机械设备状态监测与故障诊断技术
机械设备状态监测与故障诊断技术
优点与局限性
温度监测技术具有简单 、直观和易于实现的优 点。然而，对于非热力 设备或低温设备，温度 变化可能不明显，需要
采用其他监测方法。
油液分析技术
总结词
油液分析技术是通过分析机械设备的润滑油或液 压油的成分和性能指标，从而判断设备运行状态 的一种方法。
适用范围
油液分析技术适用于各种类型的机械设备，特别 是润滑系统和液压系统，如轴承、齿轮和液压缸 等。
温度监测技术是通过测 量机械设备的温度变化 ，分析其特征参数，从 而判断设备运行状态的 一种方法。
详细描述
温度监测技术主要应用 于热力设备、电机和电 子设备的监测。通过测 量和分析温度信号的变 化趋势、波动幅度和温 差等参数，可以判断设
备的运行状态。
适用范围
温度监测技术适用于各 种类型的热力设备和电 子设备，如锅炉、汽轮 机、变压器和集成电路
技术应用前景
工业4.0
机械设备状态监测与故障诊断技术是工业4.0的重要组成部分，能 够提高生产效率和设备利用率，降低维护成本。
智能制造
在智能制造领域，该技术能够实现设备的远程监控和预测性维护， 提高制造过程的可靠性和效率。
航空航天领域
在航空航天领域，该技术对于保障飞行安全和提高飞行器寿命具有 重要意义。
机械设备状态监测与故障诊断 05 技术的挑战与未来发展
技术挑战
监测设备兼容性
不同品牌和型号的机械设备可能 需要特定的监测设备，导致监测
设备的兼容性成为一大挑战。
数据处理与分析
机械设备产生的数据量庞大，如何 高效地处理和分析这些数据以提取 有价值的信息是一个技术难题。
故障预测准确性
准确预测机械设备故障的发生时间 和部位是一个具有挑战性的任务， 需要不断优化算法和提高预测模型 的精度。
设备状态监测和设备故障诊断技术
设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。
机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。
具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。
主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。
其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。
如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。
诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。
1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。
2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。
设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。
它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。
第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。
回转机械设备的状态监测与故障诊断技术
第一章：点巡检系统构成及介绍
状态监测的意义
1.1、设备状态监测的意义
◆ 安全 ◆ 人员安全、设备安全、环境安全
◆ 效益 ◆ 保障运行、避免意外停机 ◆ 提高产能 ◆ 提高维修管理的工作效率
可靠性维修所获得的收益
• 来自客户的统计数据• 提高产量 (2-40%)
点巡检的区别
1) 周期和标准不同 2) 技术能力要求不同 3) 面与点的区别 4) 方式类同，程度不同： 计划和任务，根据五定原则（定点、定方法、定标准、定周期、定人） 点检要求更准确专业的数据采集 5) 巡检为点检提供相应的信息依据，使点检更有方向、有针对性的对设 备进行检查，避免过度检查的情况，降低工作效率。
第二章：精密点检、振动监测的实施步骤
实施步骤
监测对象
设备
◆ 八个实施要素
监测人 员
点检员、分析 员
管理制度
计划任务 操作规范 标准档案
现场实施八个要素
1、建立设备文档 2、设备振动监测点的选择与标注 3、测量参数类型选择 4、确定设备振动监测周期 5、设备振动监测信息采集与管理 6、设备状态判断 7、趋势分析和寿命预测 8、诊断效果评价
增 加 不大于30° 5、小车张紧装置的钢丝
滚筒、改向
着物、无磨损及损坏情
1min 绳定期涂抹 润滑脂 6、清除辊筒及
轮
况、皮带跑偏
)
托辊上的附着物
调整螺栓
C
清洁涂上润滑脂
密封罩
C
下料溜子
C
完好不漏灰 完好不漏灰
安全拉线开 C
关
物料情况
C
清洁完好松紧适度
物料粒度，湿度，料量 正常，无漏料
2024年机械设备故障检测诊断技术发展前景
2024年机械设备故障检测诊断技术发展前景随着科技的不断进步，机械设备故障检测诊断技术在2024年将迎来全新的发展前景。
随着工业化的不断普及和机械设备的广泛应用，故障检测诊断技术的重要性日益凸显。
以下将从以下几个方面分析2024年机械设备故障检测诊断技术的发展前景。
一、人工智能技术在机械故障检测诊断中的应用人工智能技术在机械故障检测诊断中的广泛应用将成为2024年发展的主要趋势。
通过使用深度学习算法和大数据分析技术，可以对机械设备的运行状态进行实时监测和分析。
人工智能技术可以通过对大量的数据进行分析和比对，识别出机械设备的故障模式，并预测出可能发生的故障。
