hào)經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換成為周期性的電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理，就可獲得光柵相對(duì)移動(dòng)的位移量。 

2.3 人工智能診斷 

機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)均會(huì)產(chǎn)生物理變化或者化學(xué)性能的轉(zhuǎn)化，這樣勢(shì)必會(huì)造成設(shè)備的外在形態(tài)的改變，如溫度升高、電壓電流以及功率的變化等，檢測(cè)人員可以通過(guò)對(duì)設(shè)備的這些參數(shù)變化的分析來(lái)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況。故障診斷技術(shù)就是依照不同參數(shù)的不同變化規(guī)律，而預(yù)判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障及出現(xiàn)故障的具置，以便及時(shí)采取科學(xué)有效的措施，防止出現(xiàn)不必要的損失，提高了設(shè)備運(yùn)行效率和安全性。近年來(lái)，人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，在機(jī)械診斷中的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。例如，用于大機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)的診斷專家系統(tǒng)、采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自組織映象和徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)等的智能診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。Zadeh曾將專家系統(tǒng)、模糊集合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、概率計(jì)算和遺傳算法統(tǒng)稱為軟計(jì)算。將軟計(jì)算中各種方法集成，形成各種類型的混合系統(tǒng)，如用于診斷的模糊專家系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，使各種方法互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，相輔相成，是一種值得關(guān)注的動(dòng)向。 

篇3

【關(guān)鍵字】機(jī)械；故障

機(jī)械設(shè)備在高速的運(yùn)轉(zhuǎn)和工作下容易發(fā)生故障，一旦發(fā)生故障其損失巨大，不但維修費(fèi)用高，而且維修周期也很長(zhǎng)，一直是困擾企業(yè)的突出問(wèn)題。如何應(yīng)用現(xiàn)代故障診斷技術(shù)建立設(shè)備故障預(yù)警制度，是目前亟待解決的難題。

1　設(shè)備故障狀態(tài)產(chǎn)生的原因

在現(xiàn)如今的生產(chǎn)和工作中，企業(yè)大多追求高效率，高速度，設(shè)備種類也是多種多樣，而且大部分企業(yè)的生產(chǎn)一線都是工作環(huán)境較為惡劣，設(shè)備故障率較高。設(shè)備故障發(fā)生的原因是多方面的，主要有以下幾種類型。

1.1　機(jī)械零件的損壞

當(dāng)機(jī)械發(fā)生某種故障后，從故障部位進(jìn)行外部觀察，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，故障的形成主要是由于零件本身的損傷、以及零件之間原有配合關(guān)系發(fā)生了變化。

零件的損傷是指零件的現(xiàn)有尺寸、形態(tài)偏離了原始設(shè)計(jì)性能，這種偏離表示機(jī)械在使用過(guò)程中，各種因素對(duì)零件發(fā)生作用的結(jié)果。常見(jiàn)的零件損傷是由于意外損傷和老化損傷造成的。

1.2　設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)

每臺(tái)設(shè)備都有一個(gè)設(shè)計(jì)輸出參數(shù)極限，如果設(shè)備的實(shí)際輸出參數(shù)超出其設(shè)計(jì)輸出極限時(shí)，機(jī)械的正常狀態(tài)將遭到破壞形成故障。產(chǎn)生設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而引起故障時(shí)，就需要采取調(diào)整技術(shù)參數(shù)，提高設(shè)備承載能力，并對(duì)故障設(shè)備采取修復(fù)措施。

1.3　機(jī)械工作能力的損耗

機(jī)械工作能力的損耗是隨著時(shí)間的推移，在機(jī)械內(nèi)、外因影響下，機(jī)械綜和能力的損耗。主要有以下原因：

1.3.1　機(jī)件配合間隙增大，剛性下降；

1.3.2　主要部件磨損和老化；

1.3.3　摩擦系數(shù)增大，負(fù)荷增加以及磨損等原因造成發(fā)熱量增大；

1.3.4　機(jī)械的主要聯(lián)接副和部件發(fā)生磨損、扭曲變形等。

2　設(shè)備故障狀態(tài)的跡象

設(shè)備故障狀態(tài)的跡象在設(shè)備中的表象主要有：

2.1　輸出參數(shù)的變化

設(shè)備臺(tái)班生產(chǎn)率降低，油機(jī)耗油量與工作時(shí)間、工作量的比例增加等的變化。

2.2　振動(dòng)異常

振動(dòng)是機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中的屬性之一，但不正常的振動(dòng)常常是測(cè)定設(shè)備故障的有效手段。

2.3　聲響異常

機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在正常狀態(tài)下發(fā)出的聲響應(yīng)是均勻與輕微的。當(dāng)設(shè)備在正常工況條件下發(fā)出雜亂而沉重的聲響時(shí)，提示設(shè)備出現(xiàn)異常。所以，對(duì)噪聲異常的故障跡象必須認(rèn)真對(duì)待，仔細(xì)檢查，正確判斷。

2.4　過(guò)熱現(xiàn)象

工作中，常常發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、軸承等部位超出正常工作狀態(tài)的溫度變化。如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并診斷與排除，將引起機(jī)件燒毀等事故。

2.5　磨損殘余物的激增

通過(guò)觀察油箱、齒輪箱、軸承、齒輪等零件的磨損殘余物，并定量測(cè)定油樣等樣本中磨損微粒的多少，即可確定機(jī)件磨損的程度。

2.6　裂紋的擴(kuò)展

通過(guò)機(jī)械零件表面或內(nèi)部缺陷（包括焊接、鑄、鍛造、壓延等）的變化趨勢(shì)，特別是裂紋缺陷的變化趨勢(shì)，判斷機(jī)械故障的程度，并對(duì)機(jī)件強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。

3　設(shè)備故障診斷的實(shí)施

通過(guò)對(duì)設(shè)備故障的產(chǎn)生原因及現(xiàn)象的分析，使我們對(duì)故障的診斷有了明確的目的性。目前，對(duì)各種設(shè)備的故障診斷實(shí)施技術(shù)，已從傳統(tǒng)的感官直接判斷，進(jìn)入到利用現(xiàn)代振動(dòng)、聲、光、電學(xué)理論以及各種現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)、信息處理、識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的方向發(fā)展。

智能診斷與遠(yuǎn)程診斷

3.1　振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)

振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可通過(guò)對(duì)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的拾取、放大，顯示振動(dòng)的峰值，以了解機(jī)械的振動(dòng)狀態(tài)。主要設(shè)備有測(cè)振用傳感器、放大器等。

3.2　音響檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)代音響檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)對(duì)聲波的聲速、波長(zhǎng)、周期、頻率及聲壓的測(cè)量、監(jiān)測(cè)和判斷設(shè)備的聲波變化，對(duì)設(shè)備故障實(shí)施診斷。主要設(shè)備為噪聲測(cè)量?jī)x。

3.3　光學(xué)檢測(cè)技術(shù)

近年來(lái)，光學(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展并被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。例如，在數(shù)控機(jī)床中光柵系統(tǒng)的應(yīng)用。光柵測(cè)量是利用光的衍射原理，通過(guò)疊放的光柵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生與之同步移動(dòng)的莫爾條紋信號(hào)，然后通過(guò)讀數(shù)頭與后續(xù)電路，將導(dǎo)軌、工作臺(tái)的位置等信號(hào)轉(zhuǎn)變成信號(hào)讀出來(lái)，其讀數(shù)分辨率可達(dá)5nm。當(dāng)兩塊相同的長(zhǎng)光柵跌合，如果柵線的夾角很小時(shí)，莫爾條紋的方向與光柵條紋方向近似垂直。光柵盤(pán)上黑白刻線的相對(duì)移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生光強(qiáng)度周期性變化，此光信號(hào)經(jīng)光電池轉(zhuǎn)換成為周期性的電信號(hào)，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理，就可獲得光柵相對(duì)移動(dòng)的位移量。

3.4　人工智能診斷

近年來(lái)，人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，在機(jī)械診斷中的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)外不乏成功的實(shí)例。例如，用于大機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)的診斷專家系統(tǒng)、采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自組織映象和徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)等的智能診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。Zadeh曾將專家系統(tǒng)、模糊集合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、概率計(jì)算和遺傳算法統(tǒng)稱為軟計(jì)算。將軟計(jì)算中各種方法集成，形成各種類型的混合系統(tǒng)，如用于診斷的模糊專家系統(tǒng)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，使各種方法互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，相輔相成，是一種值得關(guān)注的動(dòng)向。

3.5　遠(yuǎn)程診斷

遠(yuǎn)程診斷是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。目前尚處于初始階段。前面提到，設(shè)備診斷的案例積累，不能僅僅依靠單個(gè)工廠，必須一個(gè)行業(yè)，乃至制造廠、使用廠和研究單位的社會(huì)性協(xié)作。從這一角度看，遠(yuǎn)程診斷將發(fā)揮極其重要的作用。就當(dāng)前而言，首先要解決的是數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一問(wèn)題。沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，就談不上診斷信息的交流，也談不上遠(yuǎn)程診斷，其結(jié)果只能是各個(gè)外國(guó)公司壟斷我國(guó)重大關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。為此，不少學(xué)者強(qiáng)烈呼吁迅速促成、完善這一工作。這是我國(guó)機(jī)械診斷技術(shù)發(fā)展的一件大事，有著深遠(yuǎn)意義。

