岑立德

摘要：機(jī)械設(shè)備是工程施工的重要物質(zhì)保障，因而工程施工過程中必須加大對機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)檢測與故障診斷，從而及時對潛存著故障隱患的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修。本文就機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)進(jìn)行了分析，指出正確的檢測與診斷技術(shù)在機(jī)械設(shè)備的維護(hù)過程中發(fā)揮著巨大的功效，希望更多相關(guān)人員強(qiáng)化對該方面知識的理解與實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；狀態(tài)檢測；故障診斷

前言：

工程機(jī)械狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)是一門綜合研究設(shè)備運行狀態(tài)各種情形的學(xué)問，設(shè)備檢測人員可以根據(jù)設(shè)備在運動狀態(tài)下運行狀態(tài)、發(fā)出的聲音等綜合判定該設(shè)備是否正常，以做到早發(fā)現(xiàn)早解決，避免在機(jī)械設(shè)備的故障完全癱瘓不能工作時才進(jìn)行維修的狀況的發(fā)生。早期發(fā)現(xiàn)便及時維修可以在降低維修成本的同時保證機(jī)械設(shè)備的正常運作，不會對工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失?，F(xiàn)有的機(jī)械狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)是通過對機(jī)械設(shè)備的震動情況、噪音以及溫度等不同的特征參數(shù)進(jìn)行檢測，通過將檢測出的數(shù)據(jù)與機(jī)械正常水平下的具體數(shù)值做比對，從而來斷定該設(shè)備的正常與否，而若發(fā)現(xiàn)設(shè)備的工作狀態(tài)不正常便利用相關(guān)的故障診斷技術(shù)對設(shè)備發(fā)生故障的具體原因進(jìn)行判斷，從而為維修提供明確的方向與方案。

一、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國針對于機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測與診斷技術(shù)的相關(guān)研究可以追溯到上世界八十年代初期，在積極引進(jìn)國外先進(jìn)理論與技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)的相關(guān)理論與實踐也取得了較大收獲。從實踐應(yīng)用的反饋效果看可知我國國內(nèi)的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測診斷技術(shù)主要有如下四點：

（一）傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是通過從自然信號源中獲取相關(guān)信息并對其進(jìn)行處理的技術(shù)，其主要涉及傳感器、信息處理和識別的規(guī)劃設(shè)計、測試、應(yīng)用于評價等改進(jìn)活動。傳感技術(shù)在機(jī)械設(shè)備檢測中的應(yīng)用主要是通過提取設(shè)備運轉(zhuǎn)中發(fā)出的相關(guān)信息并對這些信息資源進(jìn)行處理，從而對設(shè)備的運作狀態(tài)進(jìn)行綜合評價，其能夠較為精確的傳達(dá)出設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，從而為后期的維修提供了重要的參考依據(jù)，故而其在狀態(tài)檢測與故障診斷中處于領(lǐng)先水平。目前我國市場上傳感器的種類越來越多，而光導(dǎo)纖維等先進(jìn)的傳感技術(shù)也逐漸引進(jìn)并作用于相關(guān)設(shè)備檢測中。如圖一所示，綜合反應(yīng)了其作用于具體的機(jī)械設(shè)備檢測與診斷中的工作狀況。

圖一 診斷技術(shù)三階段

（二）信號分析與處理技術(shù)

信號按期性質(zhì)分有確定信號與隨機(jī)信號，而按信號自變量的取值可分為連續(xù)時間信號與離散時間信號，根據(jù)自相關(guān)函數(shù)反應(yīng)兩個信號在時移中的相關(guān)性，來檢測設(shè)備中的微弱信號，從而可以較為明確的指出設(shè)備具體的運作情況。

（三）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是利用函數(shù)將兩個節(jié)點之間進(jìn)行連接從而獲取信號的加權(quán)值，通過運行狀態(tài)下發(fā)出的信號的處理從而判定設(shè)備的健康狀況。該技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的診斷中可以大大提高診斷效率，是非常有發(fā)展前景的檢測與診斷技術(shù)之一。

（四）人工智能與專家系統(tǒng)