这种预测性维护可以大大减少机械设备的停机时间和维修成本，提高生产效率。
二、无损检测技术的发展无损检测技术是一种可以在不破坏或干扰被检测物体的情况下，对其进行检测和评估的技术。
在2024年，无损检测技术将得到更加广泛的应用。
通过使用超声波、磁粉检测、热像仪等技术，可以检测机械设备内部的隐性缺陷和故障，如裂纹、疲劳等。
这种无损检测技术可以帮助工程师们更好地评估设备的状态和安全性，并及时采取相应的维修措施。
三、机器视觉技术在故障检测中的应用机器视觉技术是一种通过使用相机和图像处理算法来模拟人类视觉的技术。
在2024年，机器视觉技术将在故障检测中发挥重要作用。
通过使用机器视觉技术，可以对机械设备进行在线视觉检测，实时监测设备的工作状态和表面缺陷。
机器视觉技术可以识别出设备表面的变形、磨损和裂纹等故障模式，并及时向操作人员发出警报，帮助他们采取及时的维修措施。
四、联网技术在故障检测中的应用随着物联网技术的广泛应用，机械设备的故障检测将变得更加智能化和自动化。
通过将机械设备与云平台相连接，可以实现对设备的远程监测和控制。
在2024年，联网技术将广泛应用于机械设备的故障检测领域。
通过实时监测设备的运行状态和工作参数，并将数据传输到云平台进行分析和比对，可以及时发现设备的故障，并远程修复或寻找更好的解决方案。
机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势
机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势机械设备在工业生产中起着至关重要的作用，然而随着设备的使用时间延长，故障问题也逐渐凸显出来。
对机械设备的故障诊断与监测显得尤为重要。
本文将对机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势进行探讨，旨在为相关行业人士提供参考和借鉴。
一、常用方法1. 振动分析法振动分析是一种通过监测和分析机械设备振动信号来判断设备工作状态的方法。
通过检测设备的振动频率、振幅和相位等参数，可以判断设备是否存在故障，并且可以提前预警可能的故障问题。
振动分析法在机械设备故障诊断中具有较为广泛的应用，尤其适用于轴承、齿轮和传动系统等部件的故障诊断。
5. 数据监测法数据监测法是一种通过监测设备运行时产生的数据信号来判断设备工作状态的方法。
通过分析设备的电流、电压、温度和压力等数据，可以实时监测设备的工作状态，从而及时发现并诊断设备存在的故障问题。
数据监测法在机械设备故障诊断中同样具有重要的应用价值，尤其适用于数控设备、电气设备和自动化设备等设备的故障诊断。
二、发展趋势1. 智能化技术的应用随着人工智能、大数据和物联网技术的不断发展，智能化技术在机械设备故障诊断与监测领域的应用越来越广泛。
智能化技术可以实现设备的自动监测和诊断，大大降低人工干预的成本，提高故障诊断的准确性和效率。
未来，智能化技术将成为机械设备故障诊断与监测的发展趋势之一。
2. 多模态信号融合分析多模态信号融合分析是指将振动信号、声音信号、热像信号、油液信号和数据信号等多种信号进行融合分析，从而实现对设备工作状态的全方位监测和诊断。
多模态信号融合分析可以综合各种信号的优势，提高故障诊断的准确性和可靠性，对于复杂设备的故障诊断具有重要的意义。
3. 在线监测技术的发展随着传感器技术、无线通信技术和云计算技术的不断成熟，使得在线监测技术在机械设备故障诊断与监测领域得到广泛应用。
在线监测技术可以实时监测设备的工作状态，及时发现故障问题，减少停机维修时间，提高设备的可靠性和可用性，对于提升设备运行效率具有重要的意义。
机械设备故障检测诊断技术发展前景（三篇）
机械设备故障检测诊断技术发展前景机械设备故障检测诊断技术的发展前景无疑是非常广阔的，随着科学技术的不断进步，人们对机械设备故障检测诊断技术的需求也越来越高。
下面将从技术创新、应用领域和市场前景三个方面进行分析。
一、技术创新方面1. 传感器技术的创新：传感器是机械设备故障检测诊断技术的核心，近年来传感器技术不断创新，出现了更加精确、灵敏的传感器。
例如温度传感器、振动传感器、声音传感器等，可以更加准确地监测机械设备的运行状态，及时发现并诊断潜在故障。
2. 数据分析技术的发展：随着大数据时代的来临，机械设备产生的数据量越来越大。
数据分析技术的发展使得人们可以更好地利用这些数据，提取有价值的信息，判断机械设备是否存在故障，并进行诊断。
例如，人工智能和机器学习技术可以对数据进行快速分析和处理，从而提高机械设备故障检测诊断的准确性和效率。
3. 无损检测技术的突破：无损检测技术是一种非破坏性的检测方法，可以通过测量材料的某些特性，如声音、振动、电磁等来判断机械设备是否存在故障。
随着超声波、热像仪等无损检测技术的不断突破，人们可以更加方便地进行机械设备故障检测诊断。
二、应用领域方面1. 工业制造领域：在工业制造过程中，机械设备的正常运行直接关系到产品的质量和效益。
因此，机械设备故障检测诊断技术在工业制造领域具有广泛的应用前景。
例如，可以通过对机床、钢铁设备、电力设备等进行故障检测诊断，减少设备故障引起的生产停工和能源浪费，提高生产效率和产品质量。
2. 能源领域：能源设备的运行稳定性对能源的安全供应至关重要。
通过机械设备故障检测诊断技术，可以实时监测和预防能源设备的故障，提高能源设备的效率和可靠性。
例如，对发电机组、风力发电设备等进行故障检测诊断，可以减少停电事故的发生，降低能源浪费。
3. 交通运输领域：机械设备在交通运输领域的应用广泛，包括汽车、火车、飞机等。
机械设备故障检测诊断技术在交通运输领域的发展前景较为广阔。
