許春園

摘要：機(jī)械設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位，不但關(guān)系到生產(chǎn)效率，而且還與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)。一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，輕則會影響產(chǎn)能，嚴(yán)重時可能造成停產(chǎn)。因此，對機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行快速診斷顯得尤為必要。基于此點，文章從機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的常見故障分析入手，論述了機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測方法。期望通過文本的研究能夠?qū)Υ龠M(jìn)機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測水平的提升和機(jī)械設(shè)備使用壽命的延長有所幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備;故障診斷;監(jiān)測方法

0? 引言

近年來，在科技水平不斷提升的推動下，使制造業(yè)得到快速發(fā)展，智能化制造技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，基于這一背景，機(jī)械設(shè)備的精密程度越來越高。與此同時，機(jī)械設(shè)備的運行環(huán)境日趨復(fù)雜化，設(shè)備故障幾率顯著增大，如果未能及時發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的故障問題，可能會造成機(jī)械設(shè)備整體性損壞的嚴(yán)重后果。為此，對機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行診斷和監(jiān)測顯得尤為必要。借此，下面就機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測方法展開分析探討。

1? 機(jī)械設(shè)備關(guān)鍵部件的常見故障

機(jī)械設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要組成部分之一，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到生產(chǎn)能效。機(jī)械設(shè)備是由各種零部件組合而成的裝置，這些零部件在長期的運轉(zhuǎn)過程中，難免會出現(xiàn)故障問題，由此會對機(jī)械設(shè)備的整體性能造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。下面對機(jī)械設(shè)備中關(guān)鍵部件的常見故障進(jìn)行分析。

1.1 滾動軸承故障

在機(jī)械設(shè)備中，滾動軸承是較為重要零部件，因該零部件的運轉(zhuǎn)頻率較高，從而使其成為機(jī)械設(shè)備的易損零件之一。當(dāng)滾動軸承損傷之后，一些故障便會隨之出現(xiàn)，導(dǎo)致滾動軸承損傷的原因有疲勞損傷、摩擦損傷、腐蝕損傷、斷裂等。

1.2 齒輪箱故障

在機(jī)械設(shè)備中，齒輪箱是應(yīng)用較為廣泛的部件之一，絕大部分機(jī)械設(shè)備都有齒輪箱。在機(jī)械運行過程中，齒輪箱內(nèi)的齒輪常常會出現(xiàn)劃痕、磨損、斷裂等問題，如果這些問題得不到及時有效地處理，則會導(dǎo)致齒輪箱

失效。

1.3 轉(zhuǎn)子故障

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中，轉(zhuǎn)子是核心部件，如果轉(zhuǎn)子故障，則會對機(jī)械設(shè)備的運行穩(wěn)定性造成影響。轉(zhuǎn)子常見的故障有不平衡、轉(zhuǎn)軸彎曲、不對中、連接松動等。

1.4 電動機(jī)故障

機(jī)械設(shè)備是由機(jī)械結(jié)構(gòu)和電動機(jī)兩部分組合而成，如果電動機(jī)故障，則會導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。電動機(jī)常見的故障有振動、異響、過熱、短路、空載損耗大、三相電流不平衡等。

2? 機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測方法

當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時，需要在最短的時間內(nèi)對故障進(jìn)行診斷，據(jù)此查明故障原因，從而為故障處理提供依據(jù)。

2.1 振動監(jiān)測與診斷

在對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的過程中，會遇到以下幾種振動：周期振動、隨機(jī)振動等，振動會產(chǎn)生一定的振幅，其代表的是振動的強(qiáng)度和能量，而頻率則是機(jī)械振動的主要特征。通過相應(yīng)的儀器，可以對機(jī)械設(shè)備的振動情況進(jìn)行監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上能夠快速完成故障診斷?？捎糜跈C(jī)械設(shè)備振動監(jiān)測的儀器有以下幾種：渦流式位移傳感器、磁電式速度傳感器以及壓電式加速度傳感器，其中壓電式加速度傳感器的靈敏度較高、頻率范圍寬、體積小，從而使其成為目前應(yīng)用較為廣泛的振動監(jiān)測儀器。除了傳感器之外，在機(jī)械設(shè)備振動監(jiān)測與故障診斷中，還需要使用分析儀器和故障診斷專家系統(tǒng)。利用振動監(jiān)測與診斷技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的滾動軸承故障、齒輪箱故障以及轉(zhuǎn)子故障進(jìn)行診斷。

2.2 噪聲監(jiān)測與診斷

機(jī)械設(shè)備在運行時，除了振動之外，還會產(chǎn)生一定的噪聲，通過對噪聲的監(jiān)測，可以為故障診斷提供依據(jù)。對于聲音而言，聲強(qiáng)和聲壓是較為重要的參數(shù)，同時，這兩個參數(shù)也是噪聲測量的主要對象。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，使得FFT（快速傅里葉變換）分析儀，在機(jī)械噪聲監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用。

不僅如此，雙話筒互譜技術(shù)在聲強(qiáng)測量中也得到一定的應(yīng)用，由此不但提高了檢測速度，還確保了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在機(jī)械設(shè)備運行現(xiàn)場，對噪聲進(jìn)行測量時，可以借助聲級計，該儀器最為突出的特點是能夠直接測得聲壓級。在對機(jī)械設(shè)備運行中產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行測量后，根據(jù)所得的結(jié)果，便可對機(jī)械故障的部位及其程度進(jìn)行確定。當(dāng)機(jī)械設(shè)備運行時發(fā)出噪聲，便可通過噪聲監(jiān)測與診斷技術(shù)，對機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷，從而為故障維修提供依據(jù)。

