邵博

（黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黑龍江齊齊哈爾 161000）

工程機(jī)械作業(yè)多在露天條件下，工作環(huán)境惡劣，工作強(qiáng)度大，因此故障率較高。一旦工程機(jī)械出現(xiàn)了故障，將會(huì)嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，影響工程經(jīng)濟(jì)效率，甚至釀成生產(chǎn)安全事故。因此，對(duì)工程機(jī)械故障診斷技術(shù)研究，能夠及時(shí)、正確地對(duì)各種異常狀態(tài)或故障做出診斷，預(yù)防或消除故障，對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行必要的指導(dǎo)，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，安全性和有效性，以期把故障損失降低到最低水平。

1 研究概述

工程機(jī)械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用主要研究故障診斷的方法、儀器、設(shè)備在實(shí)際工程機(jī)械運(yùn)用與維修當(dāng)中恰當(dāng)有效的使用，有效排除工程機(jī)械故障或?qū)⒐收舷麥缭诎l(fā)生的初期，延長(zhǎng)工程機(jī)械的使用壽命。

工程機(jī)械工作正常，是指其工作性能完好，或者工作性能有所下降但是仍在允許范圍之內(nèi)。一旦其工作性能下降到工作狀態(tài)發(fā)生改變，甚至喪失一些性能和功能，則稱之為故障。工程機(jī)械故障在運(yùn)行中可以通過(guò)狀態(tài)信號(hào)來(lái)預(yù)判或者顯示。通過(guò)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速、溫度、聲音、震動(dòng)、尾氣成份濃度等工作狀態(tài)信號(hào)，將其與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，能夠?qū)崿F(xiàn)有效排除工程機(jī)械故障或?qū)⒐收舷麥缭诎l(fā)生的初期，延長(zhǎng)工程機(jī)械的使用壽命。

2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)

對(duì)工程機(jī)械各個(gè)工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集信號(hào)。信號(hào)是進(jìn)行故障診斷的依據(jù)。對(duì)工程機(jī)械各個(gè)工作狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，主要有步驟有：

（1）特征信號(hào)的采集。對(duì)特征信號(hào)的采集，通常依靠傳感器以及電路電壓變化作為手段。特征信號(hào)采集的范圍包括工程機(jī)械運(yùn)行的各個(gè)工作狀態(tài)參數(shù)。設(shè)備診斷方法，根據(jù)狀態(tài)信號(hào)的物理特征有以下10種：振動(dòng)診斷是以機(jī)械振動(dòng)、沖擊、機(jī)械導(dǎo)納以及模態(tài)參數(shù)為檢測(cè)目標(biāo)；聲學(xué)診斷是以噪聲（聲壓和聲強(qiáng)）、聲阻、超聲、聲發(fā)射為檢測(cè)目標(biāo)；溫度診斷是以溫度、溫差、溫度場(chǎng)、熱象為檢測(cè)目標(biāo)；污染物診斷是以泄漏，殘留物，氣、液、固體磨粒成分變化為檢測(cè)目標(biāo)；光學(xué)診斷是以亮度、光譜和各種射線效應(yīng)為檢測(cè)目標(biāo)；性能趨向診斷是以機(jī)械設(shè)備各種主要性能指標(biāo)為檢測(cè)目標(biāo)。強(qiáng)度診斷是以力、應(yīng)力、轉(zhuǎn)矩為檢測(cè)目標(biāo)；壓力診斷是以壓力、壓差以及壓力脈動(dòng)為檢測(cè)目標(biāo)；電參數(shù)診斷是以電流、電壓、電阻、功率等電信號(hào)及磁特性為檢測(cè)目標(biāo)；表面形貌診斷是以變形、裂紋、斑點(diǎn)、凹坑、色澤等為檢測(cè)目標(biāo)。

（2）信號(hào)的轉(zhuǎn)換。因?yàn)镋CU的語(yǔ)言識(shí)別特性，對(duì)于一些信號(hào)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換或者D/A轉(zhuǎn)換，甚至進(jìn)行一些濾波整流或篩選，然后才輸入ECU。

（3）信號(hào)的提取與處理。 ECU將從各傳感器以及信號(hào)電路傳送過(guò)來(lái)的各個(gè)工作狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行與故障有關(guān)的信號(hào)提取，與數(shù)據(jù)庫(kù)中的正常工作狀態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果羅列故障指向性部位。

（4）診斷決策。根據(jù)工程機(jī)械工作狀態(tài)信號(hào)監(jiān)測(cè)與對(duì)比分析結(jié)果，對(duì)于一些潛在故障進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，對(duì)于指向性故障進(jìn)行維修提示。

3 工程機(jī)械故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

工程機(jī)械故障診斷系統(tǒng)，是一種依靠計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)輔助診斷的系統(tǒng)，系統(tǒng)的功能除了提供故障指向性信息之外，還具備打印、存貯、資料查詢與專家遠(yuǎn)程幫助等拓展功能。工程機(jī)械技術(shù)人員可以使用此系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)對(duì)話調(diào)取故障信息以及與故障相關(guān)、與解決故障相關(guān)的信息。這系統(tǒng)需要配備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)作為資源，數(shù)據(jù)庫(kù)包括工程機(jī)械運(yùn)行的正常參數(shù)，還包括工程機(jī)械的維修資料以及建立在維修專家經(jīng)驗(yàn)匯總基礎(chǔ)上的診斷推理數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

工程機(jī)械故障診斷系統(tǒng)，能夠?qū)鹘y(tǒng)的故障出現(xiàn)以后的維修轉(zhuǎn)換到故障預(yù)報(bào)維修，以主動(dòng)維修的方式有效排除工程機(jī)械故障或?qū)⒐收舷麥缭诎l(fā)生的初期，延長(zhǎng)工程機(jī)械的使用壽命。這門技術(shù)還處于發(fā)展初期階段，其功能，由其是遠(yuǎn)程專家系統(tǒng)的功能還有待于研究完善。

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