機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的常用方法及其發(fā)展趨勢

摘?要：在現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)加工中離不開機(jī)械設(shè)備的支持，但是機(jī)械設(shè)備經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，不可避免的會(huì)發(fā)生故障，尤其是齒輪、軸承等部位，因此必須要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障診斷和監(jiān)測，從而做好維修和維護(hù)工作，避免給機(jī)械生產(chǎn)造成影響，也能夠保證操作人員的安全，本文對機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的常用方法進(jìn)行了分析，并且對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備;故障診斷與監(jiān)測;方法;發(fā)展

目前，機(jī)械設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測已經(jīng)成為企業(yè)設(shè)備管理的重要內(nèi)容，通過對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程的監(jiān)測能夠有效的分析設(shè)備的運(yùn)行狀況，預(yù)測可能會(huì)發(fā)生的故障隱患，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并處理問題，在降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用的同時(shí)保證了機(jī)械設(shè)備的正常生產(chǎn)，隨著機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能等逐漸得到了應(yīng)用，因此機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測勢必要朝著智能化、自動(dòng)化、科學(xué)化的方向發(fā)展。

一、機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的常用方法

（一）直接觀察監(jiān)測

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備故障診斷中，直接觀察監(jiān)測是一種技術(shù)人員經(jīng)常使用的方法，在機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員用眼睛看、用耳朵聽，并結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)和對設(shè)備的了解判斷設(shè)備故障，但是隨著機(jī)械設(shè)備的大型化和精細(xì)化發(fā)展，這種監(jiān)測方法已經(jīng)不適用了。

（二）振動(dòng)監(jiān)測診斷

目前首選的監(jiān)測方法主要是振動(dòng)監(jiān)測診斷技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的振動(dòng)參數(shù)和振動(dòng)特點(diǎn)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障類型進(jìn)行預(yù)測和探究，這種方法的優(yōu)勢主要在于操作簡便、形象準(zhǔn)確，而且振動(dòng)參數(shù)多維化，投入的成本也不高。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，通常情況下要選擇一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，例如最容易發(fā)生問題的點(diǎn)以及靠近核心診斷的點(diǎn)，然后通過對速度、加速度、位移等參數(shù)進(jìn)行測量，真實(shí)、客觀的反映出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的情況，在關(guān)鍵點(diǎn)采集機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀況信息之后，將其輸送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將模擬信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)信息，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，通過頻譜的形式呈現(xiàn)出來，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的判斷[1]。

（三）紅外測溫診斷

所謂紅外測溫診斷技術(shù)就是利用機(jī)械設(shè)備的溫度情況進(jìn)行監(jiān)測診斷的技術(shù)，對機(jī)械設(shè)備的各個(gè)部位的溫度以及變化情況進(jìn)行測量和判斷分析，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)其中存在的故障，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的排煙管堵塞、零件出現(xiàn)磨損、部分電器燒毀、液壓系統(tǒng)油液性能都會(huì)引起機(jī)械設(shè)備相應(yīng)部位溫度升高，溫度監(jiān)測是機(jī)械設(shè)備監(jiān)測的一種重要方式。要進(jìn)行溫度監(jiān)測就要有精確的測溫儀器，對于普通的溫度傳感器來說，所測得的溫度數(shù)值不夠精確，再加上很多機(jī)械設(shè)備需要露天作業(yè)，因此監(jiān)測系統(tǒng)非常容易受到外界環(huán)境的影響，而紅外測溫儀能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離的遙控測溫，除此之外還能夠?qū)λ鶞y得的信息進(jìn)行處理分析和判斷，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和補(bǔ)償，準(zhǔn)確的給出機(jī)械設(shè)備的工作溫度，與此同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)與計(jì)算機(jī)之間的信息連接，因此紅外測溫診斷技術(shù)有效的發(fā)揮出了測溫診斷的作用[2]。

（四）油液光譜分析

一般情況下，如果機(jī)械設(shè)備的潤滑工作不到位，就有可能造成設(shè)備發(fā)生故障，所以杜宇一些有液壓和潤滑系統(tǒng)的設(shè)備，油液光譜分析也是一種機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的方法，通過光譜分析和潤滑油中的細(xì)小顆粒就能夠判斷為何會(huì)發(fā)生機(jī)械設(shè)備故障。

