李雪梅

摘 要：往復(fù)式壓縮機(jī)作為一種通用的重要機(jī)械在工業(yè)上有較為廣泛的應(yīng)用，然而在故障診斷方面較復(fù)雜，因此在故障診斷技術(shù)方面的研究一直都受到各界的廣泛關(guān)注。文章主要闡述了往復(fù)壓縮機(jī)現(xiàn)階段的診斷技術(shù)并對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)中常見(jiàn)的故障和機(jī)理進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了研究技術(shù)的難點(diǎn)以及今后發(fā)展的主要方向，希望對(duì)該方面的研究有所裨益。

關(guān)鍵詞：往復(fù)壓縮機(jī)；故障診斷；研究

前言

目前，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工廠的許多機(jī)械設(shè)備等都向著自動(dòng)化的目標(biāo)發(fā)展，帶來(lái)的問(wèn)題就是機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜化使一些零部件之間一環(huán)扣一環(huán)，聯(lián)系更加緊密。若是某一部分出現(xiàn)了故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行受阻，進(jìn)而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，更嚴(yán)重的會(huì)造成人員的傷亡。所以，機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行過(guò)程中，若是能夠及時(shí)正確的預(yù)報(bào)或是診斷出隱含的故障因素，能夠使壓縮機(jī)在保證完整的情況下檢查出出現(xiàn)故障的部件，進(jìn)而能夠防止事故的出現(xiàn)，能為企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀

每個(gè)企業(yè)在進(jìn)行往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)的選擇時(shí)，需要將每種技術(shù)實(shí)施過(guò)程中的可能性以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)的對(duì)比，必須要保證技術(shù)的科學(xué)合理才能進(jìn)行下一步實(shí)施，進(jìn)而挑選出最適合機(jī)械的故障診斷方法。

1.1 通過(guò)分析油液進(jìn)行故障診斷的技術(shù)

在往復(fù)壓縮機(jī)正常運(yùn)行的過(guò)程中，只要涉及到兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的面發(fā)生接觸就一定會(huì)引起磨損的現(xiàn)象。根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，運(yùn)行過(guò)程中的不同時(shí)間段，往復(fù)壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油會(huì)呈現(xiàn)出較大差異的衰敗長(zhǎng)度，磨損的微粒也會(huì)有明顯不同的特征，主要從形貌、大小、分布以及數(shù)量上有所體現(xiàn)。所以，在潤(rùn)滑油中對(duì)于往復(fù)壓縮機(jī)的相關(guān)信息都有所體現(xiàn)，進(jìn)行油液的分析故障診斷就是根據(jù)這一原理。收集觀察往復(fù)壓縮機(jī)所使用的潤(rùn)滑油，再通過(guò)各種不同的檢測(cè)措施，進(jìn)而分析潤(rùn)滑油的使用狀況以及是否攜帶或攜帶多少的磨損微粒等各項(xiàng)信息，能夠綜合評(píng)價(jià)出所使用的潤(rùn)滑油及設(shè)備放入磨損程度，相關(guān)的工作人員就能判斷出潛在的故障存在。這種故障分析方法的分析的對(duì)象是潤(rùn)滑油的磨損微粒與機(jī)械性能衰敗的信息，因此在實(shí)施此種故障診斷的技術(shù)之前首要的任務(wù)是對(duì)分析樣品的收集，再進(jìn)行檢測(cè)得到數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)分析所得數(shù)據(jù)判斷出故障的存在與否以及進(jìn)行預(yù)防的方案。由于這一技術(shù)的綜合性，要求往復(fù)壓縮機(jī)中的零部件都具有不同且明顯的特征，只有這樣才能保證診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 進(jìn)行參數(shù)測(cè)定的故障診斷技術(shù)

往復(fù)壓縮機(jī)內(nèi)的每一個(gè)部件都有顯著地不同，包括在零部件發(fā)生損壞之前和被破壞之后，所以需要借助于機(jī)器的測(cè)定來(lái)對(duì)零部件進(jìn)行性能的檢測(cè)，再將得到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，進(jìn)而得出有異常的數(shù)據(jù)，并確定往復(fù)壓縮機(jī)出現(xiàn)故障的位置，而且要根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)差異情況進(jìn)一步推斷出故障的下一步發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)機(jī)械進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，可供測(cè)量的對(duì)象是不固定的，所以每一次進(jìn)行測(cè)試得到的參數(shù)也是不同的，因此根據(jù)測(cè)試對(duì)象的不同主要采取兩種方式進(jìn)行診斷，即電力參數(shù)測(cè)定和熱力參數(shù)的測(cè)定。在對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)的故障診斷中，通常都選擇熱力參數(shù)的測(cè)定方法，因?yàn)檫@種方法能夠較大方面的檢測(cè)出往復(fù)壓縮機(jī)在熱力性能方面的故障。另外在進(jìn)行多級(jí)壓縮的過(guò)程中，需要根據(jù)溫度的變化和壓力的變化數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的診斷，得出出現(xiàn)故障的根本原因，這也是熱力參數(shù)測(cè)試方法的直接體現(xiàn)，然而這種方法的缺點(diǎn)是只能進(jìn)行粗略的判斷出故障出現(xiàn)的原因而不能具體化，要求技術(shù)人員能夠結(jié)合氣缸的溫度壓力信號(hào)以及功能圖進(jìn)行進(jìn)一步的考慮，從更深層次考慮出現(xiàn)故障的原因。

1.3對(duì)振動(dòng)情況進(jìn)行分析的故障診斷技術(shù)

