机械故障快速诊断技术
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关键 词 ： 机械设备 ； 机械 故障 ； 故障诊断 中图分 类号： Ｔ Ｍ５ ６ ０ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ２ ８ １ — ０ ２
１ 机械设Fra Baidu bibliotek故 障诊 断
机械故障诊断技术是利用测取机械设备在运行 中或者相对静态条件下 的状态信息 ，通过对所测得 信号进行分析 和处理 ， 并结合诊断对象 的历史状态 ， 来定量识别机械设备及其零部件 的实 时技 术状态 ， 并 预知有关异常故障和预测未来 的技术状态 ，从而 确定 对策 的技术 。
一
于确定性的故障模式采用 Ｆ Ｍ Ｅ Ｃ Ａ法进行分析 ， 对 具 有模糊性的故障式采用故 障模糊分析方法 （ 也可将 确定性看作模糊性的特例） 。故障模式模糊分析方法 是综合利用模糊数学及可靠性理论对故 障模式及其 危害度进行分析 的方法 ，首先确定各种故 障模式 的 隶属 函数 ， 得出模糊故障模式 ， 然后对所有故障模式 进行 Ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ 综合评判 ， 确定其危害度 。模糊分析方法 不但 可以确定其危害度 ， 而且有利于维修决策 、 故 障
３ ） 振动频率是机械故障的主要特征 ，但不是唯 的标志 ， 有些零部件 （ 如齿轮 、 滚动轴承 ） 即使在没 有发生故障的情况下也有 “ 特征频率” 出现 ， 另外 ， 有 些不同类型的故障存在着相同的频率成分 ，如不平 衡、 轴弯曲、 轻度不对 中， 都可能激发转速频率 ， 在缺 少其他根据的情况下， 频率归属难定 ， 给准确判断故 障造成 困难 。 ４ ） 利用谱图作对 比识别 ， 或进行定量分析 ， 必须 保证每次测量时设备运转工况绝对相 同，这实际上 是很难做到的。而微小 的工况差异 ， 有时会导致谱 图
３ 设备综合诊 断
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ １ — ０ ５ 作者简介 ： 朱 莉（ １ ９ ８ ６ 一） 女， 新疆人 ， 初级工程师 ， 本科 ， 研究方 向： 机械设计。
Ｒ１
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ４， ２ ０ １ ３
映设备状态的二次效应也是多种多样 的，与之相适 应 的诊断手段有振动测试 ， 油样 分析 、 温 度监测 、 冲 击脉冲测量 、 超声波探伤 以及性能参数检测 等多种。 每一种诊断手段都是从不同的角度揭示故障某种特 性， 获取有关设备某一方面 的状态信息 ， 但任何一种 诊断手段 ， 都有它 的特殊作 用 ， 也都有其 局限性 ， 因 此， 在实施 现场诊 断时 ， 需要根据具体情 况 ， 灵 活应 用 各 种诊 断 手 段 ，如 ：诊 断滚 动 轴 承可 以应 用 脉 冲 法、 振动法、 温度监测 、 油液分析等多种手段 ， 以便做 出准确 的判 断 。 振 动 诊 断 是 应 用 最 普 遍 也 是 最 重 要 的 诊 断 手 段， 然而 ， 它对于低速 （ 尤其是超低速 ） 设备 的诊断显 得不敏感 ，类似这样低速设备的诊断还须采用其他 辅助手段 ， 如油液分析方法 ， 较适合于诊 断低转速设 备， 用振动诊断手段却不一定能做出确切的判断。 ３ ． ２ 采 用多种 分 析方 法 充分 提取 故 障特性 （ １ ） 各种信号分析方法的综合运用 对设备状态信号 ， 从多方面分析 ， 充分提取故障 特征 ， 为确诊故 障提供充分准确的信息 ， 这也是综合 诊断的重要 内容。过去 ， 对振动分析 ， 一般 只强调频 率分析 ， 频率分析作为振动分析的经典方法 ， 在故障 诊断 中有着最广泛 的应用 ， 但是 ， 它在故 障诊 断中的 作用仍然是有限的。 有时有可能造成误判。 造成这种 情况的主要 因素有 ：