篇4

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)；機(jī)械故障診斷與維修；課程；教學(xué)方法

1科學(xué)制定教學(xué)內(nèi)容

教師的教學(xué)內(nèi)容是影響學(xué)生對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷與維修相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的直接因素，教師要根據(jù)教材制定科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃。原有的機(jī)械故障診斷與維修教材的篇幅較長(zhǎng)，而且內(nèi)容以計(jì)算分析、理論知識(shí)講解為主，內(nèi)容已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)需求，另外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，許多新的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷與維修當(dāng)中，教材更新不及時(shí)，教師教學(xué)內(nèi)容不更新，直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)無(wú)法與實(shí)際結(jié)合起來(lái)。因此，教師在安排教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行篩選，并增添新的內(nèi)容。例如，教材上對(duì)機(jī)械的維修主要集中在機(jī)械發(fā)生故障的事后，隨著技術(shù)手段的更新和維修理念的進(jìn)步，預(yù)防維修和計(jì)劃維修已經(jīng)成為了機(jī)械維修工作的主要方式，教師要將類似的內(nèi)容增添到教學(xué)內(nèi)容中，提高教學(xué)內(nèi)容的新穎性。

2創(chuàng)新教學(xué)方法

與農(nóng)業(yè)相關(guān)的專業(yè)需要與實(shí)踐相結(jié)合。農(nóng)業(yè)專業(yè)它以農(nóng)業(yè)生物科學(xué)為理論基礎(chǔ)，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，是綜合性很強(qiáng)的專業(yè)，不僅包括了生物科學(xué)，還包含著自動(dòng)化控制、工業(yè)設(shè)計(jì)等一系列應(yīng)用科學(xué)。農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)設(shè)立的主要目的就是為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用與維護(hù)的高素質(zhì)人才。長(zhǎng)期以來(lái)，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)，教師在教學(xué)過(guò)程中主要采用了灌輸式的教學(xué)方式，在這種教學(xué)方式下的學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力低下，學(xué)生的思維受到了局限，主觀能動(dòng)性很低，大部分學(xué)生都在被動(dòng)地接受老師的教課內(nèi)容[1]。但是，農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)作為一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，需要提高學(xué)生的實(shí)踐能力。因此，在農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷與維護(hù)課程教學(xué)過(guò)程中需要老師對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。教師要在教學(xué)中把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、自學(xué)能力、調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性作為教學(xué)的方向[2-3]。例如，在課堂上講解機(jī)械常見(jiàn)故障時(shí)讓學(xué)生提前在課下進(jìn)行調(diào)查，了解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的幾種常見(jiàn)故障及維修方法，讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)的視頻，提前學(xué)習(xí)課程知識(shí)，教師在課上安排學(xué)生進(jìn)行交流，將常見(jiàn)故障進(jìn)行匯總整理，最后由教師補(bǔ)充不足的部分。另外，在實(shí)踐課堂上，教師要鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作，讓學(xué)生在動(dòng)手過(guò)程中將理論知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步了解常見(jiàn)的零件缺陷、機(jī)械故障振動(dòng)診斷技術(shù)等，最終實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生的實(shí)踐能力、自學(xué)能力的教學(xué)目標(biāo)，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化培養(yǎng)高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)人才。

3建立合理的課程考核體系

課程考核是對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的一次考察，能夠讓學(xué)生、教師、學(xué)習(xí)和社會(huì)了解到該專業(yè)人才培養(yǎng)情況。合理的課程考核體系能夠推動(dòng)教學(xué)方式的創(chuàng)新，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。農(nóng)業(yè)機(jī)械化專業(yè)機(jī)械故障診斷與維修課程的考核需要重點(diǎn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的考察，采用理論考試與實(shí)操考試兩種課程考核方式，理論考試放在學(xué)期末與其他科目一起考核，實(shí)操考核需要在實(shí)踐課上進(jìn)行技能考試，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度，減少出現(xiàn)高分低能學(xué)生的情況，真實(shí)反映專業(yè)人才培養(yǎng)的情況[4]。

篇5

【關(guān)鍵詞】高壓斷路器 機(jī)械故障 方法探討 故障診斷

中圖分類號(hào)：V351.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）35-043-01

前言：

機(jī)械故障是高壓斷路器的主要故障，常見(jiàn)的機(jī)械故障有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變形、不良、電磁鐵卡塞、鎖扣失靈、觸頭磨損、螺絲松動(dòng)、部件破裂、緩沖器故障等，可通過(guò)監(jiān)測(cè)斷路器動(dòng)作過(guò)程中的振動(dòng)信號(hào)，來(lái)識(shí)別出斷路器的機(jī)械故障或機(jī)械狀態(tài)。利用振動(dòng)診斷方法有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的非侵入式的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，且可很好地解決高壓隔離問(wèn)題，因而振動(dòng)診斷成為高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)的合適手段。其內(nèi)容一般包括振動(dòng)信號(hào)采集、特征提取、故障識(shí)別三個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容。目前，信號(hào)采集方面的工作已經(jīng)比較成熟，后二個(gè)環(huán)節(jié)尚在不斷完善中，筆者主要討論這二個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容。

一、特征提取

經(jīng)過(guò)20多年發(fā)展，高壓斷路器的振動(dòng)診斷尚未有在工程中成功應(yīng)用的報(bào)道，還需要不斷地深入研究。尤其是，當(dāng)前的國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)實(shí)用化智能電器有著迫切的需求，如何利用振動(dòng)診斷較好地解決高壓斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)問(wèn)題顯得更加突出。從斷路器振動(dòng)信號(hào)中提取的特征參量可以是時(shí)間信息、頻率信息、時(shí)間和頻率的綜合信息、以及表征信號(hào)特征的某些指數(shù)等。相對(duì)應(yīng)的，可將這些特征提取方法分類為時(shí)域法、頻域法、時(shí)頻法和數(shù)據(jù)序列法，應(yīng)用中通常將幾種不同的方法相組合。

1、時(shí)域法

時(shí)域法直接從時(shí)域振動(dòng)信號(hào)中提取事件發(fā)生的時(shí)刻、幅值及表達(dá)時(shí)域波形變化的指標(biāo)來(lái)作為特征。在斷路器機(jī)械故障振動(dòng)診斷中得到應(yīng)用的有短時(shí)能量法、包絡(luò)譜分析等。

1）短時(shí)能量法。短時(shí)能量分析的基本思想是將時(shí)域信號(hào)序列的指數(shù)變換經(jīng)過(guò)窗函數(shù)濾波得到能量函數(shù)序列，再進(jìn)行分析。相對(duì)于傳統(tǒng)的中值濾波法、時(shí)域包絡(luò)法、自相關(guān)法等，短時(shí)能量法能提高信噪比，獲得較高精度的振動(dòng)事件起始時(shí)刻信息。利用多個(gè)傳感器測(cè)量斷路器各相的振動(dòng)信號(hào)，在選擇合適的窗函數(shù)的基礎(chǔ)上，采用短時(shí)能量法能精確獲得斷路器的合閘同期性與合閘時(shí)刻等狀態(tài)參數(shù)。且研究表明承載電流對(duì)該方法的影響很小，對(duì)于斷路器狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)具有重要意義。

2）包絡(luò)譜分析。利用時(shí)域信號(hào)的包絡(luò)譜，不但能夠獲得線圈動(dòng)作、觸頭接觸、緩沖動(dòng)作等振動(dòng)事件發(fā)生的時(shí)間，還能反映出振動(dòng)事件的強(qiáng)烈程度。對(duì)斷路器振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，

從時(shí)間分辨率較好分量的包絡(luò)譜中提取時(shí)間信息，具有明確的物理意義，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)值比較，

便于判斷斷路器的工況。

2、頻域法

頻域法將斷路器的振動(dòng)信號(hào)變換到頻域，根據(jù)頻率的分布和變化來(lái)判定故障類型和故障程度，例如細(xì)化頻譜分析、模態(tài)分析等。

1）細(xì)化頻譜分析。細(xì)化頻譜分析是為解決常規(guī)傅里葉變換頻率分辨率不高的問(wèn)題而產(chǎn)生的。對(duì)快速傅里葉變換（FFT）、細(xì)化FFT（ZFFT）、線性調(diào)頻Z變換（CZT）進(jìn)行比較分析，并將CZT引入斷路器振動(dòng)信號(hào)分析。通過(guò)仿真和實(shí)測(cè)信號(hào)的細(xì)化頻譜分析表明，CZT方法有助于提高斷路器振動(dòng)信號(hào)頻域分辨率。

2）模態(tài)分析。模態(tài)作為機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，一般以固有頻率、阻尼比和振型來(lái)表示。選用固有頻率和振型作為特征參量，并結(jié)合線圈電流、接觸電阻、觸頭行程等信息，來(lái)判斷材料疲勞、連接松動(dòng)、觸頭磨損等問(wèn)題。該方法只適合于離線測(cè)試，且測(cè)試時(shí)需要額外的設(shè)備來(lái)對(duì)斷路器施加激勵(lì)。

