机械设备故障规律及运行趋势预测方法综述

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种 故 障率 曲 线 如 图 所示 曲 线 显示 了恒 定 的 或 者 略增 的 故 障 率 接 着 就 是 磨
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损期
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显 示 了 缓慢增 长 的 故 障率 但没有 明显 的磨 损 期 曲线 显示 了 新设备从刚 出 厂
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曲线
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的低故 障率 急 剧 地 增 长 到 一 个恒 定 的 故 障率
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性 故 障 表 明 设备 丧 失 了 规 定 的性 能标 准 图 中 点 表示 性 能 已 经 恶 化 并 发 展 到 可识 别 的潜 在 故 障 的 程 度 可 能 是 表 明 金 属 疲 劳 的 一个袭纹 可 能 是 振 动 说 明 即 将 发 生 轴 承 故 障 等等 点 表示 潜在故 障 已 变 成 功 能 故 障 换 间隔 句 话说 它 已 质 变 到 损 坏 的 程 度 了 就 是从 潜 在故 障 的 显 露 到 转 变 为 功 能 性 故 障 的 时 间间 隔 各种故 障 的 ‘ 间 隔差别很大 可 由 几秒 到 好 几 年 突 发 故 障 的 ‘一 间 隔 就 很 短 较 长 的 间 隔 意 味 着 有 更 多 的 时 间 来 预 防 功 能 性故 障 的 发生 因 而 要 不断地 花 费 很 大 的 精 力 去寻找 潜 在 故 障 的 物 理参 数 为 采 取新 的 预防 技 术 避免 功 能性 故 障 争得 较 长 的 时 间
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对 于 一 个 具 有 某 种 规 律 的 信号 序 列 序 列 观 兔 测 值之 间 的 内 在 联 系 凝 聚 在 模 型 参 数
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之中
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当 模 型 参数 对
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确定后 便可 以
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儿 … 儿 , 对 设备 用 当 前 以 及 历史 观 测 值 的 未来 状 态 儿 进 行 预 测 例 如 若 对 某 随 机 信 号 序 列 建立 了 一个 模型 如 式所 示 那 么 序 列 的 预 报值 为
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曲线
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显 示 了 设备 整 个 寿命周 期 内 的 一 个 恒 定
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的故 障 率
曲线
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显示 开始有高 的初期故 障
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率 然后 急剧地 降低 到 一 个恒 定 的 或 者 是 增 长 极 为缓慢 的故 障率
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而 巩 则 为 预报误 差 显然 用 模型 进行趋势预测 时 要 满 足两 个 条 件 一 是 实 际 的 信 号 序 列 应 与 模 型 匹 配 所 幸 的 是 实 际工程 中 的 大 部 分 平 稳 随 机 信 号 都能 近 似 地 用 模 型 描 述 二是 模 型 参数必 须估计正 确 特征参数 的 回 归 拟 合 方 法 设 备 状 态 从 正 常 发 展 到 不 正 常 导 致故 障 发 的 过 程 称 为 劣 化过 程 劣 化 过 程 基 本 可 以 划 分 生 为 以 下 几种 类 型 比例 劣 比 型 劣 化程度 与 使用 时 间 成
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时 序模 型 预 测 方法 特征参数 回 归拟合方法 经 济大修模 型预测 方法 关键 词
力
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故 障 规律
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经济 大 修模 型
