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大家好!今天讓小編來(lái)大家介紹下關(guān)于機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)及應(yīng)用,機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)及應(yīng)用課后答案的問(wèn)題,以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理,讓我們一起來(lái)看看吧。
振動(dòng)測(cè)量與設(shè)備故障診斷
;一、 概述;機(jī)械故障診斷學(xué)是一門近二十年內(nèi)發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科,是現(xiàn)代化設(shè)備維修技術(shù)的重要組成部分,并且正在日益成為設(shè)備維修管理工作現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要是對(duì)確保機(jī)械設(shè)備的安全,提高產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約維修費(fèi)用以及防止環(huán)境污染起著很重要的作用。在機(jī)械故障設(shè)備的的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)中有多種方法可使用。例如振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、油液分析技術(shù)、紅外測(cè)溫技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等。其中振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)是普遍采用的基本方法,因?yàn)檎駝?dòng)的理論和測(cè)量方法都比較成熟,且簡(jiǎn)單易行。另外,據(jù)統(tǒng)計(jì),機(jī)械故障90%可以從振動(dòng)測(cè)量中檢測(cè)出來(lái)。振動(dòng)測(cè)量和信號(hào)分析一直是作為預(yù)知維修的主要手段,各行業(yè)設(shè)備部門要開(kāi)展這項(xiàng)工作一般都是從這二方面起家的。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)就是“對(duì)設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、分析處理,故障識(shí)別和預(yù)報(bào)的一種技術(shù)”。二、簡(jiǎn)易診斷與精密診斷設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是指對(duì)設(shè)備(部件、零件)的某些特征參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,并根據(jù)所得測(cè)定值與規(guī)定的正常值來(lái)作比較以判斷設(shè)備的工作狀態(tài)是否正?;虍惓#ù嬖诠收希?,也稱為簡(jiǎn)易診斷。設(shè)備故障診斷技術(shù)則不僅要對(duì)機(jī)器設(shè)備的狀態(tài)是否正常作出判斷,更重要的是對(duì)機(jī)器故障的原因、部位及嚴(yán)重程度作出估計(jì)。故稱為精密診斷。目前比較普及的還是簡(jiǎn)易診斷(狀態(tài)監(jiān)測(cè)),而精密診斷真正用于生產(chǎn)還是少數(shù),而且主要用于高精尖設(shè)備上。這一狀況歐美和日本都一樣,具有普遍性。這表明簡(jiǎn)易診斷比較成熟,簡(jiǎn)便易行,而精密診斷還屬于一種開(kāi)發(fā)性技術(shù),尚不夠成熟。另外精密診斷的費(fèi)用也比較高,需要精密的儀器,要由經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練的工程師來(lái)進(jìn)行,所以只在重要的設(shè)備上進(jìn)行。這一點(diǎn)對(duì)我國(guó)開(kāi)發(fā)推廣診斷技術(shù)時(shí)值得注意。當(dāng)前應(yīng)該把重點(diǎn)放在普及簡(jiǎn)易診斷或狀態(tài)監(jiān)測(cè)上。同時(shí)積極開(kāi)發(fā)精密診斷技術(shù),使它盡快達(dá)到使用水平。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),利用簡(jiǎn)易診斷儀器可以解決設(shè)備運(yùn)行中50%的故障。由此可見(jiàn),簡(jiǎn)易診斷在設(shè)備管理與維修中的重要作用。以日本新日鐵公司為例,看設(shè)備診斷技術(shù)在設(shè)備管理與維修中的應(yīng)用:(圖1)新日鐵認(rèn)為:在大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,為確保全系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行,有兩項(xiàng)技術(shù)必須實(shí)行。