机械设备状态监测和故障诊断技术
旋转机械如电机、压缩机、轴承等在长期运行过程中，容易出现磨损、疲劳、腐蚀等问题，导致设备性能下降或 失效。通过振动分析、声音分析、温度监测等故障诊断技术，可以及时发现异常现象，判断故障类型和程度，为 维修保养提供依据。
故障诊断在液压系统中的应用
总结词
液压系统在机械设备中起到传递动力和调节控制的作用，其运行状态直接影响到 整个设备的性能。对液压系统进行状态监测和故障诊断，有助于保障设备的稳定 性和可靠性。
早期的状态监测主要依靠人工检 查和简单的仪表测量，受限于技 术和认知水平，监测的准确性和
可靠性较低。
发展阶段
随着电子技术和计算机技术的进 步，状态监测技术逐渐向自动化 、智能化方向发展，出现了各种 传感器、数据采集与处理系统等
。
成熟阶段
现代的状态监测技术已经形成了 集信号处理、模式识别、预测评 估等多学科于一体的综合性技术 体系，广泛应用于各种机械设备
详细描述
液压系统中的各种元件，如泵、阀、缸等，在长期使用过程中可能会出现泄漏、 堵塞、磨损等问题。通过对液压油的温度、压力、流量等参数进行监测，结合压 力波动、噪声等信号分析，可以快速定位故障位置，提高维修效率。
故障诊断在生产设备中的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
生产设备是工业生产中的重要工具，其运行状态直接关系 到生产效率和产品质量。通过状态监测和故障诊断技术， 可以及时发现设备潜在问题，保障生产的顺利进行。
多技术融合的监测与诊断技术
多技术融合的监测与诊断技术是指将多种技术手段融合在一 起，形成综合性的监测和诊断系统。这些技术手段包括振动 分析、油液分析、声发射等，能够从多个角度对机械设备进 行全面监测和分析。
多技术融合的监测与诊断技术能够提高故障诊断的准确性和 可靠性，为维修工作提供更加全面的技术支持。同时，这种 技术需要专业人员对各种技术手段进行综合分析和判断，以 保证监测和诊断结果的准确性。
机械设备状态监测与故障诊断
机械设备状态监测与故障诊断机械设备的状态监测与故障诊断是指利用现代科学技术和仪器，根据机械设备（系统、结构）外部信息参数的变化来判断机器内部的工作状态或机械结构的损伤状况，确定故障的性质、程度、类别和部位，预报其发展趋势，并研究故障产生的机理。
机械设备状态监测与故障诊断技术是保障设备安全运行的基本措施之一，其实质是了解和掌握设备在运行过程中的状态；预测设备的可靠性；确定其整体或局部是正常或异常。
它能对设备故障的发展作出早期预报，对出现故障的原因、部位、危险程度等进行识别和评价，预报故障的发展趋势，迅速地查寻故障源，提出对策建议，并针对具体情况迅速地排除故障，避免或减少事故的发生。
所谓机械故障，就是指机械系统（零件、组件、部件或整台设备乃至一系列的设备组合）因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。
其内容包括●能使设备或系统立即丧失其功能的破坏性故障。
●由于设计、制造、安装或与设备性能有关的参数不当造成的设备性能降低的故障。
●设备处于规定条件下工作时，由于操作不当而引起的故障。
●设备的自然耗损，如磨损、疲劳、老化等所引起的故障。
机械故障诊断可以分类如下1．按目的分（1）功能诊断（2）运行诊断2．按方式分（1）巡回检测（2）在线监测3．按提取信息的方式分（l）直接诊断（2）间接诊断4．按诊断时所要求的机械运行工况条件分（l）常规工况诊断（2）特殊工况诊断5．按功能分（1）简易诊断（2）精密诊断设备诊断技术的三个环节（1）信息的采集（2）信息的分析处理3）状态的识别、诊断、预测和决策设备诊断技术覆盖的知识面较宽，它包括：数据采集技术，计算机数据分析处理技术，计算机诊断、预测、决策技术；设备本身的结构原理、运动学和动力学；设备的设计、制造、安装、运转、维护、修理知识；设备系统与部件的故障或失效机理及零部件可靠性方面的知识等等。
机械设备状态监测及诊断技术的主要工作内容如下（1）保证机器运行状态在设计的范围内 监测机器振动位移可以对旋转零件和静止零件之间临近接触状态发出报警。
机械工程的设备状态监测与故障诊断技术的应用研究
机械工程的设备状态监测与故障诊断技术的应用研究机械工程中的设备状态监测与故障诊断技术在现代工业领域起着至关重要的作用。
随着工艺的进步和设备的智能化，设备状态监测和故障诊断技术的研究变得越来越重要。
本文将深入讨论机械工程中设备状态监测与故障诊断技术的应用研究。
一、设备状态监测技术的发展设备状态监测技术是一种通过采集设备的运行数据和参数来评估设备运行状态的技术。
在过去的几十年里，随着传感器技术、数据处理和通信技术的进步，设备状态监测技术得到了快速的发展。
现如今，各种先进的传感器和数据采集设备广泛应用于工业设备的状态监测中，为设备的运维提供了重要的支持。
二、设备故障诊断技术的研究进展设备故障诊断技术是通过对设备故障进行识别、定位和分析，提供故障原因和解决方案的技术。
随着人工智能、模式识别、专家系统等技术的发展，设备故障诊断技术也得到了显著的提升。
许多研究者在设备故障诊断领域做出了重要的贡献，例如基于机器学习的故障诊断算法、基于图像处理的故障诊断方法等。
三、设备状态监测与故障诊断技术的应用1. 在工业设备维护中的应用设备状态监测与故障诊断技术在工业设备维护中具有广泛的应用。
通过实时监测设备的运行状态和性能参数，可以预测设备可能出现的故障，并在故障发生前采取相应的维护措施，避免停机造成的生产损失。
此外，设备故障诊断技术还可以帮助工程师快速定位和分析故障原因，提供解决方案，从而加快故障处理的速度。