人工智能與專家系統(tǒng)綜合利用了博弈、推理、歸結(jié)演繹、模糊推理等相關(guān)知識，應(yīng)用于故障診斷系統(tǒng)大大精簡了檢測人員的工作量，目前其已成為機(jī)械設(shè)備故障診斷中最為主要的技術(shù)之一。

二、機(jī)械設(shè)備檢測與故障診斷技術(shù)

（一）震動監(jiān)測診斷技術(shù)

1.對診斷對象進(jìn)行機(jī)理分析

震動監(jiān)測診斷技術(shù)要求首先要對設(shè)備的運行狀態(tài)、各個構(gòu)件的銜接狀態(tài)等均作出詳細(xì)的分析，從而根據(jù)機(jī)械故障時發(fā)出的振動的具體特征來對機(jī)械可能存在的故障進(jìn)行診斷并及時排除。

2.強(qiáng)化對可能存在異常振動的部位的詳細(xì)檢測

利用振動檢測診斷技術(shù)對重點部位設(shè)置成重點監(jiān)測點，通過將監(jiān)測點反饋回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析以更能精確的判斷出機(jī)械是否處于健康運行狀態(tài)下。

3.對明確的故障進(jìn)行診斷

故障診斷是依據(jù)監(jiān)測點的各種參數(shù)對機(jī)械設(shè)備的故障部位、程度進(jìn)行分析，從而在明確的判斷下采取有針對性的修復(fù)技術(shù)。

（二）機(jī)械性能測試技術(shù)

1.對發(fā)動機(jī)的功率進(jìn)行測試

在對機(jī)械設(shè)備的是否處于正常運行狀態(tài)進(jìn)行判斷后還需要根據(jù)相關(guān)的反饋數(shù)據(jù)對機(jī)械進(jìn)行維修保養(yǎng)，首先便需要對機(jī)械的發(fā)動機(jī)的功率進(jìn)行檢測。檢測人員可以利用無外載加速測試儀對人力無法及時判定的故障進(jìn)行再次檢測以確保及時將機(jī)械中潛藏的故障找出來從而進(jìn)行維護(hù)。

2.對機(jī)械的液壓系統(tǒng)的功率進(jìn)行測試

機(jī)械設(shè)備中發(fā)生故障頻率較大的部位主要有液壓系統(tǒng)故障，如果不及時對其進(jìn)行檢測，一旦機(jī)械設(shè)備在此方面發(fā)生故障將會對整個機(jī)械設(shè)備的正常運行造成極大的影響。在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測時主要是綜合分析壓力傳感器反饋出來的壓力沖信息，而這些數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機(jī)的匯總與存儲，最后計算機(jī)將數(shù)據(jù)與正常的參數(shù)進(jìn)行比較從而最終明確液壓系統(tǒng)的運作狀況。

（三）油樣分析

油樣分析的實際運作中主要采用的是鐵譜與光譜兩種分析方法，其中光譜分析是通過分析磨損物的數(shù)量來對故障進(jìn)行檢測，而鐵譜分析則既可以通過分析磨損物數(shù)量又可以分析磨損物的形態(tài)，兩種方法綜合比較后可知鐵譜分析較之光譜分析更為精確。油樣分析主要通過判斷機(jī)油中的金屬成分來確定機(jī)械設(shè)備的故障具體發(fā)生部位，以促使工作人員可以及時進(jìn)行維修。

三、現(xiàn)代檢測診斷技術(shù)

（一）計算機(jī)輔助檢測診斷技術(shù)

計算機(jī)輔助檢測技術(shù)是利用計算機(jī)相關(guān)軟件對設(shè)備進(jìn)行自動化的診斷，該項技術(shù)下系統(tǒng)需要掌握大量關(guān)于不同性質(zhì)、型號、生產(chǎn)廠家等有關(guān)于機(jī)械設(shè)備方面的數(shù)據(jù)資料，從而能為計算機(jī)的自動化診斷提供數(shù)據(jù)參考。當(dāng)然，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)并非是完美無缺的其也有可能存在無法對故障進(jìn)行檢測與診斷的情況，而利用計算機(jī)輔助檢測診斷技術(shù)的一大優(yōu)點是其能在無法正常檢測時及時將情況反映給技術(shù)人員。系統(tǒng)在對一臺機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障的診斷與修復(fù)后會自動將相關(guān)資料存儲到每臺設(shè)備各自的數(shù)據(jù)庫中，從而為設(shè)備后期的檢測、診斷與維修提供有價值的參考數(shù)據(jù)。