一是有效地監(jiān)視機(jī)器狀況,即“設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)”。二是精確的診斷方法。即:“精密診斷技術(shù)”。1.“設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)”。這類技術(shù)應(yīng)滿足如下要求a、能迅速地對(duì)各種類型的機(jī)械進(jìn)行測(cè)量a能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)結(jié)論b、經(jīng)濟(jì),使用方便;c、目前,新日鐵在這方面已開(kāi)發(fā)出了一系列的硬件,專門用于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的各類設(shè)備,新日鐵把用于設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)的硬件分為三類:(1) 第一類是供日常檢查人員隨身攜帶使用的,能定量顯示結(jié)果的各種小型儀器。譬如:機(jī)器檢測(cè)器,油膜檢測(cè)器,小型測(cè)振儀、馬達(dá)檢測(cè)器,聲發(fā)射裂紋檢測(cè)器等。(2) 第二類是監(jiān)視儀表,通常是安裝在現(xiàn)場(chǎng)的,可進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采樣,自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄與作為傾向管理的圖譜相對(duì)照,異常情況判別圖譜顯示等等,譬如:旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)視儀,壓縮機(jī)監(jiān)測(cè)儀,熱軋機(jī)監(jiān)視儀等。(3) 第三類是數(shù)據(jù)<這需要第一類儀器測(cè)量得到的數(shù)據(jù)作為輸入才能進(jìn)行工作??勺詣?dòng)處理大量測(cè)量數(shù)據(jù),并記錄,儲(chǔ)存與控制圖譜相對(duì)照,發(fā)出控制信號(hào)等2.“精密診斷技術(shù)”當(dāng)通過(guò)使用設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)量,與作為傾向管理的圖譜或數(shù)值相比較之后,當(dāng)指出已存在故障或者是預(yù)測(cè)可能發(fā)生故障時(shí),有必要進(jìn)行精密診斷,通過(guò)精密診斷,不僅要確定故障是否的確存在,并且,當(dāng)存在故障時(shí),還需診斷出它的位置,原因及程度,新日鐵認(rèn)為:這類技術(shù)必須由專門的、稱為精密診斷檢查的技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行,在這方面,新日鐵近幾年來(lái)也開(kāi)發(fā)出了二類儀器:(1) 一類是專門用的儀器,主要是用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的,這類儀器通常必須配合各種軟件技術(shù)(譬如:參照診斷手冊(cè),振動(dòng)嚴(yán)重性判據(jù)等)進(jìn)行使用,同時(shí),結(jié)合設(shè)備狀況進(jìn)行分析、判斷,譬如:旋轉(zhuǎn)機(jī)械自動(dòng)診斷系統(tǒng),自動(dòng)平衡儀,聲發(fā)射裂紋分析儀等。(2) 另一類是通用儀器,用于狀態(tài)診斷的測(cè)量及分析的儀器。譬如:信號(hào);記錄儀信號(hào)分析儀,傳遞函數(shù)分析儀等;由“設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)”和“精密診斷技術(shù)”這大類技術(shù)就構(gòu)成了新日鐵的“設(shè)備狀態(tài)診斷系統(tǒng)”如圖2所示。;三、振動(dòng)測(cè)量在機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用;1. 測(cè)量方法的進(jìn)步一臺(tái)設(shè)計(jì)得很好的機(jī)器,它的固有振級(jí)也很低。但當(dāng)機(jī)器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形時(shí),機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能開(kāi)始出現(xiàn)各種細(xì)微的變化:軸變得不對(duì)中,部件開(kāi)始磨損,轉(zhuǎn)子變得不平衡,間隙增大。所有這些因素都在振動(dòng)能量的增加上反映出來(lái)。因此,振動(dòng)加劇常常是機(jī)器要出毛病的一種標(biāo)志,而振動(dòng)是可以從機(jī)器的外表面測(cè)到的。過(guò)去,設(shè)備工程師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)靠手摸、耳聽(tīng)來(lái)判斷機(jī)器是否正?;蚱涔收鲜欠裨诎l(fā)展。