2. 在智能制造中的应用随着智能制造的发展，设备状态监测与故障诊断技术在智能制造中的应用也越来越广泛。
通过实时监测设备状态，可以及时发现异常情况，并进行相应的调整和优化，提高生产效率和质量。
同时，设备故障诊断技术能够帮助企业实现故障预防和预测维护，减少生产停机时间，提高设备的可用性和生产效益。
3. 在能源管理中的应用设备状态监测与故障诊断技术在能源管理中起着重要的作用。
通过实时监测关键设备的能源消耗和工作状态，可以对设备的能效进行评估和优化，降低能源消耗和运行成本。
机械设备状态检测与故障诊断
机械设备状态检测与故障诊断1.简述设备故障诊断的目的和任务答:目的:①能及时的、正确的对各种异常状态或故障状态作出诊断,预防或消除故障,对设备的运行进行必要的指导,提高设备的可靠性、安全性和有效性,把故障降低到最低水平②保证设备发挥最大的设计压力③通过检测监视、故障分析、性能评估等,为设备结构改造、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息任务:①状态监测②故障诊断③指导设备的管理维修2.简述设备故障诊断技术的定义、内容、类型和方法答:定义:在设备运行中或基本不拆卸设备的情况下,掌握设备的运行状况,判定产生故障的部位和原因,以及预测预报设备状态的技术内容:设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三方面,实施过程为信号采集、信号处理、状态识别、诊断决策四方面类型:①按诊断对象分类:旋转机械诊断技术、往复机械诊断技术、工程结构诊断技术、运载器和装置诊断技术、通信系统诊断技术、工艺流程诊断技术②按诊断目的分类:功能诊断与运行诊断、定期诊断与连续诊断、直接诊断与间接诊断、常规工况与特殊工况诊断、在线诊断和离线诊断③按诊断方法完善程度分类:简易诊断、精密诊断技术方法:①传统方法:利用各种物理和化学的原理和手段,通过伴随故障出现的各种物理和化学现象直接检测故障;利用故障所对应的征兆来诊断②智能诊断:在传统诊断方法的基础上,将人工智能的理论的方法用于故障诊断③模式识别、概率统计、模糊数学、可靠性分析和故障树分析、神经网络、小波变换、分析几何等数学分支在故障诊断中应用3.机械设备故障的信息获取和检测方法有哪些?答:获取方法:直接观测法、参数测定法、磨损残渣测定法、设备性能指标的测定检测方法:①振动和噪声的故障检测:振动法、特征分析法、模态识别与参数识别法、冲击能量与冲击脉冲测定法、声学法②材料裂纹及缺陷损伤的故障检测:超声波探伤法、射线探伤法、渗透探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法、激光全息检测法、微波检测技术、声发射技术③设备零部件材料的磨损及腐蚀故障检测:光纤内窥技术、油液分析技术④温度、压力、流量变化引起的故障检测4.简述振动检测和诊断系统的组成和原理,说明其区别答:振动检测系统:信息输入-数据预处理-数据变换和压缩-特征提取-状态分类-{①显示、打印、绘图、储存②判断与决策-报警、审核、维修}诊断系统:激振器-被诊断对象-传感器-二次仪表-{①磁带记录仪②分析仪③数据采集、记录和存储器}-故障诊断系统5.测振传感器有哪些类型?简述其工作原理。
机械设备状态监测和故障诊断技术
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上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验 室
2018年10月14日星期日
基于振动(噪声)测量与分析
机械振动信号中包含了丰富的机器状态信息，它是机械
设备故障特征信息的良好载体 利用振动信号来获取机械设备的运行状态并进行故障诊 断具有如下优点：
方便性：利用各种振动传感器及分析仪器，可以很方便地
目录
起源与含义
意义与优势
监测与诊断技术基础原理 监测与诊断系统应用 监测与诊断技术发展趋势 结束语
1
2018年10月14日星期日
技术概述与用途
起源
现代工业生产对机械设备的要求:
可靠性 可用性 维修性 经济性 安全性 进行全寿命管理，实行全面质量保证体系制度
2018年10月14日星期日
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信号采集
13
信号处理
14
15
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基于振动(噪声)测量与分析
在这里所提及的状态监测与故障诊断，均是指基于
振动测量与分析方面的技术
事实上状态监测与故障诊断是一门综合性极强、涉及
面非常广泛、学科交叉渗透十分丰富的技术 除了应用振动分析方法之外，还可采用油液分析、红 外热像、超声探伤以及温度、压力分析等多种不同技 术
预防维修(PM)
状态维修 以状态为基础、基 于统计分析、信号 处理、趋势分析
事后维修(BM)
定期维修 以时间为基 础、长期计 划、定期 性能严重劣 化或故障停 机时导致的 非计划维修
5
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验 室
2018年10月14日星期日
6
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基本工作原理及优势
技术结构关系
基于声发射技术的机械设备状态监测与诊断
基于声发射技术的机械设备状态监测与诊断现代工业中，机械设备的状态监测与诊断对于设备的正常运行和维护至关重要。
在高效运行的机器设备中，由于长时间的工作和不可避免的磨损，设备可能会出现各种故障。