（二）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)

新階段發(fā)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)是利用人腦結(jié)構(gòu)而研制出的一種全新的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法，其實質(zhì)是通過在系統(tǒng)中輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)、質(zhì)量來促使其實現(xiàn)自動化的診斷。該診斷技術(shù)下利用相關(guān)專家在處理某些機(jī)械設(shè)備的故障的范例來訓(xùn)練人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其便能夠根據(jù)專家處理工作中的相關(guān)指示來完成類似故障的設(shè)備的維護(hù)。雖然其在故障的診斷與維護(hù)上取得了一些成就，其畢竟是在模仿人腦的運作機(jī)能而非真正的大腦，因而其缺乏人的主觀能動性不能向?qū)＜姨幚碓O(shè)備問題時那樣，對設(shè)備進(jìn)行具體的研究與分析從而得出科學(xué)的診斷或維修結(jié)論，其目前只能應(yīng)用于故障較為明確的設(shè)備的診斷與維護(hù)中。

（三）專家診斷系統(tǒng)

如圖二所示，機(jī)械設(shè)備檢測與故障診斷技術(shù)中專家診斷系統(tǒng)是一種利用現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)綜合作用而研制出的人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對機(jī)械設(shè)備所發(fā)出的各種信號的檢測、對設(shè)備運行狀態(tài)的識別以實現(xiàn)對整個機(jī)械設(shè)備運行狀況的全面干預(yù)，從而強(qiáng)化對設(shè)備的檢測與故障的診斷。專家診斷系統(tǒng)較為全面的承襲了計算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的所有功能，還結(jié)合了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)的優(yōu)勢，充分將機(jī)械設(shè)備診斷專家的經(jīng)驗與檢測方法傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中，計算機(jī)通過對不同性質(zhì)、不同型號的機(jī)械設(shè)備的故障信息進(jìn)行收集與儲存從而逐漸形成了人工智能的計算機(jī)系統(tǒng)，因此其便能根據(jù)系統(tǒng)中固有的數(shù)據(jù)資料對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測與故障診斷。

由圖二的專家診斷系統(tǒng)發(fā)揮作用的平面圖可以一目了然的看出，專家將在對機(jī)械設(shè)備的檢測與故障維修中總結(jié)出的各種知識、經(jīng)驗、故障檢驗方法等輸入到計算機(jī)的知識獲取程序與知識庫中，而計算機(jī)根據(jù)一定的程序設(shè)計將知識獲取程序中的不同類型的知識進(jìn)行匯總從而在知識庫中形成各自的知識體系，而系統(tǒng)在檢測與診斷過程中將知識庫的知識與計算機(jī)中原有的數(shù)據(jù)庫資料集中到推理機(jī)中，通過解釋程序的運作使各種知識、數(shù)據(jù)資料進(jìn)行自動化的處理從而通過接口成功的作用到用戶即被檢測的機(jī)械設(shè)備上。整個流程便是專家診斷系統(tǒng)發(fā)揮作用的基本流程，是系統(tǒng)實現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備檢測與故障診斷的核心內(nèi)容。

專家

用

戶

圖二 專家診斷系統(tǒng)

總結(jié)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展作用于機(jī)械設(shè)備檢測與故障診斷中的技術(shù)會愈加多樣化，而強(qiáng)化機(jī)械設(shè)備運作狀態(tài)下的檢測更能為發(fā)現(xiàn)設(shè)備的具體故障做出明確的指導(dǎo)，通過對機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷技術(shù)的綜合分析不難發(fā)現(xiàn)檢測與診斷技術(shù)的精準(zhǔn)度在不斷的提升，為工程建設(shè)中合理的應(yīng)用與維護(hù)機(jī)械設(shè)備提供了更為科學(xué)的指導(dǎo)，極大的保證工程的穩(wěn)定發(fā)展。

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