但今天機(jī)器的轉(zhuǎn)速很高,許多起警告性的振動(dòng)出現(xiàn)在高頻段,因此,只有用儀器才能檢測(cè)出來(lái)。做法是:在機(jī)器運(yùn)行良好的狀況下,具有一個(gè)典型的振級(jí)和頻譜特征。而當(dāng)機(jī)器的故障在發(fā)展的時(shí)候,機(jī)器的動(dòng)態(tài)過(guò)程以及機(jī)器零件上的一些作用力也隨著變化,從而影響機(jī)器的振動(dòng)能級(jí)和頻譜的圖形。通過(guò)這樣的振動(dòng)的測(cè)量和分析,我們可以知道機(jī)器的工作狀態(tài)的變化以及是否需要維修。把振動(dòng)測(cè)量用于機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)值得注意的是:成功未必取決于初期大量投資去配備帶高級(jí)計(jì)算機(jī)的分析儀器。許多成功的例子開(kāi)始是在具有代表性的機(jī)組中采用不太昂貴的模擬式振動(dòng)表和分析儀。當(dāng)取得經(jīng)驗(yàn)并計(jì)劃擴(kuò)充時(shí),就自然地發(fā)展為采用更快更強(qiáng)有力的儀器。明智的做法是一開(kāi)始就購(gòu)買高質(zhì)量的儀器。如果許多新方案由振動(dòng)測(cè)量方面經(jīng)驗(yàn)有限的工程師來(lái)承擔(dān),加上測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確而且前后矛盾就會(huì)大大限制視情維修的可信度。上海星晟檢測(cè)儀器有限公司就是遵循這一思路開(kāi)發(fā)出一系列便攜式測(cè)量?jī)x器。像:VIB-5、VIB-10、VIB-15、VIB-20、BT2000、BA2010等產(chǎn)品。2. 測(cè)量?jī)x器及測(cè)量系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)進(jìn)行周期監(jiān)測(cè)的儀器系統(tǒng)按其復(fù)雜程度可分成三檔:(1) 簡(jiǎn)單系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)是用一種直讀式的袖珍振動(dòng)表在一定的頻率范圍內(nèi)去測(cè)量振動(dòng)級(jí)別。把測(cè)量結(jié)果與通用標(biāo)準(zhǔn)或每臺(tái)機(jī)器的專用參考值相比較。對(duì)那些用振動(dòng)測(cè)量進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)以取得經(jīng)驗(yàn)的人員來(lái)說(shuō),一個(gè)高質(zhì)量的手持振動(dòng)計(jì)是需要的。這種振動(dòng)計(jì)在10~1000HZ或10~10000HZ的頻率范圍內(nèi)能讀出單一的振動(dòng)**度或速度的均方根值(RMS)或峰值。速度的RMS值可直接與標(biāo)準(zhǔn)的振動(dòng)嚴(yán)重性評(píng)定值相比較,從而知道需要維修的程度。雖然寬頻帶振動(dòng)計(jì)在早期故障檢測(cè)、診斷及損壞預(yù)測(cè)方面的作用是有限的,但也是必須的。(2) 振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)(a) 頻率分析的基本系統(tǒng)用于機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的頻率分析系統(tǒng)有若干種配置方式。如果想從有限的投資開(kāi)始而且只有幾十個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)(不是幾百和幾千個(gè)測(cè)量點(diǎn)),電池供電的振動(dòng)分析儀和振動(dòng)能級(jí);是優(yōu)越的。這種配套裝置能對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)依次畫出其窄帶頻譜圖。每次測(cè)量和分析約需要幾分鐘,每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)用手工登記在記錄卡上。把每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的參考頻譜記錄下來(lái)并復(fù)制在透明的卡片上。以后取得的頻譜放在參考頻譜下面,兩張卡片一對(duì)照立即可以找到差別所在。如果某一頻率的振級(jí)增加就畫出其振級(jí)——時(shí)間曲線,從而可預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。有些用戶平時(shí)只進(jìn)行有規(guī)律的簡(jiǎn)單寬帶監(jiān)視,當(dāng)振級(jí)有明顯變化時(shí)才應(yīng)用頻率分析。這種方式有助于故障發(fā)展的診斷而不能用于早期警告和趨勢(shì)發(fā)展的規(guī)律分析。