因此，及时的设备状态监测和诊断可以最大程度地减少设备故障和停机时间，提高生产效率和运行安全性。
基于声发射技术的机械设备状态监测与诊断是一种有效的方法，它通过检测声音信号来分析设备的状态和故障，并实时提供诊断结果。
声发射技术是一种常用的非接触式检测方法，它通过捕捉机械设备在运行过程中产生的声波信号来识别设备的状态和故障。
机械设备在工作时会产生各种声音，如摩擦、碰撞、液体流动等，这些声音包含了设备运行和故障的信息。
通过对这些声音进行分析和识别，可以判断设备是否正常运行，是否存在故障，并进一步定位和诊断故障的具体原因。
基于声发射技术的机械设备状态监测与诊断具有以下优点：首先，声发射技术非常适用于各种类型的机械设备。
无论是汽车发动机、风力发电机组还是工业生产线上的机器设备，声发射技术都可以有效地进行状态监测和诊断。
不同设备的声音特征不同，通过对设备的声音进行分析，可以确定设备的工作状态和故障类型。
其次，基于声发射技术的状态监测和诊断是一种非侵入式的方法。
传统的设备状态监测方法通常需要将传感器或仪器安装在设备上，这会对设备的正常运行和维护造成一定的影响。
而声发射技术可以在不干扰设备运行的情况下，通过对设备的声音进行监测和诊断，使得设备可以正常工作，并且无需额外的传感器和仪器。
再次，基于声发射技术的状态监测和诊断具有实时性。
声发射技术可以对设备的声音信号进行实时采集和分析，可以及时发现设备的故障和异常。
通过实时的状态监测和诊断，可以避免设备故障导致的生产停机和损失，并及时采取措施进行修复和维护。
最后，基于声发射技术的机械设备状态监测与诊断可以为设备的维护提供科学依据。
通过对设备声音的分析和识别，可以了解设备的工作状态和寿命，并根据状态和寿命预测设备的维护周期和方式。
机械装备状态监测与故障诊断技术研究
机械装备状态监测与故障诊断技术研究近年来，随着机械装备在工业领域中的广泛应用，对其状态监测和故障诊断的需求日益增长。
机械装备的正常运行是保障生产效率和安全的关键因素之一。
因此，研究机械装备状态监测与故障诊断技术势在必行。
本文将探讨机械装备状态监测与故障诊断技术的研究现状、方法和挑战。
一、研究现状随着科技的不断进步，机械装备状态监测和故障诊断技术也在不断发展。
现有的研究主要包括传统的振动分析方法、声学信号处理方法、红外热像技术以及智能诊断技术等。
传统的振动分析方法是最常用的一种监测手段，通过对机械设备振动信号的采集和分析，可以有效判断机械设备的运行状态。
声学信号处理方法则是通过对机械设备发出的声音进行采集和处理，以获得设备工作状态的信息。
红外热像技术则是通过检测机械设备的红外辐射，分析设备是否存在异常情况。
智能诊断技术是近年来发展起来的新兴技术，借助人工智能和机器学习算法，可以对机械设备进行全面的监测和诊断。
二、研究方法研究机械装备状态监测与故障诊断技术需要结合多个学科的知识，包括机械工程、仪器仪表、信号处理、模式识别等领域。
在具体的研究方法上，可以采用以下几种途径。
首先，可以通过实验的方式，在实际工作环境中对机械装备进行监测和测试。
通过采集机械装备运行过程中产生的各种信号，并对这些信号进行分析处理，可以获得机械装备的状态信息。
其次，可以借助计算机仿真技术，建立机械装备的数学模型，并对其进行仿真模拟。
通过模拟不同工况下机械装备的运行状态，可以准确判断装备是否存在异常或故障。
另外，还可以结合现有的智能诊断技术，采用机器学习算法对机械装备的状态进行识别和分类。
通过训练机器学习模型，可以实现对机械装备的自动监测和故障诊断。
三、研究挑战机械装备状态监测与故障诊断技术的研究面临一些挑战。
首先，机械装备的复杂性使得监测和诊断变得困难。
不同类型的机械装备具有不同的工作原理和性能特点，因此需要根据具体情况选择合适的监测手段和方法。
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测的常用方法
机械设备故障诊断与监测是保证机械设备正常运行和提高设备可靠性的重要手段。
下
面介绍一些常用的方法。
1.物理观察与检查：通过人工观察和仪器测量来发现机械设备的故障现象。
比如观察
设备的运行状态、噪音、振动、排放物等，可以初步判断设备是否存在故障。
2.故障统计分析：通过对设备历史故障的统计分析，找出常见故障的发生规律和原因。
可以利用故障统计分析的数据，预测设备的寿命和故障发生的可能性，制定相应的维护计划。
3.振动诊断：通过对设备振动的监测和分析，判断设备的工作状态和故障情况。
可以
通过振动传感器采集机械设备的振动信号，并通过对信号的频谱分析和特征提取，判断设
备是否存在故障。
7.红外热像诊断：通过红外热像仪对设备表面的红外热像进行拍摄与分析，判断设备
的工作状态和故障情况。
可以通过设备表面的热量分布图，发现设备存在的异常热点，进
而判断设备是否存在故障。
机械设备状态监测与故障诊断
2020/2/3
6 机械设备状态检测与故障诊断 6.1 概 述 识别诊断
趋势预测是指利用有关预测技术对设备当前的状态在今后—段时间内的 发展趋势作出估计，它要解决的中心问题是：设备还能维持正常 工作多久？
22
2020/2/3
6 机械设备状态检测与故障诊断 6.1 概 述 信号检测（采集）
监测系统得到的各种信号由记录仪记录和存贮。在故障诊断中，对记录 设备的要求是能实现在线记录监测，还能在离线的情况下随时加以 再现，以提供进一步的信号处理。
常用的记录设备：光线振子示波器、磁带记录仪、笔式记录仪等。
23
27
2020/2/3
6 机械设备状态检测与故障诊断
6.1 概 述
识别诊断 故障分析是指设备被初步判为故障后，对故障发生的部位，故障的类型