在往復(fù)壓縮機(jī)運(yùn)行的條件下，往復(fù)壓縮機(jī)中的零件之間會(huì)產(chǎn)生作用力，進(jìn)而引發(fā)噪聲和振動(dòng)，若是零部件之間發(fā)生磨損，往復(fù)壓縮機(jī)的動(dòng)力學(xué)性能將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的改變。所以，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)外部的噪聲和振動(dòng)信號(hào)的進(jìn)行精確的測(cè)量，再根據(jù)測(cè)量的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)一步探討分析其內(nèi)部有可能出現(xiàn)的故障情況。然而在實(shí)際的操作中，噪聲會(huì)極易受到周圍環(huán)境的影響，因此正確的振動(dòng)數(shù)據(jù)要求保證故障的診斷技術(shù)獲得高度準(zhǔn)確性是關(guān)鍵因素。同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該通過(guò)獲取頻域以及時(shí)域的征兆進(jìn)行故障的精確診斷?；蛘吣軌蚴褂帽砀竦姆绞桨殉渥闱要?dú)特的振動(dòng)信號(hào)頻譜值輸入計(jì)算機(jī)中，并整理成為故障頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)，那么在診斷的時(shí)候，就可以將譜峰進(jìn)行對(duì)比分析，可以根據(jù)譜峰的高度變化和預(yù)測(cè)每種故障出現(xiàn)的根本原因，以及出現(xiàn)頻率及分布情況，將多種情況加以綜合就可以得出正確的診斷結(jié)果。然而，這種方法最大的缺點(diǎn)就是故障譜峰數(shù)據(jù)庫(kù)的制作需要花費(fèi)大量的人力物力來(lái)開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)。因此，在實(shí)際的操作中，需要經(jīng)常收集正常情況下某一組的時(shí)域信號(hào)，再與正常狀態(tài)下往復(fù)壓縮機(jī)的指標(biāo)進(jìn)行比較，若是測(cè)得的數(shù)值大于標(biāo)準(zhǔn)的極限指標(biāo)，那么就可以確定往復(fù)壓縮機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了故障，正處于異常運(yùn)行狀態(tài)。

2 往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)的展望

2.1 往復(fù)壓縮機(jī)機(jī)械的診斷技術(shù)要與設(shè)計(jì)及制造相結(jié)合發(fā)展

現(xiàn)階段，有許多的往復(fù)壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家，在進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造往復(fù)壓縮機(jī)時(shí)，沒(méi)有將診斷技術(shù)與設(shè)計(jì)及制造相結(jié)合發(fā)展。所以，在今后的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中考慮到故障診斷，如可以將光纖傳感器預(yù)先就埋在柴油機(jī)的內(nèi)部，能夠?yàn)橐院蟮臋C(jī)械診斷和維修提供較大的方便，進(jìn)而避免了由于間接的測(cè)量診斷而帶來(lái)的誤差，同時(shí)也能省去大量且復(fù)雜的數(shù)據(jù)信號(hào)處理的過(guò)程。

2.2 加強(qiáng)往復(fù)壓縮機(jī)中具有共性故障診斷方法的研究

在往復(fù)壓縮機(jī)故障的診斷過(guò)程中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知有些具有共性的故障出現(xiàn)，因此需要進(jìn)行系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，其基本的思路是：在不同的設(shè)備當(dāng)中，如果運(yùn)行的參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之間有相似部分的零部件，一般情況下故障的表現(xiàn)形式以及機(jī)理也具有相似性，因此信號(hào)的采集和處理的方法也基本相同。所以，針對(duì)某種零部件，只需要構(gòu)建一個(gè)診斷相似的模塊，就能實(shí)現(xiàn)在不同的設(shè)備中使用。這樣一來(lái)，建立好了不同零部件的故障診斷模塊，再遇到較為復(fù)雜的設(shè)備后，只需要將零部件進(jìn)行細(xì)化就能快速的診斷出系統(tǒng)存在的問(wèn)題。

2.3 將信息處理技術(shù)與分析技術(shù)的綜合應(yīng)用

技術(shù)人員應(yīng)該能夠充分的利用信號(hào)處理的技術(shù)，提高信息的分析能力，進(jìn)而增強(qiáng)模塊建立的識(shí)別能力。然而過(guò)去的最為典型的就是傅里葉變換信號(hào)處理技術(shù)，目前該方法的使用受到了多方面的限制，現(xiàn)階段已經(jīng)不能勝任機(jī)械故障的檢測(cè)，取而代之的是新興的時(shí)頻分析法，該方法將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用和充分的發(fā)展

2.4 往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷趨向智能化

目前，往復(fù)壓縮機(jī)在人工智能化故障診斷中，專家系統(tǒng)和神境網(wǎng)絡(luò)的研究方向上已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但是在往復(fù)壓縮機(jī)的故障診斷中仍然存在著許多亟需解決的問(wèn)題。人工智能化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)大規(guī)模的并列分布處理系統(tǒng)，而且具有很好的自學(xué)性和組織性，更重要的是能夠從故障中學(xué)習(xí)，進(jìn)而聯(lián)想記憶和功能匹配等模式，如果能進(jìn)一步利用好智能化技術(shù)，將會(huì)很好的解決技術(shù)人員解決不了的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

在今后往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)展的進(jìn)程中主要發(fā)展的趨勢(shì)是人工智能化以及計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)的分析等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)往復(fù)壓縮機(jī)的在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源的共享，進(jìn)一步提高故障診斷的準(zhǔn)確度，這也是往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)的一個(gè)創(chuàng)新之處。

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