(b) 先進(jìn)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)有大量的機(jī)器測(cè)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)時(shí),采用更完善的系統(tǒng)是合理的。操作人員可用**度計(jì)與數(shù)據(jù)采集器)把每一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)直接記錄下來(lái)?;卦O(shè)備科后,再送到計(jì)算機(jī)里,用軟件進(jìn)行分析,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是:速度快、擴(kuò)大了儀器功能,改善了檢測(cè)能力并降低了測(cè)量成本。(3) 永久性的機(jī)器振動(dòng)監(jiān)測(cè)上面提到的機(jī)器振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是基于周期性的測(cè)量與校對(duì)。而永久性監(jiān)測(cè)首先應(yīng)用于那些對(duì)生產(chǎn)過(guò)程起重要作用的單臺(tái)設(shè)備,當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)突然變化時(shí),能立即或在幾分鐘之內(nèi)向控制室提出警告,以便在災(zāi)難性故障出現(xiàn)之前即采取有效措施。這種系統(tǒng)在發(fā)電、石油化工工業(yè)中用得很多,用來(lái)監(jiān)視汽輪機(jī)、進(jìn)料泵和壓氣機(jī)等設(shè)備。永久性狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的首要條件是要有高可靠性、長(zhǎng)期的穩(wěn)定性及抗惡劣環(huán)境及抗誤報(bào)警的能力,堅(jiān)固的機(jī)器設(shè)計(jì)、能在潮濕與有灰塵的條件下工作再加上例行環(huán)境試驗(yàn)才能滿足上述的嚴(yán)格要求。**度計(jì)、電纜、接線盒等特別堅(jiān)固的前線設(shè)備也需能在高溫下工作。這種系統(tǒng)還包括一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),以便在事故報(bào)警時(shí),操作人員立即核對(duì)哪些儀器的功能是正常的。(資料來(lái)源:西域科技)新能源汽車機(jī)械故障和電子控制系統(tǒng)故障的診斷技術(shù)都有什么呢?
機(jī)械故障診斷技術(shù)主要包括經(jīng)驗(yàn)判斷法、儀器儀表測(cè)量法。經(jīng)驗(yàn)判斷法應(yīng)用以往的新能源汽車的維修經(jīng)驗(yàn),利用視覺(jué)、觸覺(jué)及聽(tīng)覺(jué)等對(duì)汽車的故障進(jìn)行判斷。儀器儀表測(cè)量法主要是利用汽車維修的設(shè)備,如百分表、壓力表、聽(tīng)診器、游標(biāo)卡尺等對(duì)新能源汽車的機(jī)械部件、磨損情況等進(jìn)行分析,這是新能源汽車故障診斷的基本技能。
新能源汽車的電子控制系統(tǒng)包括3部分,分別為控制單元、執(zhí)行器、傳感器。電子控制系統(tǒng)的診斷技術(shù)包括電阻測(cè)量法、電壓測(cè)量法、數(shù)據(jù)流法、動(dòng)作測(cè)試法、替換法等。電阻測(cè)量法利用萬(wàn)用表電阻檔對(duì)導(dǎo)線的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量,如是否存在短路故障,測(cè)量繼電器、離合器線圈等器件的電阻值,測(cè)量切記切斷電源,做好防護(hù)工作。
電壓測(cè)量法是利用萬(wàn)用表電壓檔對(duì)線路的電壓進(jìn)行測(cè)量,判斷電源電壓是否正常。數(shù)據(jù)流法是利用診斷儀對(duì)傳感器、開(kāi)關(guān)等的數(shù)據(jù)流進(jìn)行讀取,從而觀測(cè)元件的數(shù)據(jù)流變化值。動(dòng)作測(cè)試法以車輛不拆解為前提,利用診斷儀驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器工作,從而判斷控制電路和執(zhí)行器是否正常工作。
替換法包括元件替換和信號(hào)替換兩種,如檢測(cè)中傳感器的元件替換、執(zhí)行器的元件替換等,通過(guò)替換前后的運(yùn)行狀態(tài)或數(shù)據(jù)流變化對(duì)傳感器的故障進(jìn)行判斷。
上圖是新能源汽車高壓系統(tǒng)的設(shè)備組成,設(shè)備診斷技術(shù)主要包括電壓測(cè)量法、電阻測(cè)量法等,電壓測(cè)量法就是利用電壓法對(duì)新能源汽車的高壓部件如充電系統(tǒng)、逆變器等性能進(jìn)行檢測(cè)。電阻測(cè)量法用于判斷高壓互鎖裝置、PTC加熱器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等性能是否正常。
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機(jī)械設(shè)備故障的診斷