、故障产生的原因等方面作出进一步的分析，故障分析工作一般 由专业的工程技术人员完成。这是一项甚至比故障判断更为复杂 的工作，它涉及到对于各项故障机理的深入研究，涉及到理论和 经验等诸多方面。一般地讲，所有故障现象(包括直观现象和信号 检测、信号处理的结果)都是故障பைடு நூலகம்析的依据，要从众多的其至是 纷杂的现象中作出快速、准确的分析判断，关键在于对各类故障 特点的了解。
21
2020/2/3
6 机械设备状态检测与故障诊断 6.1 概 述 信号检测（采集）
传感器测点数量应考虑对设备状态作出全面的描述。传感器布置的位置 应尽可能选在二次效应的敏感点上，该位置应具备容易实现测量、 引入干扰小、获取的信息丰富且安装拆卸方便等优点。此外还要注 意传感器的防护，应根据具体情况采取防机械损伤、防水、防腐、 防高温辐射等保护措施，提高其工作可靠性。
4
2020/2/3
机械设备故障诊断的前沿技术是什么
机械设备故障诊断的前沿技术是什么在现代工业生产中，机械设备的稳定运行是保障生产效率和质量的关键。
然而，由于长时间的运行、复杂的工作环境以及各种不可预见的因素，机械设备难免会出现故障。
及时准确地诊断出故障，并采取有效的维修措施，对于减少停机时间、降低维修成本、提高设备可靠性和安全性具有重要意义。
随着科技的不断进步，机械设备故障诊断技术也在不断发展，涌现出了一系列前沿技术。
一、基于大数据分析的故障诊断技术随着工业互联网和物联网技术的普及，大量的机械设备运行数据被实时采集和存储。
这些数据包含了设备的各种运行状态信息，如温度、压力、振动、电流等。
通过对这些大数据的分析，可以挖掘出设备运行的潜在规律和模式，从而实现故障的诊断和预测。
大数据分析在机械设备故障诊断中的应用主要包括数据预处理、特征提取、模型建立和故障诊断等步骤。
首先，需要对采集到的原始数据进行清洗和预处理，去除噪声和异常值，以提高数据质量。
然后，通过特征工程技术提取能够反映设备故障的关键特征。
接下来，利用机器学习或深度学习算法建立故障诊断模型，如支持向量机、决策树、神经网络等。
最后，将实时采集的数据输入模型中，进行故障诊断和预测。
基于大数据分析的故障诊断技术具有数据驱动、自适应性强、能够发现潜在故障等优点。
然而，该技术也面临着数据质量、数据安全、计算资源等方面的挑战。
二、基于深度学习的故障诊断技术深度学习是近年来人工智能领域的热门技术，在机械设备故障诊断中也得到了广泛的应用。
深度学习模型，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）和长短时记忆网络（LSTM）等，能够自动从大量的数据中学习到复杂的特征和模式，从而实现高精度的故障诊断。
以卷积神经网络为例，它可以直接处理原始的振动信号等数据，通过卷积层和池化层自动提取故障特征。
循环神经网络和长短时记忆网络则适用于处理具有时间序列特性的数据，能够捕捉故障发展的动态过程。
深度学习在机械设备故障诊断中的应用需要大量的标注数据进行训练，以提高模型的准确性和泛化能力。
机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇
机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇第1篇示例：机械设备在使用过程中经常会出现各种故障，及时准确地进行故障诊断和监测对于设备的正常运行和维护是至关重要的。
下面将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。
一、视觉检查法视觉检查法是最简单、最直观的故障诊断方法之一。
通过观察设备的外观、运转状况、连接部位是否松动、是否有明显的磨损痕迹等，初步判断设备是否存在问题。
这种方法适用于一些外在明显的故障，比如松动的螺丝、漏油现象等。
二、听觉检查法听觉检查法是通过听设备运行时的声音来判断设备是否存在故障。
比如机械设备在运行时出现异常的响声，可能是由于轴承损坏、齿轮啮合不良等原因引起的。
通过仔细倾听设备运行时的声音，可以初步判断设备存在的故障类型。
三、振动检测法振动检测法是一种通过监测设备在运行时的振动状况来判断设备是否存在故障的方法。
通常情况下，机械设备在正常运行时会有一定的振动，但如果振动异常明显，可能是设备出现了问题。
通过振动检测仪器对设备进行监测和分析，可以准确判断设备的故障类型和严重程度。
四、温度检测法温度检测法是通过监测设备运行时的温度变化来判断设备是否存在故障的方法。
比如设备某个部位温度异常升高，可能是由于摩擦引起的，也可能是由于电气元件故障引起的。
通过红外测温仪等工具对设备表面温度进行监测和分析，可以帮助工程师快速定位故障部位。
五、性能测试法性能测试法是一种通过对设备的各项性能指标进行测试和比较，来判断设备是否存在故障的方法。
比如通过功率测试仪器对设备的电流、电压等参数进行监测，比较实测数值与标准数值是否一致，可以准确判断设备是否存在故障。
六、故障诊断仪器法现代科技的发展，各种先进的故障诊断仪器也被广泛应用于机械设备的故障诊断和监测中。
比如红外热像仪可以通过红外辐射检测设备的热量分布，帮助工程师找出设备故障的根源；声发射仪器可以对设备在运行时的声音进行捕捉和分析；电动机绝缘测试仪器可以对设备的绝缘状态进行监测等。
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滑油样分析（冶金部基金课题）
铁谱：对非铁磁性磨屑不敏感
铁谱与电镜能谱结合：用电镜能谱仪对铁谱片上典型颗粒 的材料成分进行分析，对非铁磁性磨屑（有色金属，非金 属）也有效， 拓宽了润滑 油样分析的 应用范围， 给故障定性、 定量、定位
