机械设备状态监测与故障诊断技术讲座

机械设备状态监测与故障诊断技术讲座
一、机械设备状态监测与故障诊断技术发展的前景
1、是经济进一步发展的需要
现代化生产向着大型化、自动化、连续化、高精度、高效率等方向发展，生产率大幅度提高，产品的质量得到可靠的保证。

但是，生产设备的突发性故障，造成的经济损失大。

因而对于连续化、自动化生产设备必须随时对其运行状态实施监测，发现故障苗子或征兆，尽快采取措施，进行维修，以减少经济损失。

2、是安全和可持续发展的需要
科学技术的发展给人类带来发展和幸福，如核能的发现，提供全新的能源，化工产品的生产技术发现给人类带来很多新材料，给吃住行提供更多的诸如药物、衣料、装饰材料、各种特殊材料等，航空、航天、舰船的发展给人类带来交通方便是显而可见。

但是，事物终有其反面。

随着这些技术发展，也会给人类带来灾难。

美国三里岛的核泄漏、俄罗斯梯尔偌贝利核电站的核泄漏，印度一农药厂的毒气泄漏，给当地和周围地区的人民带来很大的灾难。

且可能延续数代人，这些灾难事故的发生更常见于航空、航海、各类交通运输企业。

随工业的发展，环境污染也是新的问题，因此，设备设计尽可能减少环境污染，实施所谓的“绿色设计。

然而，设备的老化，必然使得排放发生变化，因而增加气体、液体、振动、噪音的污染，故此，从可持续发展的战略高度看，实行状态监测与诊断技术势在必行。

3、是维修体制改革的需要
过去我国实施的维修体制是沿引原苏联维修体制，带有技术经济的色彩，称为计划预期维修，它是根据大量的统计规律而确定的。

除出现故障实施事后维修外，根据统计规律和生产计划定时实施小修、中修、大修，这种计划预期维修体制随着机械设备设计、制造技术和材料可靠性提高，将会带来一系列问题。

1)存在剩余维修现象。

而剩余维修所造成的费用是非常高的，而随机造成的经济损失也是很高的。

2)现代设备精度要求很高，在计划预期维修中往往解体检查，再重新装配，这样反复将会使机械设备的精度下降，影响产品的质量。

以上各种因素促使维修体制的改革，即变计划预期维修体制为状态维修，或称视情维修体制，即根据设备运行状态视情况决定修理。

这就要求对机械运行状态实施周期性离线监测或在线连续监测。

根据监测参数判断机械的运行状态，预报故障信息。

这样就可避免过剩维修，避免重大事故的产生，因而出现设备状态监测和故障诊断技术。

4、机械设备故障诊断技术是多学科的综合与交叉。

涉及机械状态的评价参数、涉及机件损
伤理论诸如磨损、疲劳累积损伤、断裂力学、腐蚀理论等，涉及参数监测，特别是非电量测技术、信号转换、传输处理及分析，涉及诊断理论与技术，如逻辑诊断技术、模糊诊断技术、神经网络技术等，也涉及预测技术等。

因此，该课学习是让学生综合应用这些技术，实施学科交叉等。

二、机械设备状态监测与故障诊断的研究内容
(一）概述：从仿生学的角度来描述其含义最易让人们所理解，机械故障诊断就像人体看病
一样，为说明此问题，我介绍下图：
可以从人体疾病诊断学的研究内容来概述机械设备故障诊断学的研究内容：
1)机械组成
2)故障形成机理
3)状态监测
4)故障诊断
5) 维修
(二） 具体研究内容 1、
这里要注意两个问题：
其一、任何机械均可用上述参数来描述其工作状态，正常进行时，这些参数均有一个标准要求，超过这个标准，表明机械的工作状态将发生变化。

因此，状态监测就是根据这些参数来选择最敏感监测系统。

其二、评判机械状态优劣，只是靠其中一个或几个，不要求监测所有的工作状态参数，但是，要确定有无故障，故障的性质、部位、程度必须要有多种参数。

2、 状态参数的转换
机械状态描述参数
摩擦磨损 疲劳损伤 超负荷工作
3、其他
状态的变化，表现为状态参数的变化，故障状态是当前状态参数与标准状态比较而得出。

状态参数的变化原因，这里只提到后天影响因素，没有考虑先天性因素，即设计、制造和装配不良而产生的故障。

而先天性因素对于一个已经投入工作的机械而言，已无法控制和调整，只能在设计、制造和装配时充分予以注意，后天性因素可控制和调整。

4、其他
(三）其他
三、其他。