二、機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測技術(shù)得到了很大的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)備故障診斷的方法也更加的多樣化，在未來的發(fā)展中勢必要融入很多新技術(shù)，例如信息融合技術(shù)、智能決策算法、網(wǎng)絡(luò)集成資源和容錯(cuò)控制等等。

（一）信息融合技術(shù)

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)要求不斷提高，要求更加全面的了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，所以要對設(shè)備進(jìn)行全方位、多角度的監(jiān)測。因此，采用多個(gè)傳感器，在設(shè)備的關(guān)鍵點(diǎn)同時(shí)對各種參數(shù)進(jìn)行極愛內(nèi)測，并且應(yīng)用信息融合的方法，對采集的信號(hào)進(jìn)行處理，從而得到更加可靠的故障信號(hào)，例如傅里葉變換和小波變換處理方式的應(yīng)用，使故障特征分析技術(shù)出現(xiàn)了突破性的進(jìn)展[3]。

（二）智能決策算法

近年來人工智能技術(shù)得到了快速的發(fā)展，因此在機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測上也可以應(yīng)用人工智能控制的核心算法，例如遺傳算法、模糊控制、粗糙集理論等智能決策算法在故障診斷中具有非常大的優(yōu)勢，首先模糊理論的應(yīng)用比較方便，只需要建立合適的模糊矩陣和隸屬函數(shù)就能夠準(zhǔn)確的判斷問題，節(jié)省了大量的時(shí)間;其次利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷故障便于準(zhǔn)確的處理繁雜的信息;再次遺傳算法的應(yīng)用能夠同時(shí)處理多個(gè)問題，在寬泛查找問題方面效率很高;最后如果信息不全，或者精度不夠，粗糙理論能夠在數(shù)據(jù)缺失的情況下診斷故障。

（三）網(wǎng)絡(luò)集成資源

近年來，局域網(wǎng)發(fā)展迅速，而且在工業(yè)控制方面起到了很大的作用，尤其是在信息的收集和分析方面展現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢。因此在未來的機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測上，利用局域網(wǎng)技術(shù)，將信號(hào)監(jiān)測設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接起來，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力能夠使故障診斷分析更加準(zhǔn)確、迅速，也能夠確保機(jī)械設(shè)備更加穩(wěn)定的運(yùn)行。

（四）容錯(cuò)控制

容錯(cuò)控制是工業(yè)自動(dòng)控制發(fā)展的重要方向，能夠不斷改進(jìn)和提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中自我故障處理能力，及時(shí)系統(tǒng)發(fā)生了故障，也能夠滿足機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行需要，繼續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，要想實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的容錯(cuò)控制，首先就要有充足的設(shè)計(jì)方法，或是在機(jī)械設(shè)備裝置設(shè)計(jì)過程中設(shè)置自我補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，或是設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)能夠自我調(diào)節(jié)。

三、結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測在現(xiàn)代工業(yè)中有著舉足輕重的重要作用，在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測中，方法有很多，但是無論是哪一種方法都有一定的局限性，因此在未來的發(fā)展過程中必須要進(jìn)行更加深入的研究，不斷的優(yōu)化和完善方法，在現(xiàn)代信息技術(shù)的推動(dòng)下，機(jī)械設(shè)備故障與診斷技術(shù)的數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化程度必然會(huì)不斷提高，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率也會(huì)越來越高，對于企業(yè)設(shè)備管理水平的提高有很大幫助，也更加有利于現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王光宇.機(jī)械故障診斷與監(jiān)測方法的研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2018，（24）：379.

[2]車立志，劉倩婧.機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)研究[J].煤礦機(jī)械，2016，37（3）：3-5.

[3]杜陽.機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究[J].環(huán)球市場，2016，（10）：172.

作者簡介：魏天友（1973-），男，漢族，河北承德人，本科，機(jī)械工程師，研究方向：機(jī)械。