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铁谱片
电镜能谱片
左图为铁谱谱片
3.从所利用的设备状态信号来分
㈠振动诊断：以平稳振动、瞬态振动、机械导纳及模态参数为检 测目标,进行特征分析、谱分析和时域分析，也包括含有相位信息 的全息谱诊断法和其他方法。
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故障诊断技术分类
强度诊断：以力、应力、应变、扭矩等机械参数为检测目标。进行 冷热强度变形、结构损伤容限与寿命分析。
在windows或DOS环境下运行 信号采集及分析功能 时域、频域、倒频域、幅值域及其它域分析
处理功能 时移和频移功能 加窗功能（矩形窗、汉宁窗等8种窗） 信号合成与分解 低通、高通、带通、带阻四种滤波
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机械振动及设备故障诊断方向
设备在线监测及故障诊断系统
振动、轴心轨迹、扭矩（非接触式遥测）、 压力、温度、转速、电流、电压等信号的在线监 测（数据采集，运算、存储、显示、报警及故障 诊断） 模块化组态 图形化的编程语言 虚拟仪表显示 故障诊断专家系统 具有中试基地
温度场
拉矫辊断面等温线
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结构计算机仿真方向在故障诊断中的应用
十字轴万向联轴器三维有限元分析
2800轧机主传动十 字轴万向联轴器 十字轴在轧制30万 吨钢板后断裂 轧辊端叉头在轧制 90万吨钢板后断裂
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结构计算机仿真方向
十
轧辊端叉头应力分布
字
轴
万
向
联
轴
器
三
维
有
限
元
分
析
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结构计算机仿真方向
十
轧辊端叉头最大应力部位应力分布
齿轮座振动纪录曲线
机械振动及设备故障诊断方向
小波分析在故障诊断中的应用
小波具有时频“聚焦”特性 高斯小波—最大熵谱分析 小波分析—AR谱 实现微弱故障诊断信号分离和提取，发现早期故障 R1减速机高速轴工作侧轴承保持架不平衡产生的故障频率 计算值3.19HZ 故障：该轴承保持架不平衡
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机械振动及设备故障诊断方向
注入、运输、浇注、冷 却过程温度场变化
注入、运输、浇注、冷 却过程应力场变化
耐火材料物性对温度场 、应力场的影响
温度场分布
耐火材料各种温度下的 物性优化
耐火砖形状、尺寸优化
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热机械应力场
结构计算机仿真方向
连铸机拉矫辊温度场及热应力计算机仿真
拉矫辊断面温度场 计及辊系材料物性
随温度的变化 用有限差分法计算
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二.设备故障诊断技术的分类
1.按诊断对象的类别分类
㈠.旋转机械诊断技术 ㈡.往复机械诊断技术 ㈢.工程结构诊断技术 ㈣.机械零件诊断技术 ㈤.液压设备诊断技术 ㈥.电气设备诊断技术 ㈦.生产过程综合诊断技术
2.按诊断的目的、要求和条件
㈠性能诊断和运行诊断 ㈡定期诊断和连续诊断 ㈢直接诊断和间接诊断 ㈣常规诊断和特殊诊断 ㈤在线诊断和离线诊断 ㈥简易诊断和精密诊断
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机械振动及设备故障诊断方向
•信号分析与处理软件包 •设备在线监测及故障诊断系统 •FFT—FS频谱细化技术 •轧机主传动系统故障诊断 •小波分析在故障诊断中的应用 •应用光谱、铁谱结合电谱能谱对润滑 油样进行分析 •设备状态趋势分析
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机械振动及设备故障诊断方向
信号分析与处理软件包
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结构计算机仿真方向在故障诊断中的应用
轧机机架三维有限元分析
太钢1000初轧机机架
上横梁压下螺母孔承压面小圆角处： 按材料力学计算：在中性层附近，应力很小 有限元计算：两向受力，一向受压，等效应力最大
实际检测：已出现600mm长环形裂纹（1~2mm深)
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结构计算机仿真方向
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FFT—FS频谱细化技术
FFT:频率分辨率△f为采样频率fs与采样点 数N的比值。要△f 小， fs大，则N必 更大，使运算速度和分析效率大大降低
FFT—FS：先进行FFT，对感兴趣的频带进 行FS处理，可得连续的频谱曲线，频 率分辨率△f 不再受采样点数的限制。
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机械振动及设备故障诊断方向
字
轴
万
向
联
轴
器
三
维
有
限
元
分
析