3、時(shí)頻法

時(shí)頻法能兼顧時(shí)間和頻率，較好地表達(dá)信號(hào)的局部特征，特別適合于對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)的分析。目前，在斷路器機(jī)械故障振動(dòng)診斷中應(yīng)用的有小波分析、小波包分析、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解、希爾伯特變換等。

1）小波分析。小波分析具有可變的時(shí)頻分辨率，在低頻段頻率分辨率高、時(shí)間分辨率低，高頻段時(shí)間分辨率高、頻率分辨率低。一般可利用小波分解來(lái)抽取或重構(gòu)振動(dòng)信號(hào)，從而達(dá)到提取有用信號(hào)、去除干擾的目的。用小波分解各尺度上的奇異性指數(shù)來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)振動(dòng)信號(hào)包絡(luò)的奇異性指數(shù)，可用奇異性指數(shù)作為特征參數(shù)來(lái)進(jìn)行故障診斷。構(gòu)造振動(dòng)信號(hào)的解析信號(hào)，利用對(duì)解析信號(hào)的小波變換來(lái)觀察即時(shí)頻率變化，也是判斷斷路器狀態(tài)的一種可行方法。另外，振動(dòng)信號(hào)的小波變換能生成時(shí)間—尺度平面上的譜圖，正常信號(hào)和故障信號(hào)的譜圖存在明顯區(qū)別，也可利用該特征診斷不易識(shí)別的小故障。

2）小波包分析。相較于小波分析，小波包能保證在全頻段都具有很高的分辨率，在許多應(yīng)用中用小波包分析來(lái)替代小波分析。經(jīng)常依據(jù)小波包分解后各個(gè)頻帶的幅值、能量等，選定節(jié)點(diǎn)系數(shù)作為特征向量或選取特定頻帶的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)以消除噪聲干擾。重構(gòu)的信號(hào)可通過(guò)短時(shí)能量分析、信息熵、雙譜估計(jì)[17-19]等方法得到特征量。

3）經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解。經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解是一種處理非平穩(wěn)、非線性信號(hào)的方法。該方法將信號(hào)序列分解成多個(gè)不同頻段的固有模態(tài)分量和一個(gè)殘量之和，能很好地突出信號(hào)的局部特征?？衫媒?jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解來(lái)抽取或重構(gòu)振動(dòng)信號(hào)，再通過(guò)包絡(luò)譜分析、希爾伯特譜的能量熵[20]等方法構(gòu)造特征量；或者直接用固有模態(tài)分量的能量熵構(gòu)造特征量。

4）希爾伯特變換。希爾伯特變換是從實(shí)信號(hào)構(gòu)造解析信號(hào)的常用方法。有研究者用希爾伯特變換從小波分解或者小波包分解后的信號(hào)中進(jìn)一步提取信號(hào)包絡(luò)、相位和瞬時(shí)頻率等信息來(lái)評(píng)估斷路器的狀態(tài)。希爾伯特變換與經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解相結(jié)合構(gòu)成希爾伯特—黃變換，其希爾伯特譜很好地表示了信號(hào)時(shí)頻分布特性，可作為故障診斷的依據(jù)。

4、數(shù)據(jù)序列法

數(shù)據(jù)序列分析方法著眼于通過(guò)少量數(shù)據(jù)直接得到某種數(shù)學(xué)模型或數(shù)值，而不在意數(shù)據(jù)的具體物理意義，從模型中得出數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征，如積分參數(shù)法、分形方法、信息熵、相空間重構(gòu)等。

1）積分參數(shù)法。其基本思想是通過(guò)對(duì)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域或頻域數(shù)據(jù)序列進(jìn)行加權(quán)積分，將波形中細(xì)微的變化累積放大，以期通過(guò)擬合積分曲線來(lái)區(qū)分?jǐn)嗦菲鳡顟B(tài)的目的。

2）分形方法。分形維數(shù)是對(duì)復(fù)雜形體不規(guī)則性的一種度量。相同狀態(tài)斷路器振動(dòng)信號(hào)的局部分形維數(shù)曲線具有良好的一致性，而在不同狀態(tài)下其分形維數(shù)曲線則具有很好的區(qū)分度。因而可利用振動(dòng)信號(hào)的分形維數(shù)曲線作為高壓斷路器機(jī)械機(jī)構(gòu)信息特征量。

3）信息熵。與分形維數(shù)類似，信息熵可對(duì)數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度進(jìn)行度量。因而信息熵通常被用來(lái)對(duì)小波包分解、經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解或者譜圖的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行量化表達(dá)。

4）相空間重構(gòu)。相空間重構(gòu)的基本思想在于用系統(tǒng)的一個(gè)觀察量（如一個(gè)時(shí)間序列）可以重構(gòu)系統(tǒng)的等價(jià)狀態(tài)空間，即相空間。因而，可利用斷路器振動(dòng)信號(hào)來(lái)重構(gòu)整個(gè)斷路器的狀態(tài)空間。實(shí)際應(yīng)用中，相空間的步長(zhǎng)和嵌入維數(shù)選取是關(guān)鍵，目前還沒(méi)有通用的方法。通過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)嵌入維數(shù)達(dá)到10以上時(shí)，不同機(jī)械狀態(tài)下的相空間關(guān)聯(lián)維數(shù)基本趨于相應(yīng)的固定值，可作為特征量。

二、故障識(shí)別方法

基本的故障識(shí)別可分為基于規(guī)則、基于模型和基于案例的3類方法。為取得好的識(shí)別結(jié)果，

可將多種方法結(jié)合使用。在斷路器故障診斷領(lǐng)域內(nèi)，基于規(guī)則的方法借助于專家知識(shí)達(dá)到故障識(shí)別的目的，實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的積累還有所欠缺，應(yīng)用較少；基于模型的方法要求對(duì)斷路器系統(tǒng)及其故障機(jī)理有深入的理解，而斷路器系統(tǒng)的復(fù)雜性、多學(xué)科交叉的特點(diǎn)限制了其發(fā)展；基于案例（基于指紋）的方法將待診斷的案例與已有案例進(jìn)行比對(duì)分析，從而達(dá)到分類或故障診斷的目的，目前應(yīng)用最多。在高壓斷路器振動(dòng)診斷的早期，一般采用相關(guān)系數(shù)、χ平方偏差測(cè)試、動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整法等，隨著人工智能的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、人工免疫網(wǎng)絡(luò)等新方法被引入。

篇6

主要分析了工程機(jī)械曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障以及產(chǎn)生故障的原因，診斷曲柄連桿機(jī)構(gòu)的故障，最后著重探討了應(yīng)對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障的一些排除方法。為解決發(fā)動(dòng)機(jī)故障提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：

曲柄連桿機(jī)構(gòu)；工程機(jī)械；故障診斷；排除方法

1工程機(jī)械曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障現(xiàn)象及原因

1．1活塞敲缸現(xiàn)象及原因分析

（1）現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，氣缸壁與活塞碰撞，從而發(fā)生出聲響，則稱之為活塞敲缸，主要現(xiàn)象表現(xiàn)為：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)出“當(dāng)、當(dāng)、當(dāng)”節(jié)奏聲音；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高，異常的響聲會(huì)逐漸減少或者消失；發(fā)動(dòng)機(jī)排出藍(lán)白色的煙色。

（2）分析原因。首先第一點(diǎn)，是因?yàn)闅飧妆谂c活塞之間的間隙原因。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，活塞頂部會(huì)有氣體壓力存在，在作功和壓縮過(guò)程當(dāng)中，排氣和進(jìn)氣兩個(gè)行程要小于氣體對(duì)活塞的作用力，在作功過(guò)程當(dāng)中，轉(zhuǎn)過(guò)共線位置時(shí)候的連桿會(huì)呈現(xiàn)出傾斜狀態(tài)，從而活塞會(huì)出現(xiàn)側(cè)壓力，這時(shí)候活塞一側(cè)就會(huì)被壓在氣缸壁的左邊。壓縮過(guò)程中，活塞頂部有壓縮氣體壓力存在，轉(zhuǎn)過(guò)共線位置一直到越過(guò)止點(diǎn)時(shí)，壓縮氣體會(huì)將活塞壓在氣缸的另一側(cè)。因此，引起氣缸壁與活塞之間的間隙原因主要在于氣體壓力作用導(dǎo)致的，將活塞壓在氣缸壁上，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)發(fā)生響聲，會(huì)導(dǎo)致氣缸壁與活塞的磨損。連桿扭轉(zhuǎn)的原因，連桿承受著慣性力、氣體壓力、旋轉(zhuǎn)離心力等，主要是做擺動(dòng)較高速的長(zhǎng)桿，由于連桿受力原因多變，容易導(dǎo)致連桿出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在不正常的燃燒情況之下，會(huì)造成連桿彎曲，之后連桿兩端的軸線就會(huì)出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，連桿回轉(zhuǎn)也不會(huì)在同一平面內(nèi)，連桿活塞與活塞銷擺動(dòng)時(shí)候，會(huì)與氣缸壁發(fā)生碰撞而發(fā)出異響。

