旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷與預(yù)測(cè)方法及其應(yīng)用研究

吳帥舉

摘 要：旋轉(zhuǎn)機(jī)械在高噪音的工作環(huán)境中出現(xiàn)故障很難被察覺(jué)，一旦旋轉(zhuǎn)機(jī)械某些部位出現(xiàn)故障，就會(huì)使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)式的復(fù)合故障，故障之間互相幫合，就會(huì)影響到故障診斷的精確性。因此這種在強(qiáng)噪音下、復(fù)合故障診斷是機(jī)械故障診斷中的難點(diǎn)。本文對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行診斷與預(yù)測(cè)方法及其應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的意義，以期為同行業(yè)工作人員提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)機(jī)械；故障診斷；預(yù)測(cè)方法；應(yīng)用

一、旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些常態(tài)信號(hào)，對(duì)機(jī)械運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)的診斷預(yù)測(cè)出機(jī)械運(yùn)行將會(huì)產(chǎn)生的故障。旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱、噪音以及振動(dòng)，這些因素參數(shù)的改變就預(yù)示著機(jī)械的故障情況、通過(guò)對(duì)這些信號(hào)的掌握就能夠順藤摸瓜地找出故障產(chǎn)生的原因，并對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)。除此之外，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的部件磨損以及生產(chǎn)狀況等因素都能夠?yàn)闄C(jī)械故障診斷提供參數(shù)。通過(guò)連續(xù)性、周期性地跟蹤記錄旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械作業(yè)中故障發(fā)生全過(guò)程的參數(shù)記錄，可以有充足時(shí)間進(jìn)行故障問(wèn)題的處理，通過(guò)周期性監(jiān)測(cè)測(cè)量所得參數(shù)對(duì)比正常運(yùn)行下的測(cè)量數(shù)據(jù)，從而得出旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障所在，節(jié)省了維修時(shí)間的同時(shí)，使旋轉(zhuǎn)機(jī)械得到了更好的維護(hù)。

二、旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行中都會(huì)存在一定的振動(dòng)，其振動(dòng)大小是有合理范圍約束的，如果機(jī)械運(yùn)行振動(dòng)過(guò)大，就會(huì)造成旋轉(zhuǎn)機(jī)械作業(yè)精度降低，增加機(jī)械部件磨損，從而降低機(jī)械的使用壽命。本文通過(guò)分析旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷以及預(yù)測(cè)方法的具體應(yīng)用。

（一）振動(dòng)測(cè)量

以前對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)需要通過(guò)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)產(chǎn)生的聲音信號(hào)來(lái)進(jìn)行判斷機(jī)械是否存在故障，工作人員通過(guò)對(duì)比所聽(tīng)到的振動(dòng)聲音是否有異于正常狀態(tài)下的振動(dòng)聲音來(lái)判斷是否需要停止旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的日益提高，人們已經(jīng)探索出了更為準(zhǔn)確的診斷方法，那就是使用專門(mén)的測(cè)量?jī)x器來(lái)代替人工經(jīng)驗(yàn)更加精準(zhǔn)的進(jìn)行判斷。測(cè)量?jī)x器會(huì)將收集的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)頻譜分析儀作快速傅里葉變換，經(jīng)過(guò)一系列的圖表化參數(shù)呈現(xiàn)將問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)化，從而使變化結(jié)果一目了然，使工作人員對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械中存在的故障能夠更為有效地把握。

（二）振動(dòng)傳感器的選擇應(yīng)用

對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行故障診斷與預(yù)測(cè)需要借助于測(cè)量振動(dòng)的傳感器，它包括加速度、速度和位移傳感器三種。三種傳感器通過(guò)不同的工作原理來(lái)進(jìn)行具體振動(dòng)分析，在測(cè)試過(guò)程中，面對(duì)不同的振動(dòng)條件，所采用的傳感器也不同。當(dāng)被測(cè)的機(jī)械振動(dòng)頻率比較低的時(shí)候，振動(dòng)位移量較大時(shí)就比較容易觸發(fā)位移傳感器。當(dāng)被測(cè)機(jī)械振動(dòng)頻率較高，所造成的沖擊量比較大時(shí)就比較容易觸發(fā)加速度傳感器，所以在進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量的時(shí)候要選擇對(duì)應(yīng)的振動(dòng)傳感器，這樣才會(huì)取得更為準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

三、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的預(yù)測(cè)方法及其應(yīng)用

在對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障振動(dòng)頻率的檢測(cè)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的振動(dòng)頻率，不同的振動(dòng)頻率又指向不同的故障源，所以，在對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)狀態(tài)分析以及故障診斷的時(shí)候要多多的進(jìn)行參數(shù)收集與整理，進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)，以便于針對(duì)多種故障進(jìn)行有效故障參數(shù)分析與診斷。旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行中產(chǎn)生故障問(wèn)題大多數(shù)是由轉(zhuǎn)子不平衡所導(dǎo)致的，所以在日常監(jiān)測(cè)工作中，要多針對(duì)機(jī)械不平衡進(jìn)行檢測(cè)

和分析，從而保障旋轉(zhuǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行。當(dāng)然隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行狀況可以進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)與診斷，做到提前預(yù)防，這樣就會(huì)大大提升對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的診斷效率，從而節(jié)省了企業(yè)成本，提高了作業(yè)效率。人工智能技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷與預(yù)測(cè)中的應(yīng)用具有重要的作用，尤其像專家診斷系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及知識(shí)工程等方面，都極大地發(fā)揮了其功能，提高了診斷的準(zhǔn)確性，并提升了維護(hù)效率。人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷與預(yù)測(cè)方法應(yīng)用的智能化和自動(dòng)化。故障診斷專家系統(tǒng)是由多種先進(jìn)技術(shù)共同組成的，它包括數(shù)據(jù)庫(kù)，人機(jī)交互界面，推理機(jī)等等組成，通過(guò)調(diào)用故障診斷的專家知識(shí)和推理進(jìn)行故障種類判斷，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)題的解決，這是一個(gè)智能且復(fù)雜的過(guò)程。

四、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，旋轉(zhuǎn)機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障往往會(huì)引發(fā)更多部件的損壞，導(dǎo)致后期修復(fù)困難，同時(shí)，在強(qiáng)噪音環(huán)境中檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障相對(duì)具有困難性，因此，本文對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷與預(yù)測(cè)方法及其應(yīng)用進(jìn)行了探究具有重要的意義。在對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行故障診斷以及預(yù)測(cè)時(shí)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)達(dá)到檢測(cè)目的，通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)診斷與預(yù)測(cè)的自動(dòng)化、智能化，使旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障能夠在萌芽階段得以發(fā)現(xiàn)，有效提升了旋轉(zhuǎn)機(jī)械維護(hù)效率，延長(zhǎng)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械的使用壽命，節(jié)省了企業(yè)投入成本，從而使生產(chǎn)廠家的效益得到了更大的提升。

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