董錚

摘 要：機(jī)械診斷作為一門(mén)新興的學(xué)科，其特點(diǎn)體現(xiàn)在將理論研究與實(shí)踐工作有機(jī)地結(jié)合到一起，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展已經(jīng)成熟，信號(hào)獲得與傳感技術(shù)，信號(hào)處理及診斷方式，征兆聯(lián)系與故障機(jī)理等方面都已經(jīng)形成了完整的理論體系，并且在實(shí)際工作中大規(guī)模的應(yīng)用。但同時(shí)學(xué)科也有不足的地方，隨著技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)環(huán)境在不斷的變化，學(xué)科需要適應(yīng)社會(huì)環(huán)境，不斷創(chuàng)新發(fā)展，從而更好地為社會(huì)實(shí)踐服務(wù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械故障診斷 基礎(chǔ)研究 分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（b）-0021-02

機(jī)械故障診斷技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，診斷設(shè)備在連續(xù)運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)，從而確保設(shè)備能夠處于正常的工作狀態(tài)。該學(xué)科將理論研究工作與社會(huì)實(shí)踐緊密的結(jié)合到一起，對(duì)于確保設(shè)備正常運(yùn)行發(fā)揮了重要的作用。設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中一旦出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)對(duì)企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的時(shí)候可能導(dǎo)致人員傷亡。如果能夠在設(shè)備工作的過(guò)程中通過(guò)對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與識(shí)別從而發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的問(wèn)題，并且通過(guò)相應(yīng)的方法予以解決，那么就能夠避免問(wèn)題出現(xiàn)，從而使企業(yè)受到的損失最小化。

1 機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)研究工作現(xiàn)狀

自從故障診斷技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，在世界應(yīng)用的范圍十分廣泛，并且在應(yīng)用的過(guò)程中不斷地完善發(fā)展，科研人員通過(guò)對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的研究與觀察從而使其不斷進(jìn)步，在保障企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益方面發(fā)揮了重要的作用。

從傳感技術(shù)與信號(hào)獲得方面來(lái)分析，信號(hào)獲得與傳感技術(shù)的先進(jìn)性與可靠性，是故障診斷工作開(kāi)展的前提，早期美國(guó)科學(xué)家通過(guò)對(duì)多次事故進(jìn)行分析，并總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)，從而得到了振動(dòng)分析結(jié)果，并基于此編寫(xiě)了振動(dòng)分析征兆一般性規(guī)律，被研究人員廣泛引用。在后期發(fā)展的過(guò)程中，美國(guó)科學(xué)家著重論述了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控研究相關(guān)內(nèi)容，使傳感內(nèi)容受到廣泛關(guān)注，之后各國(guó)科學(xué)家就傳感技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究，其中獲得顯著成果的是復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感。

從故障的機(jī)理與征兆方面分析，明白在故障出現(xiàn)的原因及其具體的表現(xiàn)形式，是診斷工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。美國(guó)、日本、德國(guó)科學(xué)家在此方面均進(jìn)行了相應(yīng)的研究，并獲得了一定的成果。我國(guó)科學(xué)家在此方面也開(kāi)展了相關(guān)研究，并且取得了一定成果。

從診斷的方法與信號(hào)處理方面來(lái)分析，機(jī)械故障進(jìn)行診斷，其中一個(gè)必要的條件就是從信號(hào)中提取故障征兆。加拿大研究人員通過(guò)長(zhǎng)期的工作研究提出了關(guān)于故障診斷與處理工作的相關(guān)論述，馬來(lái)西亞研究人員則總結(jié)了轉(zhuǎn)子常見(jiàn)的故障類(lèi)型，就故障動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的方法與信號(hào)處理采用方法的特點(diǎn)及原理進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)轉(zhuǎn)子故障處理工作的各項(xiàng)研究成果進(jìn)行了總結(jié)。美國(guó)研究人員則在機(jī)床壽命預(yù)測(cè)與制造工作方面提出了新的思路。

從智能診斷與決策分析工作方面來(lái)看，對(duì)故障進(jìn)行智能診斷是通過(guò)對(duì)人的思維進(jìn)行模擬，從而進(jìn)行的推理過(guò)程。通過(guò)對(duì)診斷信息獲得、傳遞及處理，模擬人類(lèi)專(zhuān)家對(duì)對(duì)象運(yùn)行的狀態(tài)及故障進(jìn)行判斷與決策，其特點(diǎn)體現(xiàn)在智能化與靈活化。智能診斷具備了學(xué)習(xí)功能，同時(shí)能夠自動(dòng)獲得診斷信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的實(shí)時(shí)診斷。對(duì)于復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)而言，應(yīng)用智能診斷技術(shù)，是故障診斷工作能否得以順利完成的關(guān)鍵。我國(guó)研究人員就故障診斷工作支持矢量機(jī)理論進(jìn)行的研究，澳大利亞研究人員就旋轉(zhuǎn)機(jī)械相關(guān)診斷技術(shù)做了詳細(xì)說(shuō)明，并且強(qiáng)調(diào)了研究工作需要結(jié)合到真實(shí)的工作。美國(guó)研究人員在基金會(huì)的資助下成立了研究組織，對(duì)設(shè)備性能衰退及預(yù)測(cè)性的維護(hù)方法進(jìn)行了研究。