2.3 紅外測溫與診斷

機(jī)械設(shè)備在運行的過程中，設(shè)備本身的溫度會發(fā)生一定程度的變化，當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障后，此時的溫度變化幅度會顯著增大，通過紅外測溫，對機(jī)械設(shè)備的溫度變化情況進(jìn)行監(jiān)測，能夠提高故障診斷效率。目前，對機(jī)械設(shè)備的溫度變化進(jìn)行監(jiān)測時，常用的儀器為紅外線測溫儀，不同型號的紅外線測溫儀，可以檢測的物體表面溫度范圍有所區(qū)別，由于測溫儀不需要與機(jī)械設(shè)備相接觸，所以可以遠(yuǎn)距離完成溫度檢測。通過對紅外線測溫儀測得的結(jié)果進(jìn)行分析，便可對機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷。需要注意的是，紅外線測溫儀容易受到環(huán)境因素的影響，由此可能會導(dǎo)致測量結(jié)果的誤差增大，為避免這一問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償和修正，從而使測量誤差降至允許范圍之內(nèi)，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4 潤滑油磨粒監(jiān)測與診斷

機(jī)械設(shè)備在運行的過程中，部分零部件可能會因為磨損程度過于嚴(yán)重而導(dǎo)致失效。機(jī)械零件出現(xiàn)磨損時，會產(chǎn)生磨粒，其中隱含著大量與設(shè)備運行狀態(tài)有關(guān)的信息，通過對機(jī)械設(shè)備潤滑油中的磨損顆粒進(jìn)行監(jiān)測，并對其成分、形貌、尺寸等指標(biāo)進(jìn)行分析，可以判斷出機(jī)械設(shè)備的磨損程度，從而為故障診斷提供依據(jù)。由于機(jī)械設(shè)備的磨損狀態(tài)具有復(fù)雜性的特點，致使磨損顆粒的分析結(jié)果會受到一些因素的影響，如工況、運行環(huán)境等等，因此，需要對磨損顆粒進(jìn)行在線監(jiān)測，借助傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場采集到的信息傳給計算機(jī)系統(tǒng)，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.5 智能監(jiān)測與診斷

近年來，在AI（人工智能）技術(shù)快速發(fā)展的推動下，一些智能化的監(jiān)測與診斷系統(tǒng)隨之出現(xiàn)，這給機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，不僅提高了監(jiān)測效率，而且還使診斷結(jié)果更加準(zhǔn)確。因此，在機(jī)械設(shè)備故障診斷中，推廣應(yīng)用智能監(jiān)測系統(tǒng)尤為必要。

從目前的總體情況來看，智能監(jiān)測是機(jī)械設(shè)備故障診斷最為先進(jìn)的技術(shù)之一，可將該技術(shù)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷當(dāng)中，借助設(shè)置在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集裝置，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的運行參數(shù)進(jìn)行實時采集，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳給智能監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)則會根據(jù)這些參數(shù)對機(jī)械設(shè)備當(dāng)前的運行狀態(tài)進(jìn)行分析。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中，泵和齒輪傳動系統(tǒng)是較為重要的組成部分之一，這兩個部分在機(jī)械運行中，會出現(xiàn)不同程度的磨損，并且有時還會出現(xiàn)螺栓松動、軸對中偏移等現(xiàn)象，如果上述問題得不到及時有效地處理，將會逐步演變?yōu)楣收?。通過智能監(jiān)測系統(tǒng)的運用，可以在機(jī)械運行狀態(tài)異常時，發(fā)出報警提示，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷出故障的成因，從而為故障快速處理提供詳實、可靠的依據(jù)，避免了故障問題擴(kuò)大造成的損失。

2.6 超聲波無損監(jiān)測與診斷

超聲波探傷無損檢測是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，主要是利用超聲波的穿透性，對金屬材料內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢查。當(dāng)超聲波從金屬零件表面通入之后，在傳播的過程中，如果遇到缺陷便會產(chǎn)生反射波，其波形會顯示在液晶屏上，通過對波形的分析，能夠準(zhǔn)確診斷出機(jī)械零件中的缺陷位置及程度。超聲波探傷最為突出的特點是不會對零部件造成任何損傷，檢測速度快、準(zhǔn)確度高。正因如此，使得該技術(shù)在機(jī)械設(shè)備故障監(jiān)測與診斷中得到越來越廣泛的應(yīng)用。如，可以利用超聲波探傷對機(jī)械設(shè)備滾動軸承中的故障問題進(jìn)行快速檢測。

3? 結(jié)論

綜上所述，機(jī)械設(shè)備作為工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分之一，保證其穩(wěn)定、可靠運行尤為必要。然而由于機(jī)械設(shè)備的運行環(huán)境較為復(fù)雜，加之工作時間長，從而增大了故障發(fā)生幾率，一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，會對工業(yè)正常生產(chǎn)造成影響。所以，應(yīng)當(dāng)采取有效的方法，對機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測和診斷，從而為故障維修處理提供準(zhǔn)確依據(jù)。在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)加大對機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測技術(shù)的研究力度，除對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)開發(fā)一些新的技術(shù)，更好地為機(jī)械設(shè)備故障診斷服務(wù)。

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