于雷 孟權(quán)

摘 要：隨著生產(chǎn)力的解放和科技水平的不斷提高，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中機械設(shè)備也得到越來越普遍的應(yīng)用，其自動化水平越來越高，設(shè)備構(gòu)造越來越精細化和復(fù)雜化。而機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，不僅為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)效率的提升奠定了良好的基礎(chǔ)，同時也確保了宏觀經(jīng)濟的正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。所以必須進一步加大機械設(shè)備故障診斷技術(shù)研究的力度，才能發(fā)揮出其在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中的積極作用。本文主要是就機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來趨勢進行了研究和分析。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；故障診斷；現(xiàn)狀；趨勢

前言

在機械故障診斷的操作中，通過機械信息識別其技術(shù)狀態(tài)是正常的，確定故障的性質(zhì)和位置，找出故障原因，預(yù)報故障趨勢，并提出相應(yīng)的技術(shù)對策。現(xiàn)代的機械設(shè)備正在迅速地向著精密化、高速化、自動化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展，設(shè)備更加復(fù)雜，各個部件的聯(lián)系也越來越緊密，設(shè)備某部件的故障有可能會引起整個設(shè)備的損壞。機械設(shè)備發(fā)生故障不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且會給人身安全帶來嚴(yán)重的后果。機械故障診斷受到廣大科研人員的關(guān)注和重視，隨著各個領(lǐng)域和技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)、新理論不斷被應(yīng)用于機械故障診斷中，并提出了一種新的診斷方法和理論。

1機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

雖然相關(guān)部門已經(jīng)逐步加大了智能故障診斷技術(shù)研究的力度，但是由于現(xiàn)階段這一技術(shù)的研究還處于探討和仿真試驗的階段，再加上仿真過程與現(xiàn)實情況存在的差距較大，因此，該技術(shù)的安全性與準(zhǔn)確性還有待于進一步的提高。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前存在于智能故障診斷技術(shù)研究與開發(fā)的過程中主要有以下幾個方面：（1）大部分機械故障信號分析融合是由不同的功能模塊，而功能模塊主要由機械和電氣系統(tǒng)之間實現(xiàn)聯(lián)系，再加上不同功能模塊所對應(yīng)的故障信號表現(xiàn)也存在相應(yīng)的差異，因此，對信號采集和處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了嚴(yán)重失衡現(xiàn)象，這不僅增加了故障信號融合提取和分析的難度，同時也增加了故障診斷的準(zhǔn)確性。（2）故障診斷的決策效率相對較低。在這個階段的故障信號必須通過數(shù)據(jù)處理和決策推理兩個階段，最終將故障診斷結(jié)果，但由于當(dāng)前故障信號的提取、處理、和工作時間相對較長，因此，導(dǎo)致護長體征無法與診斷決策實現(xiàn)實時的匹配，從而對診斷決策準(zhǔn)確性的提升產(chǎn)生了一定程度的影響。（3）故障原因和特征對應(yīng)關(guān)系不確定，因為不同的機械設(shè)備結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的差異，增加綜合故障診斷決策的難度，因此，必須不斷調(diào)整，最終確定故障的特征和時間，故障診斷決策打下良好的基礎(chǔ)。

2機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1不解體化

機械設(shè)備故障診斷技術(shù)將通過對可預(yù)埋在發(fā)動機內(nèi)的傳感器的研究和開發(fā)，來進行不解體檢測的研究。美國、日本和其他國家取得了更先進的成果。通過嵌入發(fā)動機，他們嵌入了一個超薄傳感器，可以檢測發(fā)動機的溫度和主要部件的間隙，以診斷可能的故障。此外，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速波動也是故障的重要指標(biāo)，一些國家已研制出專門用于檢測該指標(biāo)的光纖傳感器。