1．2活塞銷響

（1）現(xiàn)象?；钊N響的現(xiàn)象主要發(fā)出“咯兒”響聲，而且聲音比較尖銳，當(dāng)?shù)∷佥^高時(shí)候，這種聲響較為清晰。

（2）原因分析。活塞銷主要承受著沖擊負(fù)荷，壓緊活塞銷，從而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生磨損。久而久之，由于修理不當(dāng)導(dǎo)致增大配合間隙，當(dāng)間隙增大到一定程度，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，其方向、加速度大小也由于活塞位置而發(fā)生相應(yīng)的改變，活塞銷與活塞的壓緊也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而發(fā)出撞擊的響聲，如果沒(méi)有油的時(shí)候，活塞銷的異響就會(huì)更加的清晰明顯。

1．3連桿軸承

（1）現(xiàn)象，連桿軸承會(huì)因?yàn)檩S徑與連桿軸承之間的碰撞，而發(fā)出聲響，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，會(huì)發(fā)出“當(dāng)”節(jié)奏金屬敲擊聲音，單缸斷火之后會(huì)消失或者減少響聲，隨著負(fù)荷量逐漸的增大而響聲也會(huì)逐漸的增大，轉(zhuǎn)速提升會(huì)伴隨著機(jī)油壓力下降現(xiàn)象。

（2）原因分析。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于連桿軸承與軸徑配合間隙過(guò)大，導(dǎo)致連桿軸承發(fā)出異響，主要原因是因?yàn)槟p、連桿螺栓松動(dòng)、修理發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，配合間隙不當(dāng)導(dǎo)致間隙過(guò)大，致使連桿軸承發(fā)出響聲。

1．4整體式曲軸主軸承響

（1）現(xiàn)象，發(fā)動(dòng)機(jī)加速較為突然，敲擊聲會(huì)發(fā)出“剛”聲響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生機(jī)體振動(dòng)現(xiàn)象，隨著負(fù)荷增大響聲也隨之而增強(qiáng)，較近的兩個(gè)缸位斷火時(shí)，聲響會(huì)消失或者是減弱，并會(huì)伴隨著機(jī)油壓力下降現(xiàn)象。

（2）原因分析。在正常工作當(dāng)中，曲軸主軸頸與軸承發(fā)生磨損，導(dǎo)致過(guò)大配合間隙，磨損緩慢且平穩(wěn)，大部分都發(fā)生在損耗期間。由于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高、油質(zhì)量較差等原因，致使油不良，便會(huì)在磨損進(jìn)程中導(dǎo)致增大配合間隙。此外，曲軸主軸承蓋螺栓松動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致增大間隙。

1．5曲軸軸向竄動(dòng)聲響

（1）現(xiàn)象，比較于曲軸主軸承聲響，曲軸軸向竄動(dòng)聲響與曲軸主軸承聲響有些類似。

（2）原因分析。軸承軸向間隙必須要有，但是有了間隙之后，由于受到軸向的影響，會(huì)導(dǎo)致曲軸前后竄動(dòng)。為了限制竄動(dòng)，一般會(huì)采用止推墊安裝在曲軸上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸止推墊必然會(huì)產(chǎn)生磨損，如果止推墊磨損必將會(huì)增大軸向間隙，會(huì)因?yàn)榍昂蟾Z動(dòng)而發(fā)出聲響。

2工程機(jī)械曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障診斷與排除

2．1活塞敲缸故障診斷與排除

診斷活塞敲缸故障，要根據(jù)現(xiàn)象對(duì)活塞敲缸情況就進(jìn)行確定，拆下噴油器，向氣缸注入機(jī)油，撬動(dòng)飛輪，估計(jì)機(jī)油流入活塞周圍間隙后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果活塞敲缸響聲消失，則說(shuō)明是活塞敲缸故障。如果在早期就發(fā)生活塞敲缸故障時(shí)，主要原因是因?yàn)榛钊N、活塞銷襯套、連桿軸承過(guò)緊，從而導(dǎo)致活塞產(chǎn)生拉傷，這時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行單缸斷火實(shí)驗(yàn)，如果斷火之后異響消失，則表明有活塞敲缸，應(yīng)當(dāng)深入檢查，采用針對(duì)性的措施來(lái)排除故障。如果在使用階段發(fā)生故障，大部分的主要原因在于連桿變形原因，進(jìn)行單缸斷火實(shí)驗(yàn)，斷火之后如果異響沒(méi)有消失，說(shuō)明是由于連桿變形引起的活塞敲缸，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步深入檢查和校正。如果在損耗期間發(fā)生活塞敲缸，隨著溫度變化而不斷變化響聲，排氣管有藍(lán)白色的煙，大部分是因?yàn)闅飧妆谂c活塞磨損造成過(guò)大配合間隙，應(yīng)當(dāng)立即檢修發(fā)動(dòng)機(jī)。

2．2活塞銷響故障診斷與排除

活塞銷響故障發(fā)生，一般都是在損耗階段，如果具有較高怠速，或者是油門(mén)抖動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的異響是非常明顯的。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸升高，活塞銷響的異響也隨之而不斷增大，單缸斷火時(shí)的異響有變化。如果出現(xiàn)以上現(xiàn)象，則可以診斷為活塞銷響。拆卸之后應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行檢查，對(duì)其進(jìn)行更換，使得活塞銷配合間隙符合要求。

2．3連桿軸承故障診斷與排除

如果在正常使用階段、早期故障期間發(fā)生連桿軸承響聲。大部分是因?yàn)檫B桿螺栓松動(dòng)原因，堵塞了油路、連桿軸承裝配不恰當(dāng)?shù)仍?。單缸斷火?shí)驗(yàn)之后，對(duì)缸位進(jìn)行確定，如果單缸斷火之后響聲消失或者逐漸減小，則表明這個(gè)缸位有故障，否則表明故障在其他缸位當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)檢查。如果在損耗期間發(fā)生連桿軸承異響，并且伴隨著機(jī)油壓力下降現(xiàn)象，表明每個(gè)缸位連桿軸承有過(guò)大的間隙，應(yīng)當(dāng)及時(shí)修理發(fā)動(dòng)機(jī)。

2．4整體式曲軸主軸承響診斷與排除

如果發(fā)生在正常使用階段，或者是早期階段，曲軸主軸承響大部分是因?yàn)閭€(gè)別軸承蓋松動(dòng)，或者是油路被堵塞，使得軸承磨損從而導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)大的間隙。這時(shí)候采用相鄰的兩個(gè)缸位進(jìn)行斷火實(shí)驗(yàn)，對(duì)缸位進(jìn)行確定，如果斷火實(shí)驗(yàn)時(shí)候響聲消失或是逐漸減小，則表明這兩個(gè)缸位軸承有響聲，如果在損耗期間發(fā)生整體式曲軸主軸承響，伴隨著機(jī)油壓力下降現(xiàn)象，則說(shuō)明軸承之間的間隙過(guò)大，應(yīng)當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全方位維修。

2．5曲軸軸向竄動(dòng)聲響診斷與排除

一般在使用很久之后，才會(huì)發(fā)出曲軸軸向竄動(dòng)聲響，怠速時(shí)候就能聽(tīng)到很清晰的“剛”金屬響聲。如果踩下離合器踏板就會(huì)減少異響，或者異響消失。這表示曲軸軸向竄動(dòng)響。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，可以撬動(dòng)飛輪，安裝百分表測(cè)量，如果曲軸軸向竄動(dòng)測(cè)量超過(guò)一定范圍或者是數(shù)值，則說(shuō)明曲軸軸向竄動(dòng)出現(xiàn)異響，應(yīng)當(dāng)立即更換曲軸止推墊。

3總結(jié)

綜上，采用圖文結(jié)合的方式，介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障診斷方法以及排除方法。以實(shí)際情況，主要從工作原理、結(jié)構(gòu)以及檢測(cè)故障三方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述。針對(duì)以上異響診斷，必須充分掌握異響的規(guī)律以及診斷方法，只有對(duì)這兩方面進(jìn)行熟悉了解，異響故障以及排除就容易得多。

參考文獻(xiàn)：

［1］郝偉，王愛(ài)紅．發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)異響故障診斷與排除［J］．機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2001．

［2］陳然．內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的力學(xué)行為分析［D］．中北大學(xué)，2015．

篇7

關(guān)鍵詞：機(jī)械故障診斷技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：U226.8+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的功能越來(lái)越完善，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。從另一方面看，維護(hù)修理費(fèi)用也在不斷上升。由于需要維護(hù)的區(qū)域廣，維護(hù)修理的對(duì)象種類繁多，因而需要花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)，維護(hù)人員不足、維護(hù)手段落后等等己成為管理中的薄弱環(huán)節(jié)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)各種故障，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械設(shè)備在很多大型裝備中處于核心部位，技術(shù)復(fù)雜，但由于機(jī)組停機(jī)后許多產(chǎn)生故障的原因不能通過(guò)設(shè)備運(yùn)行來(lái)進(jìn)行診斷，設(shè)備停機(jī)后進(jìn)行故障診斷將增加故障檢測(cè)、診斷和確定故障的難度，這就使得故障的發(fā)現(xiàn)，診斷和處理受到延誤，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常使用，可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備故障診斷問(wèn)題的研究是非常有實(shí)際意義的工作。