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题 机 械 设备 一 旦 发 生 故 障 所 造 成 的 经 济 损 失 是 十 分惊 人 的 而生产 过 程 的 现代 化对设 备 的 可 靠 性 设 备 维 修 与 更 换 的 经 济性 提 出 了 更 高 的 要 求 在 机 器设 备 的 维 修 体 系 中 预 防 性 定 期 维 修 和 转至 损 坏 再 维 修体 制 主 要 缺 陷 是 欠 维修 和 过 维修 并 存 其结 果 导 致 不 是设 备 带 病 工作 就 是设备 无病 诊 治 显然它 已 不 能 满 足 企业 精益 化生 产 方 式 的 要 求 取 而 代 之 的 是一 种 新 型 的 智 能 诊断 与 预 知 维 修 系 统 在智 能 维修 体 系 诊断 与 预 测 维 修 系 统 中 为 了 使设备 的 监 控 和 维 修 取 得 最 佳 经 济 技 术效 果 掌 握 机 械 设 备 的 故 障 规 律 并 对 其运 行 状 态 劣 化 趋 势 进 行 预 测 就显 得 非 常重要 机械 设 备 故 障 规 律 研 究 机械 设 备故 障规 律是 对 其运行状 态 趋 势 进行 预 测 的 基 础 对 于 制 定 维修对策 以 至 建 立 更 加 科 学 的 维 修 体 制 也 是 十 分 有 利 的 机 械 设 备在 使用 过 程 中 其性能或 状 态 随 着 使 用 时 间 的 推 移 而 逐 步 下 降 呈 现如 图 所 示 之 曲 线 很 多故 障 发 生 前 会 有 一 些 预 兆 这 就 是所谓 潜 在 故 障 其 可 识 别 的物 理参 数 表 明 一 种 功 能性 故 障 即 将 发生 功 能
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垃面件
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年第 期
机 械 议 备 故 津魏 肆 友 运 行 超 势 预 浏 方 孩 徐 述
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国 防科技 大学 机 电工 程 与 自动化 学 院 长沙
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摘
要
在分析 了机械设备故 障规 律 的基础 上 归纳总 结 了 实际 中 常用 的三 种 运 行状 态趋 势预 测 方 法
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针 对 故 障前 兆 实 施 状 态 修理 可 使 维 修 工 作 量 和 维 修费用 大 幅 度 的 降 低 实 现 少投 人 多 产 出 的 理 想 效果 机械 设备 运 行 趋 势 预 测 方 法 在状 态监 测 技 术 中 趋 势 预 测 主 要 用 于 估 计 故 障 的 传 播 发 展 并对 设 备 的 劣 化 趋 势 作 出 预 报 趋势 预 测 是事 故 预 防 和 进 行 无 破 坏 性 检测 的 重 要 手段 能 帮 助维修人 员 早 期 发 现 异 常 迅 速 查 明 故 障 原 因 预测故 障 影 响 从 而 有 针对 性 地 进 行 状 态 或 视 情 检修 延 长 检 修周 期 缩 短 检修 时 间 提 高 检 修 质 量 减 少 备件 贮 备 将 常 规 检 修次 数 减 少 到 最 少 并 在 最 有 利 的 时 间 进行 维 修 提 高 设 备 维 修 的 管理 水平 下 面就 已 有 的 趋 势 预 测 方 法 作 一 归 纳介绍 时序模 型预浏 方 法 状态 监 测 中 最 常 使 用 并 且 有 效 的 预 测 方 法 是利 用 时 序 模 型 进 行 状 态 预 测 时 序 分 析 主 要 是 指 采 用 参 数 模 型 对 观测 得 到 的 有 序 随 机 数 据 进行 分 析 的 一 种 处 理 方 法 时 序 模 型 反 映 了 不 “ 同 时刻 观 测 值 的 相 关 性 即 状 态 变 化 的 惯 性 这种 惯性 现 象实 际 上 反 映 了 设 备 运 行 状 态 的 变 化 趋势 如 果把 设备 某项 状 态 变 化 的 时 间 序 列 看 作 一 个 随机 序 列 而 将 已 有 的 观测 值 作 为 样 本 那 么 所 需 要 做 的 工 作就是 利 用 样 本数据建 立 时 序 模 。 叹笔陀 人 帕嗯 叭 , 砚笋 模 型 特 型 别是其 中 的 模 型 是 时 序 分析 中 最 基 本 的 也是实 际 应 用 最 广 的 参数模 型 模型 的一 般形 式为
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引言
机 械 设备 正 朝 着 大 型 化 连 续 化 高 速 化 精 密 化 系 统 化 和 自动 化 方 向 发 展 设 备 结 构 越 来 越 复 杂 给 设 备 管 理 与 维 修 工作 带 来 新 的 问
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