１ ） 我们 监测 的任何一个 振动信号 都是综合 信 号 ，所需要监测的信号常常受到各种噪声 的干扰而 因此不能获得完整清晰的频谱图象。 从设备诊断的特点来看 ， 它包含诊断手段 、 分析 湮没其 中， ２ ） 有些故障对频率 的反映不敏感 ，如转轴裂纹 方法、 和诊断层次三个方面的内容。 在萌芽和扩展的初期 ， 频谱变化反映不 明显 ， 转轴存 ３ ． １采用多种诊断手段获得完整的状态信息 由于设备类型诊断及其 故障形式 的多样性 ， 反 在轴向摩擦时也存在这种情况。
２ 机械设备故 障诊 断技 术所 包含 的内容
机械设备故障诊断技术根据诊 断的 目的及所选 取 的诊 断 方法 不 同其实 施 过程 也 有 所 不 同 ，但 基 本 过程是相同的， 主要包括 ： 机械设备状态信号特征 的 获取 、 故障特征的提取 、 故障诊断、 维修决策的形成 。 机械设备状态信号是机械设备异 常或故障信息 的载体 ，选用一定的方法和检测系统采集最能反映 诊 断对象状态特征的信号 ，是故障诊断技术实施过 程 中不可缺少的环节。能够真实 、 充分地采集到足够 数量而且客观反映对象状况的状态信号 ，是故障诊 断技术成功与否的关键 ， 当识别故障之后 ， 必须进一 步对设 备的异常或故 障及其危 险程 度做出评价 ， 以 便研究和确定维修的具体形式 ， 即所谓的维修决策。
《 装备制造技术） ２ ｍ３ 年第 ４ 期
机械故 障快 速诊 断技术
朱 莉
（ 特变电工新疆新能源股份有限公司 ， 新疆 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ １ １ ）
摘 要： 机械故 障快速诊断技术是体现诊断效益的客观要求 。提 高设备诊 断速度 必须实施 综合诊 断， 它包括诊 断手段 、 分 析方法、 和诊 断层 次三个方 面， 机械设备 维修方案的确定则应根据具体的设备和现场情 况确 定， 实施综合诊断 ， 加强针对 性维修策略是 实施快速诊断与维修 的发展 方向。
１ 机械设Fra Baidu bibliotek故 障诊 断
机械故障诊断技术是利用测取机械设备在运行 中或者相对静态条件下 的状态信息 ，通过对所测得 信号进行分析 和处理 ， 并结合诊断对象 的历史状态 ， 来定量识别机械设备及其零部件 的实 时技 术状态 ， 并 预知有关异常故障和预测未来 的技术状态 ，从而 确定 对策 的技术 。
一
于确定性的故障模式采用 Ｆ Ｍ Ｅ Ｃ Ａ法进行分析 ， 对 具 有模糊性的故障式采用故 障模糊分析方法 （ 也可将 确定性看作模糊性的特例） 。故障模式模糊分析方法 是综合利用模糊数学及可靠性理论对故 障模式及其 危害度进行分析 的方法 ，首先确定各种故 障模式 的 隶属 函数 ， 得出模糊故障模式 ， 然后对所有故障模式 进行 Ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ 综合评判 ， 确定其危害度 。模糊分析方法 不但 可以确定其危害度 ， 而且有利于维修决策 、 故 障
３ ） 振动频率是机械故障的主要特征 ，但不是唯 的标志 ， 有些零部件 （ 如齿轮 、 滚动轴承 ） 即使在没 有发生故障的情况下也有 “ 特征频率” 出现 ， 另外 ， 有 些不同类型的故障存在着相同的频率成分 ，如不平 衡、 轴弯曲、 轻度不对 中， 都可能激发转速频率 ， 在缺 少其他根据的情况下， 频率归属难定 ， 给准确判断故 障造成 困难 。 ４ ） 利用谱图作对 比识别 ， 或进行定量分析 ， 必须 保证每次测量时设备运转工况绝对相 同，这实际上 是很难做到的。而微小 的工况差异 ， 有时会导致谱 图
３ 设备综合诊 断