設(shè)備診斷技術(shù)主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè); 二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行分析、診斷。掌握設(shè)備的現(xiàn)在狀態(tài)與異?；蚬收现g的關(guān)系，以預(yù)測(cè)未來(lái)的技術(shù)。

1 機(jī)械設(shè)備故障的特點(diǎn)

1.1 隨機(jī)特性。由于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程多為動(dòng)態(tài)隨機(jī)過(guò)程，因此，這里的所說(shuō)的“隨機(jī)”一詞中就包含了兩方面含義：一是不同時(shí)刻的觀測(cè)數(shù)據(jù)是不可重復(fù)的，這就說(shuō)明用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接判斷機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的故障就是不可靠的，就不得不從統(tǒng)計(jì)層面上去分析；二是表征機(jī)器工況狀態(tài)的特征值也在一定范圍內(nèi)發(fā)生了很大變化，機(jī)器的運(yùn)行過(guò)程可以用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述，使用不同的機(jī)器，其動(dòng)態(tài)特性模型參數(shù)和特征方程也就各不相同，這樣就直接導(dǎo)致工況狀態(tài)的特征域之間出現(xiàn)差異。

1.2 從系統(tǒng)特性看，除了連續(xù)性、間歇性、離散性、突發(fā)性、趨勢(shì)性、隨機(jī)性等特性外，機(jī)械設(shè)備是由成百上千個(gè)零件裝配而成的，在各個(gè)零部件之間出現(xiàn)了相混合的狀況，所以機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的故障具有多層次性。

2 機(jī)械設(shè)備故障規(guī)律

2.1 早期故障期

對(duì)于處在早期故障期的設(shè)備來(lái)說(shuō)，在初期是故障率很高的，隨著時(shí)間的推移，故障率也明顯下降了。從另一個(gè)角度看，機(jī)械產(chǎn)品的早期故障期也可以被稱為“磨合期”。在這一期間內(nèi)，其時(shí)間究竟多長(zhǎng)均是隨著產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量而變動(dòng)的，并且在此期間產(chǎn)生的一系列故障主要是兩方面導(dǎo)致的：一個(gè)是設(shè)計(jì)、制造上的缺陷所致；另一個(gè)是使用環(huán)境不當(dāng)所造成的。

3.2 偶發(fā)故障期

進(jìn)入偶發(fā)故障期，設(shè)備故障率基本處于平穩(wěn)的狀態(tài)，并逐步地趨向定值。所以，在偶發(fā)故障期，機(jī)械故障隨時(shí)有可能會(huì)發(fā)生，但是故障率是最低的，也是相對(duì)平穩(wěn)的。基于這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這也可以被叫做是設(shè)備的最佳狀態(tài)期或正常工作期。在偶發(fā)故障期出現(xiàn)的故障，主要是因設(shè)計(jì)、使用不當(dāng)、維修不力所引起的。因此，為了解決這一問(wèn)題，可以通過(guò)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量來(lái)不斷改進(jìn)機(jī)械的使用管理，并加強(qiáng)診斷和監(jiān)視，做好保養(yǎng)工作，最經(jīng)將故障率降到最低。

3.3 耗損故障期

一般情況下，在設(shè)備使用的后期，故障率將開(kāi)始出現(xiàn)上升趨勢(shì)。其原因主要是由于設(shè)備零部件的磨損、疲勞、腐蝕、老化等因素造成的。設(shè)備故障率在每個(gè)階段的變化，已經(jīng)真實(shí)地反映出設(shè)備從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報(bào)廢故障率變化的一系列規(guī)律。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，尤其是機(jī)電液一體化技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)中去，那么簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備必將轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)輔助控制的大型復(fù)雜設(shè)備。過(guò)去的觀點(diǎn)認(rèn)為：設(shè)備使用時(shí)間越長(zhǎng)磨損越嚴(yán)重，同時(shí)故障率也會(huì)隨之上升，而現(xiàn)在對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這樣的論斷是不正確的，故障率還可能是與時(shí)間相關(guān)的，使用時(shí)間也是影響設(shè)備可靠性的一大因素。

3.4 維修策略的選擇

設(shè)備維修策略選擇應(yīng)遵循的原則：首先，通過(guò)維修，恢復(fù)設(shè)備規(guī)定的一些功能，目的是消除設(shè)備修前存在的缺陷及提高設(shè)備的可靠性，只有這樣才能夠充分地利用起零、部件的有效壽命；其次，確保維修費(fèi)用與設(shè)備停修對(duì)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失兩者之和為最小。

1) 定期維修

定期維修是一種以時(shí)間為基礎(chǔ)的預(yù)防檢修方式，也被稱為計(jì)劃?rùn)z修。這一維修方式是根據(jù)設(shè)備磨損的統(tǒng)計(jì)規(guī)律或經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行事先檢修設(shè)備周期、檢修類別、檢修設(shè)備內(nèi)容及檢修方式。該維修方法不僅僅適合于已知設(shè)備磨損規(guī)律的設(shè)備，還適用于難以隨時(shí)停機(jī)進(jìn)行檢修的流程工業(yè)、自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備。

2) 狀態(tài)維修

狀態(tài)維修是以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)、以設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)為依據(jù)的一種檢修方式，也叫做視情維修。這一方法主要是根據(jù)對(duì)設(shè)備的日常檢查、定期重點(diǎn)檢查、故障診斷所提供的多方面信息，再經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析來(lái)判斷出設(shè)備的健康和性能狀況及其今后的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)備在故障發(fā)生以前，可以將性能降低到規(guī)定的故障率以前，從而進(jìn)行有計(jì)劃地安排檢修。

3) 事后維修

事后維修是指設(shè)備發(fā)生故障或其它失效時(shí)進(jìn)行的非計(jì)劃性維修，僅用于對(duì)生產(chǎn)影響極小的非重點(diǎn)設(shè)備、有冗余配置的設(shè)備，所以也叫做故障維修。

4 機(jī)械故障診斷的應(yīng)用

最初的機(jī)械故障診斷方法主要有：手摸、耳聽(tīng)、眼看，當(dāng)機(jī)械故障診斷技術(shù)出現(xiàn)之后，在設(shè)備故障診斷技術(shù)出現(xiàn)以后，這種局面并沒(méi)有從根本上得到改善。目前，機(jī)械故障診斷技術(shù)可以根據(jù)不同的信號(hào)類型，分為溫度診斷、油液分析、聲振診斷、光譜分析等。在診斷技術(shù)發(fā)展的起步階段，因受技術(shù)條件的限制，人的因素就處于主導(dǎo)地位，由人去分析儀器處理后的信號(hào)。

近幾年來(lái)，人工智能(AI)的發(fā)展，診斷自動(dòng)化、智能化的要求也陸續(xù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備診斷技術(shù)是以設(shè)備的故障機(jī)理為基礎(chǔ)的，主要通過(guò)準(zhǔn)確采集和檢測(cè)反映設(shè)備狀態(tài)的各種信號(hào)，在這一過(guò)程中利用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)將信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)變換，最后將反映設(shè)備各狀態(tài)的信息提取出來(lái)。常用的故障診斷方法有如下幾點(diǎn)：

基于模糊理論的故障診斷，模糊診斷方法針對(duì)某些具有不確定性狀態(tài)的系統(tǒng)，或者獲取的信息不完整的情況。模糊診斷主要使用兩種方法，一種是基于模糊理論的診斷方法，其做法是將模糊集劃分成不同水平的子集，以此來(lái)判斷故障可能屬于哪個(gè)子集；還有一種是基于模糊關(guān)系及合成算法的診斷方法，先建立征兆與故障類型之間的因果關(guān)系矩陣，然后再建立故障與征兆的模糊關(guān)系方程。盡管這種方法可解決故障診斷中的不確定性問(wèn)題，但是模糊診斷知識(shí)獲取比較困難，尤其是故障與征兆的模糊關(guān)系較難確定，對(duì)于學(xué)習(xí)能力差的人來(lái)說(shuō)，很容易發(fā)生漏診或誤診的情況。另外，模糊語(yǔ)言變量是用模糊數(shù)(即隸屬度)表示的，那么，該如何去實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言變量與模糊數(shù)之間的轉(zhuǎn)換就成了一大難題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)上文的深入分析，使機(jī)械設(shè)備故障的特點(diǎn)、故障規(guī)律與維修策略以及故障診斷常用幾種方法更明確，有利于機(jī)械設(shè)備在今后的實(shí)際應(yīng)用中，故障發(fā)生頻率降到最低。

參考文獻(xiàn)

[1]王琳.機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測(cè)的常用方法及其發(fā)展趨勢(shì).武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000年03期

