機械故障診斷基礎(chǔ)研究“何去何從”

◎馬艷雪

機械故障診斷基礎(chǔ)研究“何去何從”

◎馬艷雪

上世紀60年代，出現(xiàn)了一門以理論和實際結(jié)合的機械故障診斷學科，經(jīng)過多年的實際應用和發(fā)展，機械故障診斷這一學科的理論研究已經(jīng)逐漸深入，并形成較為完善的體系，在具體的實際應用中，機械故障診斷也深入到社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域中，如機械、石化等行業(yè)。雖然機械故障診斷在近半世紀的發(fā)展之后，取得了一定的成果，但是，隨著應用的逐漸深入和廣泛化，其也存在一些問題和不足之處。筆者在本文中針對機械故障診斷的基礎(chǔ)研究未來的發(fā)展方向以及根源進行研究，并對此提出一些觀點。

針對機械類設(shè)備的運行情況進行判斷的技術(shù)為機械故障診斷技術(shù)，其具有監(jiān)測、診斷和預防的三方面職能，這項技術(shù)最為核心的要素在于將機械故障診斷的理論研究和實際的應用緊密結(jié)合起來。基于機械設(shè)備出現(xiàn)故障的特殊性，可見診斷技術(shù)是具有非常重要的作用的。具體來講，機械設(shè)備，尤其是大型的機械設(shè)備，一旦其出現(xiàn)故障時，對周邊環(huán)境、人員以及社會所造成的影響都非常惡劣和嚴重。目前，國內(nèi)外由于機械設(shè)備出現(xiàn)故障所造成的重大事故時有發(fā)生，如果能夠在初期發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的原因，并且能夠及時監(jiān)測到設(shè)備故障，那么能夠有效的避免更多事故的發(fā)展，保證設(shè)備的穩(wěn)定安全運行。

機械故障診斷基礎(chǔ)研究的現(xiàn)狀分析

研究狀況分析。相關(guān)調(diào)查顯示，機械設(shè)備故障診斷的技術(shù)在全世界范圍內(nèi)開始推行的時間在上世紀的60年代，以美國為中心逐漸向全球范圍的擴展蔓延，從事機械設(shè)備故障診斷的研究的工作人員以及科學家在信號、故障、技術(shù)等各個方面進行了非常深入的研究，并且取得了非常耀眼的成績。具體來講，首先，在上世紀60年代末期，美國首次針對機械設(shè)備故障的事故進行綜合性的分析研究，通過多次的研究之后發(fā)現(xiàn)了設(shè)備故障信號獲取以及傳感技術(shù)，這一成果的發(fā)現(xiàn)使機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的產(chǎn)生出現(xiàn)了最初的源頭。之后，在2008年，科學家針對機械設(shè)備發(fā)生故障的機理以及故障發(fā)生初期的狀況進行研究，并就此發(fā)表了一系列的研究論文和文章，為后續(xù)的研究提供了具有高度參考價值的理論依據(jù)。機械設(shè)備在運行的過程中，如何發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障，是對故障進行診斷和解決的前提，針對此種情況，加拿大的學者于2006年首次提出了機械設(shè)備信號的分析和處理方法相關(guān)的理論，在此基礎(chǔ)上，對此進行了后續(xù)的深入研究。

機械設(shè)備故障診斷基礎(chǔ)研究存在的問題。首先，針對機械設(shè)備故障的機理方面，距今為止此項目的研究仍然存在著很明顯的問題，具體來講， 機械的故障機理分析原理在于以理論知識、實驗作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從中歸納和分析機械發(fā)生故障時的規(guī)律。具體的做法為：將需要作為分析對象的機械設(shè)備的多方面特征總結(jié)，通過此來建立一個數(shù)據(jù)模型，然后以此來進行仿真性質(zhì)的研究，從而來獲取類似的特征，之后再通過實踐的檢驗來對數(shù)據(jù)模型進行改造，尋求最為符合的特征。根據(jù)調(diào)查分析，目前這類情況的研究在多方面都存在薄弱的環(huán)節(jié)，比如，針對大型、超大型的機械設(shè)備來講，分析其故障機理是需要足夠的數(shù)據(jù)作為支撐，而數(shù)據(jù)模型的建立相對來講，要更為的困難。后期的實踐和試驗，都需要通過多次來反復驗證其可行性，一定程度上加大了難度，延長了時間。另外，針對試驗得出的機理特征與結(jié)果，需要通過實際的應用來加以驗證，并不能完全的適用于每一項工程項目。

其次，針對如何分析和確定設(shè)備發(fā)生故障以及引發(fā)故障的原因的方法，目前也存在一些問題。機械運行過程中，安全運行、故障等都會呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，發(fā)送不同的信號，那么這些信號所傳達的信息即為機械設(shè)備的狀態(tài)信息，從這些信號當中獲取不同的狀態(tài)信息，即以信號作為媒介來了解機械設(shè)備的狀態(tài)，從而來診斷機械設(shè)備的故障。目前，雖然此項目的研究已經(jīng)提出了很多具有價值意義的方法，但是針對細小方面、早期性質(zhì)的故障等，目前并沒有較為行之有效的診斷方法。

第三，智能化時代、信息技術(shù)水平的不斷提升，機械設(shè)備也逐漸趨于智能化、自動化的方向發(fā)展，而面對著智能機械設(shè)備的大量投入使用，相對于的診斷研究方法并沒有智能化。具體來講，智能化的診斷方法，對于不同的設(shè)備具有其各自的優(yōu)劣勢，從另一角度分析，即一項智能診斷方法對應的機械設(shè)備診斷，一定程度上是具有局限性的。

機械故障診斷基礎(chǔ)研究的發(fā)展方向分析

深入對機械設(shè)備故障發(fā)生機理的研究。務必要明確機理是根本，找出機械設(shè)備發(fā)生故障的機理，才能真正的明確機械設(shè)備發(fā)生故障的原因，才能從中找出規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗，才能確保后續(xù)的預防以及維修。伴隨著社會的高速發(fā)展，機械設(shè)備所使用的技術(shù)也逐漸智能化，老舊的機械設(shè)備逐漸被市場和社會所淘汰，現(xiàn)今社會中新型的機械設(shè)備層出不窮，因此，對這些設(shè)備來講，其所應用的環(huán)境以及用途都具有的一定的特殊性，那么其故障發(fā)生的機理一定要明確，才能保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

進行大量的有層次實踐和理論研究 。基于機械設(shè)備故障的研究，務必要首先確定機械運行是否發(fā)生故障，是否某一部位、零件存在故障，當確認故障存在之后，需要利用工具或其他手段來確認設(shè)備發(fā)生故障的位置，然后在此基礎(chǔ)上來對設(shè)備故障的程度進行評估，在確認上述三步之后，再根據(jù)實際的情況來分析設(shè)備的使用年限。而這些數(shù)據(jù)的來源，包括對設(shè)備使用年限的判斷，是需要經(jīng)過大量的實踐和理論研究，才能根據(jù)不同的情況來有效判斷設(shè)備的故障以及后續(xù)的狀況。

總而言之，機械故障診斷的基礎(chǔ)研究需要從實際出發(fā)，從細小部位著手，確定故障存在的位置、程度等因素，來判斷機械故障的具體情況。另外，針對不同的機械設(shè)備故障，我們是需要依靠足夠的實驗作為支撐，才能確認這一故障的機理、類型等情況。未來，機械故障診斷技術(shù)必然需要不斷的更新和發(fā)展，相對應的，其基礎(chǔ)研究也需要不斷的深入和發(fā)展。

（作者單位：陜西航空職業(yè)技術(shù)學院）