2 機(jī)構(gòu)診斷基礎(chǔ)研究工作存在的問(wèn)題

2.1 故障機(jī)理研究存在不足

故障機(jī)理對(duì)試驗(yàn)或者是理論進(jìn)行分析，得到反映設(shè)備故障的參數(shù)及信號(hào)，研究工作的具體過(guò)程包括以下內(nèi)容：需要找出研究對(duì)象的物理特點(diǎn)，并且依據(jù)其物理特點(diǎn)建立模型，通過(guò)仿真研究工作的進(jìn)行獲得其響應(yīng)特征，結(jié)合到具體的實(shí)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行持續(xù)修正，從而獲得故障的征兆。這一過(guò)程是研究故障征兆與機(jī)理的有效手段，同時(shí)也是診斷技術(shù)的依據(jù)與基礎(chǔ)。通常情況下要獲以故障設(shè)備或者是系統(tǒng)的全面數(shù)據(jù)難度較大，而通過(guò)仿真研究則能夠?qū)收线M(jìn)行識(shí)別及預(yù)知，避免在工作的過(guò)程中出現(xiàn)漏診與誤診。并且現(xiàn)有的研究工作對(duì)于故障的機(jī)理研究沒(méi)有予以足夠重視，故障特性通常是采用了已有的研究成果。

2.2 故障診斷的方法有限

對(duì)故障診斷需要先獲得關(guān)于故障的信號(hào)，之后從信號(hào)中提取有關(guān)于故障的信息，并獲得與故障有關(guān)的征兆。但是實(shí)踐工作證明了，不同機(jī)械故障的信號(hào)具體表現(xiàn)形式是不同的，并且故障診斷工作的方法也是多樣的。在信號(hào)處理與信息獲得方面存在一定的難度。而對(duì)于早期故障與微弱、復(fù)合性故障在診斷方面止還存在某些方面不足。系統(tǒng)故障通常是多項(xiàng)因素共同作用的結(jié)果，而單一的方法難以達(dá)到有效的處理效果。

2.3 智能診斷系統(tǒng)薄弱

設(shè)備向著大型化、高速化、智能化、自動(dòng)化與復(fù)雜化方向發(fā)展，需要將新形式下新的診斷方法融于其中，而不同智能診斷方法對(duì)應(yīng)用于某一對(duì)象，它是既有優(yōu)點(diǎn)也有不足，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在樣本獲取方面就存在一定的難度?，F(xiàn)有方法診斷能力較弱，并且需要滿(mǎn)足一定的條件，要實(shí)現(xiàn)診斷方法的效果就需要將不同的方式結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

3 機(jī)械故障研究發(fā)展趨勢(shì)

診斷技術(shù)與科學(xué)技術(shù)融合其未來(lái)發(fā)展的方向，機(jī)械設(shè)備發(fā)展向著精密化、智能化方向發(fā)展，診斷技術(shù)為了更好地應(yīng)用于工作實(shí)踐就要符合機(jī)械設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)。比如：與激光測(cè)試技術(shù)相結(jié)合，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用故障診斷與振動(dòng)測(cè)量，并取得了一定的成果。與信號(hào)處理的最新方法相結(jié)合，技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)信號(hào)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，比如：弗利葉變換。將診斷技術(shù)與非線(xiàn)性方法及原理融合，設(shè)備在出現(xiàn)故障時(shí)通常表現(xiàn)出的是非線(xiàn)性的特征，比如：機(jī)械轉(zhuǎn)子受到不平衡外力作用從而產(chǎn)生的非線(xiàn)性振動(dòng)。將診斷技術(shù)與傳感技術(shù)融合?，F(xiàn)代的生產(chǎn)環(huán)境需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行多角度與全方位了解。在診斷故障時(shí)，可利用數(shù)量不等的傳感器對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，并采用合適的方法對(duì)信息進(jìn)行加工處理，比如：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。將診斷技術(shù)與智能方法結(jié)合到一起，后者包括了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，專(zhuān)家系統(tǒng)，模糊邏輯等。智能方法在現(xiàn)代化生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著技術(shù)的發(fā)展，會(huì)更加的成熟。

4 結(jié)語(yǔ)

設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)生故障是難以避免的，但是可以通過(guò)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用提前發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，從而采取相應(yīng)的辦法解決問(wèn)題，避免對(duì)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，管理工作的重點(diǎn)從事后故障處理轉(zhuǎn)移到故障預(yù)防。而設(shè)備診斷技術(shù)應(yīng)用于工作實(shí)踐中則正好能夠解決此問(wèn)題，隨著研究工作的開(kāi)展及技術(shù)不斷成熟，診斷技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)揮的作用將會(huì)更加的明顯，從而使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到保障。

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