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ １ — ０ ５ 作者简介 ： 朱 莉（ １ ９ ８ ６ 一） 女， 新疆人 ， 初级工程师 ， 本科 ， 研究方 向： 机械设计。
Ｒ１
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ４， ２ ０ １ ３
映设备状态的二次效应也是多种多样 的，与之相适 应 的诊断手段有振动测试 ， 油样 分析 、 温 度监测 、 冲 击脉冲测量 、 超声波探伤 以及性能参数检测 等多种。 每一种诊断手段都是从不同的角度揭示故障某种特 性， 获取有关设备某一方面 的状态信息 ， 但任何一种 诊断手段 ， 都有它 的特殊作 用 ， 也都有其 局限性 ， 因 此， 在实施 现场诊 断时 ， 需要根据具体情 况 ， 灵 活应 用 各 种诊 断 手 段 ，如 ：诊 断滚 动 轴 承可 以应 用 脉 冲 法、 振动法、 温度监测 、 油液分析等多种手段 ， 以便做 出准确 的判 断 。 振 动 诊 断 是 应 用 最 普 遍 也 是 最 重 要 的 诊 断 手 段， 然而 ， 它对于低速 （ 尤其是超低速 ） 设备 的诊断显 得不敏感 ，类似这样低速设备的诊断还须采用其他 辅助手段 ， 如油液分析方法 ， 较适合于诊 断低转速设 备， 用振动诊断手段却不一定能做出确切的判断。 ３ ． ２ 采 用多种 分 析方 法 充分 提取 故 障特性 （ １ ） 各种信号分析方法的综合运用 对设备状态信号 ， 从多方面分析 ， 充分提取故障 特征 ， 为确诊故 障提供充分准确的信息 ， 这也是综合 诊断的重要 内容。过去 ， 对振动分析 ， 一般 只强调频 率分析 ， 频率分析作为振动分析的经典方法 ， 在故障 诊断 中有着最广泛 的应用 ， 但是 ， 它在故 障诊 断中的 作用仍然是有限的。 有时有可能造成误判。 造成这种 情况的主要 因素有 ：
１ ） 我们 监测 的任何一个 振动信号 都是综合 信 号 ，所需要监测的信号常常受到各种噪声 的干扰而 因此不能获得完整清晰的频谱图象。 从设备诊断的特点来看 ， 它包含诊断手段 、 分析 湮没其 中， ２ ） 有些故障对频率 的反映不敏感 ，如转轴裂纹 方法、 和诊断层次三个方面的内容。 在萌芽和扩展的初期 ， 频谱变化反映不 明显 ， 转轴存 ３ ． １采用多种诊断手段获得完整的状态信息 由于设备类型诊断及其 故障形式 的多样性 ， 反 在轴向摩擦时也存在这种情况。
２ 机械设备故 障诊 断技 术所 包含 的内容
机械设备故障诊断技术根据诊 断的 目的及所选 取 的诊 断 方法 不 同其实 施 过程 也 有 所 不 同 ，但 基 本 过程是相同的， 主要包括 ： 机械设备状态信号特征 的 获取 、 故障特征的提取 、 故障诊断、 维修决策的形成 。 机械设备状态信号是机械设备异 常或故障信息 的载体 ，选用一定的方法和检测系统采集最能反映 诊 断对象状态特征的信号 ，是故障诊断技术实施过 程 中不可缺少的环节。能够真实 、 充分地采集到足够 数量而且客观反映对象状况的状态信号 ，是故障诊 断技术成功与否的关键 ， 当识别故障之后 ， 必须进一 步对设 备的异常或故 障及其危 险程 度做出评价 ， 以 便研究和确定维修的具体形式 ， 即所谓的维修决策。
《 装备制造技术） ２ ｍ３ 年第 ４ 期
机械故 障快 速诊 断技术
朱 莉
（ 特变电工新疆新能源股份有限公司 ， 新疆 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ １ １ ）
摘 要： 机械故 障快速诊断技术是体现诊断效益的客观要求 。提 高设备诊 断速度 必须实施 综合诊 断， 它包括诊 断手段 、 分 析方法、 和诊 断层 次三个方 面， 机械设备 维修方案的确定则应根据具体的设备和现场情 况确 定， 实施综合诊断 ， 加强针对 性维修策略是 实施快速诊断与维修 的发展 方向。