2.2高精度化

高精度化是指在處理信號技術(shù)的時候，通過一定的方法，來提高信號分析的信噪比。一般來講，高精度化可以從以下幾個方面來理解。（1）小波理論。比如：運動系統(tǒng)相對復(fù)雜的柴油機，其信號具有瞬態(tài)、突變且平穩(wěn)性相對較差等特點。而高精度化則通過利用小波理論進行相關(guān)信號的分析和處理，從而達到促進信號分辨率的全面提升。（2）分形幾何。高精度化認為如果出現(xiàn)分形現(xiàn)象的話，那么分形維數(shù)則不一定是整數(shù)，而傳統(tǒng)的幾何方法則必須依靠整數(shù)維數(shù)進行相應(yīng)的分析。而這也說明了高精度化在瞬態(tài)、突變、平穩(wěn)性較差等信號分析以及處理上的優(yōu)勢。（3）全息譜分析方法。這一方法大多應(yīng)用于振動信號的分析與處理，其主要的工作原理是將幅、頻、相三者緊密結(jié)合在一起進行分析和處理，而傳統(tǒng)付氏譜則只關(guān)注幅與頻的分析和處理。所以，這一方法的應(yīng)用不僅彌補了傳統(tǒng)付氏譜存在的不足與缺陷，同時也促進頻振動信號分析處理效率的有效提升。

2.3智能化

所謂智能化，是指一套能夠自動完成數(shù)據(jù)處理、分析、故障識別等一系列工作的開發(fā)型專家系統(tǒng)。機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的智能化能夠大大減輕診斷工作量，也能夠大大提升機械設(shè)備故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。而要建立故障診斷專家系統(tǒng)，必須要對機械設(shè)備故障的形成機理進行細致的研究分析，讓系統(tǒng)的知識庫不斷充實完善起來，從而能夠擺脫制約專家系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸，使其能夠更好、更有效地發(fā)揮作用。另外，機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的智能化還需要把模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法與專家系統(tǒng)相結(jié)合，讓模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、自組織以及聯(lián)想等智能化功能，從而推動機械設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的自我發(fā)展和完善。而機械設(shè)備故障診斷系統(tǒng)也逐漸從集中式發(fā)展為分布式，通過系統(tǒng)軟硬件生產(chǎn)設(shè)計的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，來縮短機械設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)周期，大大地提高其可靠性。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

機械設(shè)備故障診斷技術(shù)在新世紀(jì)要取得長足的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化是一個無法回避的重要方面。計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障診斷技術(shù)成為可能?，F(xiàn)在各種通信手段已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)連接，依靠網(wǎng)絡(luò)，可以有效地鏈接多個故障診斷系統(tǒng)，使彼此之間的信息共享＼資源共享，也有助于提高機械設(shè)備故障診斷的質(zhì)量。此外另外，由故障診斷系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成的網(wǎng)絡(luò)也具有非常重要的作用，它能夠?qū)C組實施有效地管理，對企業(yè)來說，這樣既能夠減少其設(shè)備投資，也能夠提高設(shè)備利用率，甚至還可以與企業(yè)的MIS系統(tǒng)相聯(lián)結(jié)，促進企業(yè)管理的一體化和現(xiàn)代化。

3結(jié)語

總之，機械設(shè)備故障發(fā)生的頻率隨著其設(shè)備復(fù)雜程度的日益提升而增加，因此，相關(guān)部門必須加大機械設(shè)備故障診斷決策與方法研究的力度，才能促進機械設(shè)備故障診斷效率有效提高。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制技術(shù)在機械設(shè)備故障診斷技術(shù)中的應(yīng)用也必將越來越廣泛，而這對于促進機械設(shè)備運行效率的提升具有積極的促進作用。

參考文獻

[1]鞠萍華.旋轉(zhuǎn)機械早期故障特征提取的時頻分析方法研究[D].重慶大學(xué)，2010.

[2]呂德衍.振動信號分析在乳化器故障診斷中的應(yīng)用研究[D].杭州電子科技大學(xué)，2010.

（作者單位：1 可口可樂遼寧（北）飲料有限公司；

2 北方重工集團有限公司冶金裝備分公司）