篇8

由于汽車上的螺栓、螺母是作為連接緊固用的，如缸蓋、連桿軸承蓋和軸承蓋，為保證其工作的可靠性，其螺栓、螺母都應(yīng)該有足夠的預(yù)緊力（各機(jī)型產(chǎn)品的不同預(yù)緊力大小在其說(shuō)明書(shū)中都有明確規(guī)定）。這個(gè)道理很容易明白，而且正是由于這里需“足夠的預(yù)緊力”，一般的駕駛員自然以為螺栓擰得越緊越好。但過(guò)猶不及，如果擰得過(guò)緊的話（超過(guò)規(guī)定扭矩值），一方面將使聯(lián)接件在外力作用下永久變形、裂紋和凸起，造成結(jié)合面不平；另一方面將使螺栓產(chǎn)生拉伸永久變形，預(yù)緊力反而下降，甚至造成滑扣或折斷。

二、機(jī)溫越低越好

如果一對(duì)路計(jì)算機(jī)CPU發(fā)燙的程度已經(jīng)超過(guò)了正常水平的話，這個(gè)計(jì)算機(jī)十有八九有問(wèn)題；如果一個(gè)人的體溫已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了正常體溫的話，這人的毛病就不能等閑視之；同樣，如果一對(duì)路汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體溫度過(guò)高的話，這個(gè)機(jī)器的性能就不會(huì)好到哪兒去。從專業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，機(jī)體溫度過(guò)高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率下降，燃油系易產(chǎn)生氣阻，燃燒過(guò)程變壞，同時(shí)油變稀，零部件機(jī)械性能降低，磨損速度加快。這無(wú)疑是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)溫太高了不好，有些駕駛員動(dòng)因此而得出機(jī)溫越低越好的結(jié)論，他們過(guò)早拆去保溫簾，打開(kāi)百葉窗，甚至拆去節(jié)溫器。孰不知，機(jī)溫低也有機(jī)溫低的壞處：燃油流動(dòng)性、蒸發(fā)性變差，燃燒過(guò)程變慢；發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，油耗增加；同時(shí)條件變差，摩擦阻力增大，缸套易產(chǎn)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕。據(jù)試驗(yàn)測(cè)定，在水溫為40℃時(shí)，擄套的磨損速度是水溫為90℃時(shí)的5倍―7倍。別忘了，發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工作狀態(tài)時(shí)的機(jī)溫是80℃―90℃的水溫。

三、機(jī)油越多越好

由于一般的人都怕犯“撿芝麻丟西瓜”的錯(cuò)誤，所以很多時(shí)候都是稀里糊涂?jī)墒肿?，結(jié)果在毫無(wú)意識(shí)的情況下還是“撿了芝麻丟了西瓜”。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)底殼中的機(jī)油量不足時(shí)，機(jī)油泵會(huì)吸入空氣，軸承與軸頸等摩擦?xí)驒C(jī)油量少而不良，加劇磨損，甚至產(chǎn)生燒瓦抱軸事故。一些駕駛員擔(dān)心因?yàn)樯偌訖C(jī)油而引起燒瓦，無(wú)視油底殼機(jī)油尺的上刻線，多多地給系加機(jī)油。這樣雖然能降低燒瓦的可能性，但發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)曲軸柄、連桿大端劇烈攪動(dòng)機(jī)油，不僅增加了發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)內(nèi)部工率損失，在激濺到缸壁上的機(jī)油增加，易產(chǎn)生燒排機(jī)油故障，同時(shí)加劇了燃燒室內(nèi)的積炭。可見(jiàn)，弄清楚自己需要哪些芝麻哪個(gè)西瓜之后，才可能保證撿了芝麻還會(huì)擁有西瓜，將發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼中的機(jī)油控制好，魚(yú)和熊掌就可以兼得了。

四、充電電壓越高越好

現(xiàn)在許多年輕人都崇尚一種無(wú)拘無(wú)束的自由，而實(shí)際情況是：自由并不是真正毫無(wú)拘束，一般都會(huì)有一些條條框框限制著自由，無(wú)視這些條框的話，自由就會(huì)變成散漫甚至推動(dòng)自由，同樣，很多的事情都有著其本身的一個(gè)“域”，超過(guò)這個(gè)“域”的活動(dòng)都會(huì)或多或少地給自己帶來(lái)麻煩，比如發(fā)電機(jī)充電電壓的調(diào)整問(wèn)題。當(dāng)發(fā)電機(jī)義電電壓過(guò)低時(shí)，蓄電池因充電不足容量下降；當(dāng)充電電壓值過(guò)高時(shí)，將導(dǎo)致蓄電池電解溫度升高，水分蒸發(fā)過(guò)快，使用壽命縮短，并容易損壞用電設(shè)備，所以“低了不好”不等同于“越高越好”。

五、保險(xiǎn)絲越粗越好

保險(xiǎn)絲是用來(lái)保護(hù)用電設(shè)備不被電流燒壞的，不符合要求的保險(xiǎn)絲往往不能真正地起到“保險(xiǎn)”作用。有些新駕駛員總喜歡用較粗的保險(xiǎn)絲來(lái)減少換件麻煩，當(dāng)然，這樣做保險(xiǎn)絲本身是“保險(xiǎn)”了，但發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器及其他用電設(shè)備卻不保險(xiǎn)了。因此，當(dāng)保險(xiǎn)絲被燒斷時(shí)，不能不經(jīng)檢查就認(rèn)為保險(xiǎn)絲太細(xì)，一定要先查找故障原因并予以排除，然后更換符合要求的保險(xiǎn)絲，而不是比要求的要粗的保險(xiǎn)絲。要知道，我們要“保險(xiǎn)”的不是小小的一根保險(xiǎn)絲，而是汽車用電設(shè)備和汽車甚至是您的生命安全。

六、傳動(dòng)皮帶越緊越好

灰姑娘也許會(huì)因?yàn)槁允┓埙熳兂闪税籽┕?，但是，脂粉越厚越漂亮？顯而易見(jiàn)，很多人都不會(huì)對(duì)這個(gè)結(jié)論點(diǎn)頭。其實(shí)，汽車美容和姑娘化妝是同樣的道理――過(guò)猶不及，而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)皮帶的調(diào)整說(shuō)明的也正是這個(gè)道理。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵、發(fā)電機(jī)等都用三角皮帶傳動(dòng)。當(dāng)傳動(dòng)帶松馳時(shí)，會(huì)產(chǎn)生打滑并加劇磨損，傳遞效率下降。但是，傳動(dòng)帶調(diào)整過(guò)緊，易產(chǎn)生拉伸變形，縮短其使用壽命；同時(shí)皮帶輪軸及軸承易彎曲和損壞。因此，傳動(dòng)帶緊度還是調(diào)整適合的好，不僅可以保證傳動(dòng)效率損失較小，而且傳動(dòng)帶的損壞也較小。按壓皮帶中部，當(dāng)其下沉量為兩端帶輪中心距的3％―5％時(shí)，可視為傳動(dòng)帶的緊度合適。

七、添加劑越勤用越好

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用油添加不但可以降低摩擦系數(shù)、減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損尤其是活塞和汽缸之間的磨損，還可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行修復(fù)。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)使用條件，添加適量合格的添加劑可以增加大修里程，提高整車的動(dòng)力性。出于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)養(yǎng)護(hù)的目的，用戶一般都樂(lè)意勤加添加劑。而我國(guó)添加劑品牌繁多，幾乎所有的都沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，質(zhì)量上存在隱患，很多添加劑與油發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不但油變“漿糊”，失去應(yīng)有的效用，而且還會(huì)因此產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)排放出來(lái)。這種情況下您若是還不加選擇地勤用各種添加劑，可就不是說(shuō)有利于汽車的健康，而是有害于您的身體。

篇9

機(jī)械故障診斷技術(shù)，顧名思義，就是采用某種技術(shù)手段來(lái)預(yù)測(cè)即將發(fā)生的機(jī)械故障，判斷故障發(fā)生位置，為預(yù)防故障發(fā)生及排除故障提供技術(shù)支持，降低故障帶來(lái)的損失。早期，人們主要通過(guò)聽(tīng)聲音、觸摸等方式判斷故障是否產(chǎn)生以及故障產(chǎn)生位置，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)被不斷的應(yīng)用到故障診斷技術(shù)中來(lái)，機(jī)械故障診斷技術(shù)已逐漸成為一門(mén)系統(tǒng)學(xué)科。

