工程机械设备故障科学诊断研究

蒋小浩

摘要：故障诊断技术研究需要多学科、多领域的融合，需要经过故障机理分析、信号采集处理、数据分析以及诊断决策推理等一系列理论和实践成果的验证。快速判断出故障的成因，从而为故障快速处理提供详实、可靠的依据，避免了故障问题扩大造成的损失。

关键词：机械设备；故障诊断；方法

在工程机械设备进行故障分析和诊断的过程中，相关的技术人员要注重一定的方法和策略，在理论上已经初始形成了较完整的学科体系步骤，一点点形成以油样分析、振动诊断、无损检测探伤和温度监测为主，同时很多新的技术和方法也逐渐形成体系的发展局面。本文立足于在道路工程机械管理中发现的各种故障情况，根据现有的技术水平和经验，进行了比较系统的分析思考，形成了相对完整的设备故障诊断的方法和手段，方便同行学习讨论。

一、工程机械设备故障诊断诊断

为了提高工作效率，管理人员要加强机械设备管理操控的技术宣传和管理经验的教学，充分调动员工的积极性，在检查时不能偷工减料，要本分负责，一旦检查出任何器械设备存在质量问题，要及时向有关负责人报告和提案，让高技术的专业人才进行器械和设备的更换和维修，避免出现安全事故，带来不必要的经济损失。

工程机械设备故障诊断诊断（简称FD）始于对工程机械设备的故障进行诊断，其全称则是状态监测与故障诊断（CMFD）。主要包含了两个方面，第一是在对各项设备的故障进行诊断与分析；第二是对设备的运行进行状态监测。随着计算机软硬件技术的发展，促进了信号分析与处理技术的飞跃跨步，推向了机械故障诊断和监测技术朝信息化、实用化和科学化路线发展。

二、常用的机械设备故障科学诊断方法分析

    1、系统故障原因结构图。通过结构图对系统故障造成的原因，做出从整体到部分的按树状依次的细致划分。故障树则表示出系统或者设备上的不理想事件和指定设备之间的逻辑结构图，同时好包含了它的各个部件和各个子系统之间的逻辑结构图，该方法称之为图形演绎法。故障图表则是由造成故障的各项因素与系统中的故障这两者相互绘制而成，而这样就可以很直观的反、反映出了系统、元部件、因素、故障以及其他因素之间的相互关系，并且可以定量的计算出故障的程度、故障的原因和故障的概率等。

2、简易震动诊断技术。此类技术的应用形式主要分为在线与离线两类。一旦发现设备在运行过程中出现异常情况，或高于标准功率进行作业，便能够通过显示相应的数据信息进行预警提示，或直接终止设备运行。在具体应用中，应结合检点及监视技术的综合应用，通过监测人员及仪器完成对设备异常的浅层次初判，同时结合精密的监测装置对设备的运行状态进行有效、实时的监测。应用该技术对设备异常进行实时监测，可在异常发生之初便能够有所反应，根据发生时间的判断采取可行的干预措施，并对确定故障位置进行切断隔离，最大限度降低异常情况的负面影响。

3、温度检测及红外诊断技术。体现设备运行状态的一项重要且明显的指标便是温度。机械正常运转状态的温度是恒定的，只有在出现异常时才会显现出温度的变化，因此温度的非常规变化也是维护人员判断故障的一项重要提示信息。为了促进机器保持良好的运行状态，负责监测与维护的人员通常借助温度感应设备，对机械不同位置进行温度监测，根据具体的数据信息判断机械不同位置的运转情况，判断是否出现磨损及材料方面的问题，从而优化机械工作状态，提高其性能。实践证明，通过对机械运行过程中温度的判断来实施异常情况的排查，这种做法在行业监测工作中的应用率达半数以上，可见其实用性较强。此外，通过红外线对设备表面进行扫描检测的方式也较为常见，扫描后会得出相应的数据信息，技术人员通过分析数据确认故障情况，并对异常情况的后续发展进行预判。

4、噪声监测与诊断。机械设备在运行时，除了振动之外，还会产生一定的噪声，通过对噪声的监测，可以为故障诊断提供依据。对于声音而言，声强和声压是较为重要的参数，同时，这两个参数也是噪声测量的主要对象。近年来，随着科学技术水平的不断提升，使得FFT（快速傅里叶变换）分析仪，在机械噪声监测中得到广泛应用。不仅如此，双话筒互谱技术在声强测量中也得到一定的应用，由此不但提高了检测速度，还确保了检测结果的准确性。在机械设备运行现场，对噪声进行测量时，可以借助声级计，该仪器最为突出的特点是能够直接测得声压级。在对机械设备运行中产生的噪声进行测量后，根据所得的结果，便可对机械故障的部位及其程度进行确定。当机械设备运行时发出噪声，便可通过噪声监测与诊断技术，对机械设备的故障进行诊断，从而为故障维修提供依据。

5、无损检测技术。主要是借由物理介质手段，通过机械设备对磁、光、声等介质的定向反馈原理，在保障设备机体性能不受到影响的基础下，对介质信息进行科学评价，针对反馈的信号进行数据转化。无损检测技术是整合了物理学、人工智能学、工程学等学科，其兼具了覆盖范围全面、作用原理稳定、实时反馈高效等优势，现阶段，应用较为广泛的技术有渗透检测、超声检测等。

6、智能监测与诊断。从目前的总体情况来看，智能监测是机械设备故障诊断最为先进的技术之一，可将该技术用于旋转机械的故障诊断当中，借助设置在现场的数据采集装置，能够对机械设备的运行参数进行实时采集，经通信网络传给智能监测系统，系统则会根据这些参数对机械设备当前的运行状态进行分析。通过智能监测系统的运用，可以在机械运行状态异常时，发出报警提示，并对相关数据进行分析，判断出故障的成因，从而为故障快速处理提供详实、可靠的依据，避免了故障问题扩大造成的损失。

7、油液分析技术。油液分析技术在工业机械设备诊断预判中也较为常用，通过油液分析技术可以检测到机体内部各个零件运转的状况，对于机体内零件腐蚀磨损程度有一定的检验作用。一般而言，机械设备机体内部的零件磨损是时有现象，借由油液分析技术能够有效探寻到磨损节点，针对磨损的程度拟定设备零件的更换周期。

8、机械设备使用故障与保养。多数机械设备故障都产生在运行过程中。由于线路老化、零件磨损与消耗等问题，将会使机械设备无法进行正常工作，因此需要不断更换零件，注意对机械设备进行日常的维护及保养，在机械设备使用寿命的后期阶段是故障的高发期，如果不对机械设备进行日常的维护保养、实时监控，再加上随着设备的老化、性能降低等因素，很容易出现机械设备直接报废，无法进行正常的生产。

结束语

随着工程机械设备的日趋复杂，故障发生概率和故障特征信号提取难度必将大幅提高，要深入探索和研究故障诊断的决策理论及方法，以提出能够适应不同系统的故障特征提取方法和诊断决策理论，进而向容错控制方向发展，以保障复杂机械设备的高效运行。同时设备使用单位要高度重视对相关工作人员的培训，帮助受训人员往全能方向发展，充分了解设备的各个部分，即使负责的不是这部分，也能对出现的问题进行简单的处理，保证设备的使用性能；要优化润滑技术，优化润滑技术，降低磨损对设备的损伤，大大降低故障的发生率。

参考文献

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