機(jī)械故障診斷 需要進(jìn)一步確定故障的性質(zhì),程度,類別,部位,原因,發(fā)展趨勢(shì)等,為預(yù)報(bào),控制,調(diào)整,維護(hù)提供依據(jù)。主要包括信號(hào)檢測(cè),特征提取,狀態(tài)識(shí)別,診斷決策。 診斷技術(shù)發(fā)展幾十年來(lái),產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。從診斷技術(shù)的各分支技術(shù)來(lái)看,美國(guó)占有領(lǐng)先地位。美國(guó)的一些公司,如Bently,HP等,他們的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品基本上代表了當(dāng)今診斷技術(shù)的最高水平,不僅具有完善的監(jiān)測(cè)功能,而且具有較強(qiáng)的診斷功能,在宇宙、軍事、化工等方面具有廣泛的應(yīng)用。美國(guó)西屋公司的三套人工智能診斷軟件(汽輪機(jī)TurbinAID,發(fā)電機(jī)GenAID,水化學(xué)ChemAID)對(duì)其所產(chǎn)機(jī)組的安全運(yùn)行發(fā)揮了巨大的作用。還有美國(guó)通用電器公司研究的用于內(nèi)燃電力機(jī)車故障排除的專家系統(tǒng)DELTA;美國(guó)NASA研制的用于動(dòng)力系統(tǒng)診斷的專家系統(tǒng);Delio Products公司研制的用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)噪聲原因診斷的專家系統(tǒng)ENGING COOLING ADCISOR等。近年來(lái),由于微機(jī)特別是便攜機(jī)的迅速發(fā)展,基于便攜機(jī)的在線、離線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)日益普及,如美國(guó)生產(chǎn)的M6000系列產(chǎn)品,得到了廣泛的應(yīng)用。 英國(guó)于70年代初成立了機(jī)器保健與狀態(tài)監(jiān)測(cè)協(xié)會(huì),到了80年代初在發(fā)展和推廣設(shè)備診斷技術(shù)方面作了大量的工作,起到了積極的促進(jìn)作用。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)創(chuàng)立的沃森工業(yè)維修公司和斯旺西大學(xué)的摩擦磨損研究中心在診斷技術(shù)研究方面都有很高的聲譽(yù)。英國(guó)原子能研究機(jī)構(gòu)在核發(fā)電方面,利用噪聲分析對(duì)爐體進(jìn)行監(jiān)測(cè),以及對(duì)鍋爐、壓力容器、管道得無(wú)損檢測(cè)等,起到了英國(guó)故障數(shù)據(jù)中心的作用。目前英國(guó)在摩擦磨損、汽車、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)和診斷方面仍具有領(lǐng)先的地位。 歐洲一些國(guó)家的診斷技術(shù)發(fā)展各具特色。如瑞典SPM公司的軸承監(jiān)測(cè)技術(shù),AGEMA公司的紅外熱像技術(shù);挪威的船舶診斷技術(shù);丹麥的BK公司的振動(dòng)、噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)等都是各有千秋。日本在鋼鐵、化工等民用工業(yè)中診斷技術(shù)占有優(yōu)勢(shì)。東京大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、京都大學(xué)、早稻田大學(xué)等高等學(xué)校著重基礎(chǔ)性理論研究;而機(jī)械技術(shù)研究所、船舶技術(shù)研究所等國(guó)立研究機(jī)構(gòu)重點(diǎn)研究機(jī)械基礎(chǔ)件的診斷研究;三菱重工等民辦企業(yè)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方面開(kāi)展了系統(tǒng)的工作,所研制的“機(jī)械保健系統(tǒng)”在汽輪發(fā)電機(jī)組故障監(jiān)測(cè)和診斷方面已經(jīng)起到了有效的作用。 我國(guó)診斷技術(shù)的發(fā)展始于70年代末,而真正的起步應(yīng)該從1983年南京首屆設(shè)備診斷技術(shù)專題座談會(huì)開(kāi)始。雖起步較晚,但經(jīng)過(guò)近幾年的努力,加上政府有關(guān)部門多次組織外國(guó)診斷技術(shù)專家來(lái)華講學(xué),已基本跟上了**在此方面的步伐,在某些理論研究方面已和**不相上下。目前我國(guó)在一些特定設(shè)備的診斷研究方面很有特色,形成了一批自己的監(jiān)測(cè)診斷產(chǎn)品。全國(guó)各行業(yè)都很重視在關(guān)鍵設(shè)備上裝備故障診斷系統(tǒng),特別是智能化的故障診斷專家系統(tǒng),在電力系統(tǒng)、石化系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)、以及高科技產(chǎn)業(yè)中的核動(dòng)力電站、航空部門和載人航天工程等。