1)通用機(jī)械故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀。最早開(kāi)展機(jī)械故障診斷技術(shù)研究的是美國(guó)。20世紀(jì)60年代以后，隨著航天及航空技術(shù)的發(fā)展，對(duì)故障的預(yù)判及診斷提出了更高的要求，傳統(tǒng)故障診斷方法已不能滿足技術(shù)發(fā)展的需要，促使美國(guó)積極開(kāi)展故障診斷技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)工作。隨后，歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi)展機(jī)械故障診斷技術(shù)研究[1]。20世紀(jì)80年代，在相關(guān)部門(mén)的支持下，國(guó)內(nèi)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)也開(kāi)始機(jī)械故障診斷方面的研究。在部件摩擦碰撞、松動(dòng)等故障方面，清華大學(xué)裙福嘉課題組對(duì)其非線性動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，已取得重要進(jìn)展[2]。小波變換為故障診斷時(shí)頻域重要方法之一，西安交通大學(xué)何正嘉課題組[3,4]即采用小波技術(shù)進(jìn)行故障診斷技術(shù)研究。在機(jī)械監(jiān)測(cè)診斷領(lǐng)域，西安交通大學(xué)屈梁生課題組[5]創(chuàng)立了全息譜技術(shù)，采集機(jī)器振動(dòng)過(guò)程中的幅、頻、相信息，顯著提高機(jī)器運(yùn)行中故障的識(shí)別率，此外還有東南大學(xué)的鐘秉林等學(xué)者均長(zhǎng)期從事于機(jī)械故障診斷研究，出版了大量學(xué)術(shù)著作和論文，為推動(dòng)通用機(jī)械故障診斷技術(shù)做出了重要貢獻(xiàn)。

2)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀。農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷方面，陳芳等在對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障發(fā)生的原因及征象進(jìn)行分析的同時(shí)，應(yīng)用希爾伯特一黃變換方法對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障點(diǎn)進(jìn)行了觀測(cè)和診斷，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EMD)分離噪聲，然后從希爾伯特譜中分析出故障振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻分布情況，從而確定故障發(fā)生的時(shí)間以及故障前后信號(hào)頻率和幅值隨時(shí)間變化的各種信息，以達(dá)到提取較為完整的故障特征的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)這類系統(tǒng)的某些特殊故障的診斷。劉明濤，孫斐采用小波變換技術(shù)分析農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，有效地檢測(cè)出齒輪箱系統(tǒng)信號(hào)的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪箱系統(tǒng)的故障診斷。李杰，趙艷針對(duì)目前農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷采用人工方法排除步驟冗長(zhǎng)、速度慢、效率低、準(zhǔn)確率低等問(wèn)題，提出并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于正向推理的農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷、安全評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有農(nóng)業(yè)機(jī)械知識(shí)查詢、農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷和農(nóng)業(yè)機(jī)械安全評(píng)價(jià)等功能，有較好的穩(wěn)定性與魯棒性。李曉敏，李杰等在農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷中引入計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)。

3)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀。在設(shè)備關(guān)鍵部件狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面，應(yīng)用最為成熟的是故障自診斷系統(tǒng)又稱OBD(OnBoardDiagnosties)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)，并根據(jù)傳感器數(shù)值監(jiān)測(cè)部件運(yùn)行狀態(tài)以及安裝位置來(lái)確定故障產(chǎn)生位置，并自動(dòng)形成故障代碼，存儲(chǔ)故障信息，為故障的排除提供線索。OBD系統(tǒng)最早用于汽車尾氣排放監(jiān)測(cè)，后來(lái)逐漸擴(kuò)展到發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)，最后發(fā)展到剎車系統(tǒng)、氣囊、車門(mén)等整車部件狀態(tài)檢測(cè)，甚至關(guān)鍵部件的螺釘松動(dòng)都可以檢測(cè)出來(lái)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，保證汽車的安全運(yùn)行?，F(xiàn)在OBD系統(tǒng)又逐漸擴(kuò)展到空調(diào)、冰箱、彩電等家用電器故障診斷中，這些設(shè)備中均安裝微處理器控制單元(ECU)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，一方面采用聲光報(bào)警，另一方面產(chǎn)生故障代碼，故障代碼中包含故障類型、故障位置等信息，為排除故障提供方便。OBD系統(tǒng)比較復(fù)雜，其功能由軟件和硬件共同實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有汽車OBD有超過(guò)150個(gè)可能的故障代碼。汽車OBD系統(tǒng)經(jīng)歷OBDI、OBDII，現(xiàn)已發(fā)展到OB-DIII。現(xiàn)在汽車上的OBD系統(tǒng)已全部集成在汽車電子控制單元(ECU)中。國(guó)際上生產(chǎn)ECU系統(tǒng)品牌主要有，博世、摩托羅拉、德?tīng)柛?、馬瑞利、西門(mén)子。國(guó)內(nèi)康佳、比亞迪等國(guó)產(chǎn)車開(kāi)發(fā)商開(kāi)始研發(fā)自主ECU系統(tǒng)品牌。據(jù)報(bào)道，濰柴自主研發(fā)的高壓共軌電控ECU(含OBD系統(tǒng))已開(kāi)始小批量投放市場(chǎng)。

2機(jī)械故障診斷技術(shù)研究方法

機(jī)械故障診斷方法非常多，經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已形成機(jī)器振動(dòng)和噪聲信號(hào)測(cè)定、油磨損碎片測(cè)定、溫升測(cè)定等方法。在故障信號(hào)處理方面采用時(shí)域分析法、頻域分析方法及時(shí)頻分析法等。故障識(shí)別方面采用專家系統(tǒng)、模式識(shí)別以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。故障預(yù)警方面主要采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，借鑒在汽車上運(yùn)用相對(duì)成熟的故障自診斷系統(tǒng)(OBD系統(tǒng))?，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹與農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷相關(guān)，較多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷的方法。

1)采用時(shí)域信號(hào)分析的故障診斷技術(shù)。在機(jī)械設(shè)備的特定部位安裝振動(dòng)傳感器，采集、記錄并顯示設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)間變化的振動(dòng)信息，如振幅、相位、頻率等，得到機(jī)械設(shè)備特定部位的時(shí)間歷程，也就是時(shí)域信號(hào)。時(shí)域信號(hào)中包含的信息量大，直觀且易于理解，是機(jī)械故障診斷的原始依據(jù)，但時(shí)域信號(hào)數(shù)據(jù)十分龐雜，很難一眼看出故障特征，需要采用特定方法處理。時(shí)域信號(hào)處理技術(shù)主要包括，時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析及相關(guān)分析等。

2)采用頻域信號(hào)分析的故障診斷技術(shù)。頻域分析實(shí)質(zhì)上是將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，轉(zhuǎn)化為頻域信號(hào)，采用頻域信號(hào)處理技術(shù)分析信號(hào)，并得出故障特征的分析方法。許多故障的發(fā)生和發(fā)展，振動(dòng)信號(hào)的頻率成分會(huì)發(fā)生非常明顯的變化。例如，齒輪發(fā)生斷齒、表面疲勞剝落等都會(huì)引起周期性的沖擊信號(hào)，相應(yīng)在頻域就會(huì)出現(xiàn)不同的頻率成分。監(jiān)測(cè)這些信號(hào)頻率變化，可有效預(yù)測(cè)故障發(fā)生與發(fā)展。頻域信號(hào)處理技術(shù)主要包括頻譜分析、倒頻譜分析及包絡(luò)分析等。

3)采用時(shí)頻域信號(hào)分析的故障診斷技術(shù)。機(jī)械產(chǎn)生故障后，運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生顯著的頻域或時(shí)域故障特征，然而這些特征并不是不變的，而是隨著時(shí)間變化的，即動(dòng)態(tài)信號(hào)的非平穩(wěn)性。特別是剝落、松動(dòng)、裂紋等故障，非平穩(wěn)尤其明顯。實(shí)際故障檢測(cè)過(guò)程中，非平穩(wěn)性往往是普遍的，平穩(wěn)性只是一種簡(jiǎn)化或近似。非平穩(wěn)信號(hào)的相關(guān)函數(shù)、功率譜等統(tǒng)計(jì)量是時(shí)變函數(shù)，必須要得到這些信號(hào)的頻譜隨時(shí)間的變化情況才能更好的判斷故障情況。因此，一般采用時(shí)間和頻率的聯(lián)合函數(shù)來(lái)表達(dá)這些信號(hào)，該方法稱為信號(hào)的時(shí)頻表示。實(shí)際應(yīng)用中，時(shí)頻域信號(hào)分析技術(shù)主要包括傅里葉變換、Wigner-Ville分布、小波變換等。

3農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1)通用機(jī)械領(lǐng)域相對(duì)成熟的故障診斷技術(shù)逐步移植到農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷中來(lái)?？捎糜谵r(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷的一是基于振動(dòng)信號(hào)特征提取的故障診斷技術(shù)，二是關(guān)鍵部件工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)故障診斷技術(shù)?；谡駝?dòng)信號(hào)特征提取的故障診斷技術(shù)大部分用于化工、電力等大型機(jī)械設(shè)備故障診斷，理論發(fā)展非常早，許多現(xiàn)代控制理論，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信號(hào)處理技術(shù)均被應(yīng)用基于振動(dòng)信號(hào)特征提取的故障診斷技術(shù)中。關(guān)于關(guān)鍵部件工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面，最成功的例子是汽車故障自診斷系統(tǒng)(OBD)，以傳感器監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部件狀態(tài)，采集到的數(shù)據(jù)送汽車電子控制單元(ECU)處理，主要用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車其他關(guān)鍵部件工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)，技術(shù)發(fā)展已比較成熟。農(nóng)業(yè)機(jī)械越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)故障診斷的實(shí)效性、準(zhǔn)確性要求越來(lái)越高，上述兩種故障診斷與監(jiān)測(cè)技術(shù)正逐漸移植到農(nóng)業(yè)機(jī)械上來(lái)。