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结构计算机仿真方向
十字轴万向联轴器三维有限元分析
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十字轴
路漫
支
臂
三
维
有
限
元
分
支臂最大主应力分布图
析
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卷
取
机
助
卷
辊
支
臂
三
维
有
限
元
支臂油缸耳轴筋板部位
分
最大主应力分布图
析
结构计钢算机包仿真温方向度场及应力计算机仿真 （与材料学科联合培养博士课题 ）
机械振动及设备故障诊断方向
轧机主传动系统故障诊断
R1、R4齿轮座 咬入、抛出时振动很大，稳态轧制时振动很小 水平方向振动>铅垂方向振动 上轴水平方向>下轴水平方向振动 故障：地脚螺栓预紧力不足
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齿轮座受倾翻力矩作用
机械振动及设备故障诊断方向
轧机主传动系统故障诊断
a. 咬入
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c.抛出
机械设备状态监测与故 障诊断技术
路漫漫其悠远
2020/7/17
第一章 概述
近些年来，设备状态监测与故障诊断逐渐进入工程应用 阶段，技术日趋成熟，应用范围日趋广泛，成为现代设备维 护技术的一个重要组成部分。
一、实施设备状态监测与故障诊断的意义
1.机械设备维护的基本任务：对设备进行合理的技术维护、 及时发现异常和故障、适时采取检修措施以最大限度保证其 正常运行。 2.传统的机械设备维护方法——一定意义上的经验维护法 特点：具有相当的局限性，往往依靠人的眼看、耳听、手摸 等感观手段获取某种信息继而凭借过去的经验来加以判断。
2.1 传统维修体制中的设备维护方式： 事后维修—— 不足维修——导致严重事故 定期维修—— 过剩维修——停机停产、增加检修费用
（大、中、小修 ） 不足维修——新故障和潜在的故障因素
路漫漫其悠远
第一章 概 述
2.2重要缺陷—传统的检修方式对于故障的寻找往往需要 对设备的大拆大卸才能实现，检修周期长，且检修后，设备 其他一些并无故障的零部件间的正常配合或装配关系常遭到 破坏，又往往引起新的故障或潜在的故障因素。 3.视情维修———理想的机械设备维修方式
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机械振动及设备故障诊断方向
设备在线监测及故障诊断中试基地
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机械振动及设备故障诊断方向
路漫漫其李悠远友荣教授给学生讲解设备在线监测及故障诊断系统
虚拟仪表
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机械振动及设备故障诊断方向
设备在线监测及故障诊断系统 故障诊断专家系统
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机械振动及设备故障诊断方向
轧机主传动系统故障诊断
R1减速机 转频7.13HZ，高速级齿轮啮合频率221.13HZ 故障：高速级齿轮轴线不平行，齿面严重损伤（99年已更换）
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a. 功率谱图
机械振动及设备故障诊断方向
轧机主传动系统故障诊断
b.功率谱细化图(200～230Hz)
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c. 功率谱细化图(0～ 用FF3T0H—z)FS频谱细化分析结果
视情维修是根据设备运行故障状态来确定维修时间、内 容和方法。亦属预防性维修，不同的是，它以设备的运行状 态监测为基础、以对故障诊断和预测结果而采取维护决策的 ，因而更具有客观性、科学性。
正是由于设备状态监测和故障诊断技术的成熟和应用， 视情维修才成为可能并进入实际应用阶段，这是设备状态监 测与故障诊断技术对机械设备维护体制产生的最具有深刻意 义的影响，并成为设备维护管理工作现代化的一个重要标志 。
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上图为该铁谱片的 电镜能谱谱片
机械振动及设备故障诊断方向
设备状态趋势分析
灰色马尔柯夫非 等间隔预测模型
振动烈度海图分 析
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结构计算机仿真方向
•轧机机架三维有限元分析 •十字轴万向联轴器三维有限元分析 •卷取机助卷辊支臂三维有限元分析 •钢包温度场及应力场计算机仿真 •连铸机拉矫辊温度场及热应力计算机仿真
温度诊断：以温度、温差、温度场、热相等为检测目标。进行温度 场、温变量、红外热相识别与分析。
声学诊断：以噪声、声阻、超声、声发射等为检测目标。 电参数诊断：以电信号、功率及磁特性等为检测目标。 光学诊断：
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机械振动及设备故障诊断方向
设备在线监测及故障诊断系统
振动、轴心轨迹、扭矩（非接触式遥测）、 压力、温度、转速、电流、电压等信号的在线监测 （数据采集，运算、存储、显示、报警及故障诊断） 模块化组态 图形化的编程语言 虚拟仪表显示 故障诊断专家系统 具有中试基地