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，對工程機(jī)械故障診斷技術(shù)研究，能夠及時、正確地對各種異常狀態(tài)或故障做出診斷，預(yù)防或消除故障，對設(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)行中可以通過狀態(tài)信號來預(yù)判或者顯示。通過監(jiān)測轉(zhuǎn)速、溫度、聲音、震動、尾氣成份濃度等工作狀態(tài)信號，將其與數(shù)據(jù)庫對比，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，延長工程機(jī)械的使用壽命。

2 狀態(tài)監(jiān)測

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

（1）特征信號的采集。對特征信號的采集，通常依靠傳感器以及電路電壓變化作為手段。特征信號采集的范圍包括工程機(jī)械運(yùn)行的各個工作狀態(tài)參數(shù)。設(shè)備診斷方法，根據(jù)狀態(tài)信號的物理特征有以下10種：振動診斷是以機(jī)械振動、沖擊、機(jī)械導(dǎo)納以及模態(tài)參數(shù)為檢測目標(biāo)；聲學(xué)診斷是以噪聲（聲壓和聲強(qiáng)）、聲阻、超聲、聲發(fā)射為檢測目標(biāo)；溫度診斷是以溫度、溫差、溫度場、熱象為檢測目標(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)為檢測目標(biāo)。強(qiáng)度診斷是以力、應(yīng)力、轉(zhuǎn)矩為檢測目標(biāo)；壓力診斷是以壓力、壓差以及壓力脈動為檢測目標(biāo)；電參數(shù)診斷是以電流、電壓、電阻、功率等電信號及磁特性為檢測目標(biāo)；表面形貌診斷是以變形、裂紋、斑點(diǎn)、凹坑、色澤等為檢測目標(biāo)。

（2）信號的轉(zhuǎn)換。因?yàn)镋CU的語言識別特性，對于一些信號要進(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）信號的提取與處理。 ECU將從各傳感器以及信號電路傳送過來的各個工作狀態(tài)信號進(jìn)行與故障有關(guān)的信號提取，與數(shù)據(jù)庫中的正常工作狀態(tài)信號數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(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)信號監(jiān)測與對比分析結(jié)果，對于一些潛在故障進(jìn)行預(yù)測分析，對于指向性故障進(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)通過人機(jī)對話調(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)庫作為資源，數(shù)據(jù)庫包括工程機(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

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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