工作比較集中的是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷系統(tǒng),已經(jīng)開(kāi)發(fā)了20種以上的機(jī)組故障診斷系統(tǒng)和十余種可用來(lái)做現(xiàn)場(chǎng)故障診斷的便攜式現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器。透平發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)的診斷技術(shù)已列入國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目并受到高度重視;而西安交通大學(xué)的“大型選轉(zhuǎn)機(jī)械計(jì)算機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)”,哈爾濱工業(yè)大學(xué)的“機(jī)組振動(dòng)微機(jī)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)”。東北大學(xué)設(shè)備診斷工程中心經(jīng)過(guò)多年研究,研制成功了“軋鋼機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”,“風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)”,均取得了可喜的成果。 可用于機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的信號(hào)有振動(dòng)診斷、油樣分析、溫度監(jiān)測(cè)和無(wú)損檢測(cè)探傷為主,其他技術(shù)或方法為輔的局面。這其中又以振動(dòng)診斷涉及的領(lǐng)域最廣、理論基礎(chǔ)最為雄厚、研究得最為充分。目前,在振動(dòng)信號(hào)的分析處理方面,除了經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)分析、時(shí)頻域分析、時(shí)序模型分析、參數(shù)辨識(shí)外,近來(lái)又發(fā)展了頻率細(xì)化技術(shù)、倒頻譜分析、共振解調(diào)分析、三維全息譜分析、軸心軌跡分析以及基于非平穩(wěn)信號(hào)假設(shè)的短時(shí)傅里葉變換、Winger分布和小波變換等。而當(dāng)代人工智能的研究成果為機(jī)械故障診斷注入了新的活力,故障診斷的專家系統(tǒng)不僅在理論上得到了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展,且己有成功的應(yīng)用實(shí)例,作為人工智能的一個(gè)重要分支,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究己成為機(jī)械故障診斷領(lǐng)域的一個(gè)最新研究熱點(diǎn)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及新興的虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展,故障診斷裝置和儀器己經(jīng)由最初的模擬式監(jiān)測(cè)儀表發(fā)展到現(xiàn)在的基于計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)一與故障診斷系統(tǒng)和基于微機(jī)的便攜式監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般具有強(qiáng)大的信號(hào)分析與數(shù)據(jù)管理功能,能全面記錄反映機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)變化的各種信息,實(shí)現(xiàn)故障的精確診斷。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,遠(yuǎn)程分布式監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)成為目前的一個(gè)研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。機(jī)械故障診斷的基本內(nèi)容有哪些
異響診斷,油液滲漏診斷,異味診斷,操作診斷。
機(jī)械故障診斷是一種了解和掌握機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程的狀態(tài),確定其整體或局部正?;虍惓?,早期發(fā)現(xiàn)故障及其原因,并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)。油液監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)、性能趨勢(shì)分析和無(wú)損探傷等為其主要的診斷技術(shù)方式。
機(jī)械故障診斷:
1.振動(dòng)診斷技術(shù):對(duì)機(jī)器主要部位的振動(dòng)值如位移、速度、**度、轉(zhuǎn)速及相位值等進(jìn)行測(cè)定,并對(duì)測(cè)得的上述振動(dòng)量在時(shí)域、頻域、時(shí)-頻域進(jìn)行特征分析,判斷機(jī)器故障的性質(zhì)和原因。
2.噪聲診斷技術(shù):對(duì)機(jī)器噪聲的測(cè)量可以了解機(jī)器運(yùn)行請(qǐng)魯昂并尋找故障源。
3.溫度、壓力等常規(guī)參數(shù)診斷技術(shù):機(jī)器設(shè)備系統(tǒng)的某些故障往往反映在一些工藝參數(shù),入溫度、壓力、流量的變化中。例如火車軸溫在線監(jiān)控系統(tǒng),就是利用車軸軸承的溫度來(lái)監(jiān)控軸承的運(yùn)行狀態(tài)的。常規(guī)參數(shù)檢測(cè)的特點(diǎn)是價(jià)格便宜,形式多樣。
4.無(wú)損診斷技術(shù):包括超聲波探傷法、X射線探傷法、滲透探傷法和磁粉探傷法等,這些方法多用于材料表面或內(nèi)部的缺陷檢測(cè),應(yīng)用很廣。
5.油液分析技術(shù):油液分析技術(shù)可分為兩大類:一類是油液本身的物理、化學(xué)性能分析;另一類是對(duì)油液污染程度的分析。具體的方法有光譜分析法和鐵譜分析法。
機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)有哪些應(yīng)用_什么是機(jī)械故障診斷技術(shù)
1、故障診斷的發(fā)展現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)檢測(cè)診斷技術(shù)的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:
(1)傳感技術(shù)研究:傳感技術(shù)是反映設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的儀表技術(shù)。國(guó)內(nèi)先后開(kāi)發(fā)了各種類型的傳感器,如屯渦流傳感器、速度傳感器、**度傳感器和溫度傳感器等;最近開(kāi)發(fā)的傳感技術(shù)有光導(dǎo)纖維、激光、聲發(fā)射等。
(2)關(guān)于信號(hào)分析與處理技術(shù)的研究:從傳統(tǒng)的譜分析、時(shí)序分析和時(shí)域分析,開(kāi)始引入了一些先進(jìn)的信號(hào)分析手段,如快速傅立葉變換,Wigner譜分析和小波變換等。這類新方法的引入彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分析法的不足。
(3)關(guān)于人工智能和專家系統(tǒng)的研究:這方面的研究已成為診斷技術(shù)的發(fā)展主流,目前已有日程機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng),但這一技術(shù)在工程方面的研究尚未達(dá)到人們所期望的水平。
(4)關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究:比如旋轉(zhuǎn)機(jī)械神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類系統(tǒng)等的研究已經(jīng)取得了應(yīng)用,取得了滿意的效果。
(5)關(guān)于診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究:從單機(jī)巡檢與診斷到上下位機(jī)式主從機(jī)結(jié)構(gòu),直至以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,實(shí)時(shí)性越來(lái)越高。
(6)專門化與便攜式診斷儀器和設(shè)備的研制與開(kāi)發(fā)。目前,我國(guó)的冶金、電力、化工等行業(yè)的故障診斷技術(shù)己經(jīng)很成熟,得到了廣泛的應(yīng)用。
2現(xiàn)代故障診斷方法
工程機(jī)械運(yùn)行的狀態(tài)千差萬(wàn)別,出現(xiàn)的故障也是多種多樣,采用的診斷方法也各不相同。在眾多的診斷方法中,比較常用的診斷方法有振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷方法、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、溫度診斷方法和鐵譜分析方法等。近十幾年來(lái),模糊診斷、故障樹(shù)分析、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新的診斷技術(shù)不斷出現(xiàn),故障診斷技術(shù)逐步向智能化方向發(fā)展。
(1)故障樹(shù)診斷方法
故障樹(shù)診斷方法是從研究系統(tǒng)中最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)(結(jié)果)出發(fā),按照一定的邏輯關(guān)系從總體到部件一層層的逐級(jí)細(xì)化,推理分析故障形成的原因,最終確定故障發(fā)生的最初基
