机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势

机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势

钱坤

丰益高分子材料（连云港）有限公司

摘要：当前，我国正处于经济快速增长期，随着城市功能不断完善，各种工程项目不断开工，建设规模逐步扩大，大量的工程机械设备运用到辅助施工中，有效缩短了工程施工周期，进一步提升施工单位经济效益。但工程机械设备因为自身结构复杂，需要各种零部件相互配合才可以保证设备安全稳定运行。在具体施工中，由于工程进度要求紧，工程机械设备长期使用导致设备零部件磨损、老化严重，再加上容易受到外部环境因素的不良影响，常常因为零部件更换不及时，严重影响到设备的运行性能，如若机械设备出现故障，将延误工期，甚至酿成生产安全事故。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势提出了一些建议，仅供参考。

关键词：机械设备；故障分析；诊断技术；发展趋势

引言

现如今，机械设备产生故障对整体工作没有积极意义，这就需要工作人员做好维修养护工作，避免产生不必要的故障问题，造成企业的不必要损失。做好故障分析处理和日常养护工作，促进行业的高速发展，促进企业的综合竞争力得到提升。

1、机械设备故障分析

（1）频谱分析法。频谱分析法是将复杂的噪音信号转变为简单的信号，找出一个信号在不同频率下的信息进行处理。（2）相关分析法。相关分析法是两个或者多个处于同等位置的随机变量之间的关系的一种统计分析法。在机械故障诊断中能够多采用积差相关系数进行分析。（3）机械模型法。1）状态估计法。状态估计法是根据获得的数据估算出机械内部状态的一种方法，对于了解和控制系统具有重要意义。2）参数估计法。参数估计法是从总体参数中随机抽取样本进行分析，通过抽取的样本整体估计全部未知参数的过程。3）一致性检验法。一致性检验其实质就是要数据保持一致性。属于层次分析中成对比矩阵的一种检验方式。（4）人工智能法。1）专家系统法。专家系统法是借助于计算机的一种方法，其内部程序包含大量的领域专家的经验与知识水平，通过计算机最终得出领域的答案。2）故障树分析法。故障树分析法是自上而下的演绎式失效分析法，利用布林逻辑组合低阶事件，分析系统中不希望出现的状态。3）神经网络法。神经网络法是基于误差反向计算的一种计算方法，其由输入、输入、隐含层三层组成，其过程主要由正向传播和误差反向传播两部分组成。

2、机械设备诊断技术

科技水平的提高带来经济的迅速崛起,机械设备的应用领域不断扩大,通过结合电子技术,技术水平得以极大提升,大多数企业的机械设备正在逐步向大规模发展。机械设备的广泛使用对机械设备的性能提出了更高的要求,这促使机械设备在基本性能或加工精度方面不断优化改善。企业的高速发展使得机械设备使用量大大增加，同时机器故障诊断的问题也居高不下。为了更快地发现和排除隐患,保证机械的正常运转,针对不同的采矿机械要运用不同的故障诊断技术。一般来说,基于机械设备物理特性的故障诊断,可以有以下几种:（1）噪声诊断:根据作为检测目标的机械设备产生的噪音,内部声音和超声波,通过测量声音强度和压力来确.定设备的故障。（2）温度诊断:通过检测温度目标、温度场、温度辐射和热图像来测量温度源的温度。（3）强度诊断：使用应力、应变和扭矩作为感应目标，测量应力强度的大小。

3、机械设备影响因素

在使用机械设备的过程中,存在着诸多影响因素,常见因素包括:（1）外部环境的影响,包括机械生产和操作环境、操作者的熟练度、维护人员的水平等。（2）机械内部因素,包括设备内部组件质量、设备的负载和振动性能等。（3）在机械设备的制造和组装中,出现的潜在能量主要表现为机械能和热能的形式,当潜在能量到达临界值时,会损坏机械的内部组件,使其存在诸如磨损和变形之类的损坏,同时影响到整体的结构参数,机械设备的输出参数会发生变化,参数误差只会不断变大,当超过允许值时,会对机械造成重大损坏。只有通过大型维修才能恢复其功能和性能,重新进行工作。

4、工程机械设备日常维护与保养中的问题分析

4.1机械设备养护作业专业水平要求较高

在工程机械设备日常维护与保养中，由于机械设备功能多样、自动化程度高，机械结构复杂、操作流程繁琐，需要由专业技术知识的人员来进行维护保养工作。很多机械设备的一线作业人员往往重视学习生产操作流程，对设备维护和保养知识了解不充分，仅能按照设备使用说明书进行一些简单的维护保养操作，加之上级管理人员对工程进度要求紧，对设备维护保养工作的重视程度不够，没有配备专业的技术人员，也未制定科学有效的维护保养管理制度，容易导致工程机械设备维护和保养工作流于表面，缺乏实质性作用。这样机械设备在高强度作业下，很容易出现设备零部件磨损、老化严重等故障问题，缩短机械设备的使用寿命，降低机械设备产生的经济价值。

4.2工程机械设备维护和保养作业力度不足

工程建设活动需要大量机械设备辅助施工，而施工单位管理资质情况，很大程度上影响着施工质量。由于部分建设企业资质良莠不齐，多数时间和精力投入到经营生产方面，却忽视了设备维护保养工作的重要性，部分管理人员为了追求效益，盲目的压缩维护成本，设备必要的维护资金投入不足，导致设备磨损、老化问题严重，设备故障几率大大增加，严重情况下甚至会诱发安全事故。

5、机械故障发生的特点

机械故障发生的特点包括：机械故障的发生有着潜在性、多样性等特点，这就要求维修者要基于机械故障的特点，具体问题具体分析，根据不同的故障选用不同的维修方式。

6、机械设备故障的发展趋势

（1）大数据可靠性评价。机械在运行过程中产生大量的数据，数据形式呈现多样化，信号源分散等特点，其监测技术需要进一步改善。其未来发展建立大数据质量评价指标与标准体系，分析多源信号的数据规整算法，合理准确高效地利用大数据技术。（2）可视化技术。通过可视化技术，将大数据转化为可视化的内涵，使得机械故障能够通过直观表现出来。实现有效可靠的决策，推动机械故障智能新技术的发现。其未来发展研究交互与一体化的智能分析、预测以及最终的识别。（3）深度学习与数学方法综合机械故障识别。深度学习是处理大数据的一种有效技术，能够解决一些未解决的问题，同时兼顾数学方法，进行有效融合能够将丰富的大数据消息进行准确有效的识别。其未来发展是通过数学方法建立深度学习网络，建立机械多源不同构大数据的平台。（4）故障动态识别技术故障诊断是一个动态的、复杂的问题，特别是在井下复杂的地质条件下，其非线性问题必须得以解决，同时，故障准确分离，将是未来需要克服的一个关键问题。

结束语

综上所述，对于机械设备故障分析与诊断技术及发展趋势进行分析，机械设备故障的特点需要加强大数据可靠性评价，可视化技术，深度学习与数学方法综合机械故障识别，故障动态识别技术故障诊断，也需要加强日常的维修和保养，保证设备正常稳定的运行。

参考文献

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