2)現(xiàn)代智能化技術(shù)不斷運(yùn)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷中來(lái)。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械復(fù)雜程度加大以及對(duì)智能化水平提高的需求，農(nóng)業(yè)機(jī)械狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)將日趨完善。針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障特征的專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法等智能診斷方法將不斷的運(yùn)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷中來(lái)，在當(dāng)前技術(shù)基礎(chǔ)上，將新的理論和技術(shù)引入到農(nóng)業(yè)機(jī)械故障診斷領(lǐng)域，不斷出現(xiàn)不同智能故障診斷技術(shù)，形成綜合性能更好的融合智能故障診斷技術(shù)。

篇10

【關(guān)鍵詞】汽車 機(jī)械故障 診斷要點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì)

1 汽車機(jī)械故障的診斷要點(diǎn)

1.1 全面分析診斷

全面診斷是一種更加科學(xué)、更加專業(yè)的診斷方法，當(dāng)一般診斷和經(jīng)驗(yàn)診斷不能對(duì)機(jī)械故障做出有效判斷的時(shí)候就應(yīng)該采用全面分析的診斷方法。機(jī)械維修人員需要對(duì)汽車機(jī)械的各部件進(jìn)行逐一的排查，尤其是對(duì)于可能出現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵部位加大排查力度或者多次排查，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)一些部件進(jìn)行拆卸檢查。例如汽車蓄電池存在長(zhǎng)時(shí)間的自放電現(xiàn)象，在一般檢查和經(jīng)驗(yàn)診斷無(wú)法確認(rèn)故障原因的前提下，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢查，并確定對(duì)第四保險(xiǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，最終發(fā)現(xiàn)將第四保險(xiǎn)拔出能夠阻止蓄電池的自放電現(xiàn)現(xiàn)象，從而進(jìn)行具體的維修，有效阻止蓄電池內(nèi)的電量流失，確保行車安全[1]。

1.2 經(jīng)驗(yàn)診斷

經(jīng)驗(yàn)診斷的方法主要是針對(duì)具有多年的汽車機(jī)械維修經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)的，并不是所有的維修人員都能通過(guò)這中技術(shù)方法來(lái)進(jìn)行故障維修。具有豐富維修經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員往往能夠通過(guò)一些簡(jiǎn)單的觀察和實(shí)際感知就能迅速的對(duì)故障原因及故障點(diǎn)做出準(zhǔn)確的判斷，并能夠進(jìn)行科學(xué)、合理的維修[2]。經(jīng)驗(yàn)診斷需要專業(yè)的汽車機(jī)械維修人員首先具備專業(yè)的汽車機(jī)械知識(shí)和良好的機(jī)械故障維修技術(shù)，其次還要進(jìn)行大量的機(jī)械維修實(shí)踐，爭(zhēng)取能夠應(yīng)對(duì)所有的機(jī)械故障，最后，需要這些維修技術(shù)人員能夠?qū)σ恍┚S修的經(jīng)驗(yàn)和典型案例進(jìn)行不斷的總結(jié)的完善，以此形成科學(xué)的維修經(jīng)驗(yàn)，再應(yīng)用到實(shí)際的機(jī)械維修中去，發(fā)揮積極作用。

1.3 一般診斷

對(duì)于汽車機(jī)械故障中的一些小問(wèn)題（例如上文提到的聲音異常現(xiàn)象），通常采用一般診斷的診斷方法，駕駛者本人或者是維修人員可以通過(guò)比較簡(jiǎn)單的觀察、聽(tīng)音、輕微的敲擊、對(duì)比等一般方法對(duì)汽車機(jī)械的故障點(diǎn)以及故障原因進(jìn)行判斷，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的者正確的維修措施的實(shí)施，確保汽車能夠恢復(fù)正常的性能。例如：當(dāng)汽車的氣門(mén)如果出現(xiàn)發(fā)聲異常的現(xiàn)象時(shí)，可以通過(guò)對(duì)氣門(mén)間隙的調(diào)整來(lái)排查機(jī)械故障點(diǎn)，維修之后如果故障消失，則證明診斷正確，維修合理；如果依然存在異常的發(fā)聲狀況，就應(yīng)當(dāng)尋找專業(yè)人士進(jìn)行檢查或者是去專業(yè)的汽車維修店進(jìn)行維修，以及時(shí)的對(duì)這類故障問(wèn)題進(jìn)行解決處理。

1.4 故障預(yù)防

做好有效的故障預(yù)防工作也是十分重要的。首先需要駕駛者提高安全意識(shí)，定期對(duì)汽車進(jìn)行保養(yǎng)和檢查，對(duì)于有安全隱患的零部件要及時(shí)的進(jìn)行更換，確保汽車處于正常狀態(tài)。其次，汽車維修人員也應(yīng)該不斷提高專業(yè)技術(shù)水平，具備創(chuàng)新意識(shí)，不斷總結(jié)維修經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真對(duì)待每一次的機(jī)械故障維修，以提高維修質(zhì)量，保障用戶的行車安全。最后，在宏觀層面上需要國(guó)家政府加強(qiáng)對(duì)汽車零部件生產(chǎn)的管理，嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為汽車的安全使用提供強(qiáng)大的外在保證。做好有效的機(jī)械故障預(yù)防工作能夠節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力，確保汽車機(jī)械的安全可靠，實(shí)現(xiàn)雙贏甚至多贏的局面。

2 汽車機(jī)械故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

2.1 診斷系統(tǒng)的智能化

現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為診斷技術(shù)的應(yīng)用提供了可能，現(xiàn)代人工智能技術(shù)與診斷理論的有效結(jié)合成為一大發(fā)展趨勢(shì)。人工智能主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家網(wǎng)絡(luò)兩種，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)組織診斷經(jīng)驗(yàn)，形成強(qiáng)大的診斷知識(shí)庫(kù)，目前典型的有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；相對(duì)而言專家系統(tǒng)則更適合解決對(duì)于專業(yè)維修知識(shí)要求較高的故障診斷。將這兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效的組合無(wú)疑能夠大大提高故障診斷技術(shù)。

2.2 診斷系統(tǒng)的多功能化

隨著汽車機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展以及相關(guān)技術(shù)水平的提高，各種故障診斷系統(tǒng)的功能也不斷增加。典型的有車載自診系統(tǒng)，其工作原理好比飛機(jī)上的黑匣子，能夠通過(guò)對(duì)汽車行駛情況的記錄為故障維修提供參考數(shù)據(jù)和依據(jù)。與車外診斷儀配合使用，不僅能夠?yàn)榫S修人員提供客觀的機(jī)械故障數(shù)據(jù)，還能幫助維修人員制定準(zhǔn)確的維修方案和實(shí)施措施。而且由于車外診斷儀比較注重用戶體驗(yàn)，便于操作，攜帶便利，故性價(jià)比人性化程度較高。

2.3 診斷信息網(wǎng)絡(luò)化

隨著現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，在汽車機(jī)械診斷系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)診斷的信息網(wǎng)絡(luò)化成為可能，就目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看將成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。利用現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)，維修人員能夠及時(shí)的了解機(jī)械故障的各種數(shù)據(jù)信息，并依據(jù)自動(dòng)生成的維修方案進(jìn)行有針對(duì)性的維修保養(yǎng)。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于不同維修經(jīng)驗(yàn)的交流分享，有效提高了汽車機(jī)械維修的成效。在無(wú)線通信不斷發(fā)展的條件下，在汽車機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷也越來(lái)越受到汽車用戶和汽車機(jī)械維修人員的重視。

在對(duì)于不同的機(jī)械故障進(jìn)行維修時(shí)應(yīng)該依據(jù)具體實(shí)際進(jìn)行不同診斷方法的選擇和使用，最終目的都應(yīng)該服務(wù)于機(jī)械故障的排除和良好的維修效果，所以維修技術(shù)人員應(yīng)該在實(shí)際維修時(shí)靈活掌握個(gè)中診斷方法和維修技術(shù)，爭(zhēng)取做好汽車機(jī)械維修工作。隨著自動(dòng)化、智能化的維修系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，為汽車機(jī)械維修提供了更加先進(jìn)和方便的維修服務(wù)，維修人員應(yīng)該緊跟行業(yè)的發(fā)展步伐，不斷增強(qiáng)專業(yè)技能，提高專業(yè)維修技術(shù)?；诰S護(hù)道路行車安全與社會(huì)的正常秩序，確保汽車的正常行駛是極為重要的，因此注重并優(yōu)化提高機(jī)械故障診斷維修技術(shù)就極為關(guān)鍵，所以，筆者希望更多的行業(yè)專家和更多的技術(shù)維修人員能投入到該課題研究中，針對(duì)文中存在的不足，提出指正建議，為提高汽車機(jī)械故障診斷與維修水平做出重要的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪華通.汽車機(jī)械故障原因與診斷技術(shù)[J].機(jī)電信息，2011，12：168-169.