本原因、影響程度和發(fā)生概率。它是一種圖形演繹法,把系統(tǒng)故障與導(dǎo)致該故障的各種因素形象地繪成故障圖表,能較直觀地反映故障、元部件、系統(tǒng)及因素、原因之間的相互關(guān)系,也能定量計(jì)算故障程度、概率、原因等。該方法直觀、快速診斷、知識(shí)庫(kù)很容易動(dòng)態(tài)修改,但其缺點(diǎn)是受主觀因素影響較大,診斷結(jié)果嚴(yán)重依賴于故障樹(shù)信息的正確性和完整性,不能診斷不可預(yù)知的故障。
(2)故障診斷專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng)是一種基于知識(shí)的人工診斷系統(tǒng),是利用大量人類專家的知識(shí)和推理方法求解復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題的人工智能程序。故障診斷專家系統(tǒng)是研究最多、應(yīng)用最廣的一類智能診斷技術(shù),主要用于沒(méi)有精確數(shù)學(xué)模型或很難建立數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)。專家系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是知識(shí)獲取困難、運(yùn)行速度慢。在采用先進(jìn)傳感技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)的故障診斷專家系統(tǒng),將現(xiàn)代科學(xué)的優(yōu)勢(shì)同領(lǐng)域?qū)<邑S富經(jīng)驗(yàn)與思維方式的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái),已成為故障診斷技術(shù)發(fā)展的主要方向。
(3)基于模糊數(shù)學(xué)的故障診斷方法
工程機(jī)械的狀態(tài)信號(hào)傳播途徑復(fù)雜,故障與特征參數(shù)間的映射關(guān)系模糊,再加上邊界條件的不確定性、運(yùn)行工況的多變性,使故障征兆和故障原因之間難以建立準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,用傳統(tǒng)的二值邏輯顯然不合理,因此選用隸屬度函數(shù),用相應(yīng)的隸屬度來(lái)描述這些癥狀存在的傾向性。基于模糊數(shù)學(xué)的故障診斷方法就是通過(guò)某些癥狀的隸屬度和模糊關(guān)系矩陣來(lái)求出各種故障原因的隸屬度,以表征各種故障的傾向性,從而可以減少許多不確定因素給診斷工作帶來(lái)的困難。但是對(duì)于復(fù)雜的診斷系統(tǒng),要建立正確的模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)非常困難,而且需要消耗大量的時(shí)間。
(4)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種信息處理系統(tǒng),是為模仿人腦工作方式而設(shè)計(jì)的,它帶有大量按一定方式連接的和并行分布的處理器。由工程機(jī)械各個(gè)系統(tǒng)的信息提取故障特征,通過(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本來(lái)確定故障判決規(guī)則,從而進(jìn)行故障診斷。用于故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠在出現(xiàn)新故障時(shí)通過(guò)自學(xué)習(xí)不斷調(diào)整權(quán)值,可以提高故障的正確檢測(cè)率,降低漏報(bào)率和誤報(bào)率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有對(duì)故障的聯(lián)想記憶、模式匹配和相似歸納能力,以實(shí)現(xiàn)故障和征兆之間復(fù)雜的非線性映射關(guān)系。對(duì)于多故障、多過(guò)程的復(fù)雜工程機(jī)械以及突發(fā)性故障或其他異?,F(xiàn)象,其故障形成的原因與征兆的因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)解決是行之有效的。
(5)支持向量機(jī)的故障診斷方法
典型故障數(shù)據(jù)樣本的嚴(yán)重不足是制約故障智能診斷技術(shù)發(fā)展的主要原因之一。支持向量機(jī)(SVM)是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的新型機(jī)器學(xué)習(xí)方法,其目標(biāo)是得到現(xiàn)有信息下的最優(yōu)解而不僅僅是樣本數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)的最優(yōu)解。這一點(diǎn)特別適合于故障診斷這種小樣本情況的實(shí)際問(wèn)題解決
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