于雷 孟權

摘 要：隨著生產力的解放和科技水平的不斷提高，現(xiàn)代化工業(yè)生產過程中機械設備也得到越來越普遍的應用，其自動化水平越來越高，設備構造越來越精細化和復雜化。而機械設備故障診斷技術的發(fā)展和創(chuàng)新，不僅為現(xiàn)代化工業(yè)生產效率的提升奠定了良好的基礎，同時也確保了宏觀經濟的正常穩(wěn)定運轉。所以必須進一步加大機械設備故障診斷技術研究的力度，才能發(fā)揮出其在社會經濟發(fā)展過程中的積極作用。本文主要是就機械設備故障診斷技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來趨勢進行了研究和分析。

關鍵詞：機械設備；故障診斷；現(xiàn)狀；趨勢

前言

在機械故障診斷的操作中，通過機械信息識別其技術狀態(tài)是正常的，確定故障的性質和位置，找出故障原因，預報故障趨勢，并提出相應的技術對策?，F(xiàn)代的機械設備正在迅速地向著精密化、高速化、自動化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展，設備更加復雜，各個部件的聯(lián)系也越來越緊密，設備某部件的故障有可能會引起整個設備的損壞。機械設備發(fā)生故障不僅會造成巨大的經濟損失，而且會給人身安全帶來嚴重的后果。機械故障診斷受到廣大科研人員的關注和重視，隨著各個領域和技術的不斷發(fā)展，各種新技術、新理論不斷被應用于機械故障診斷中，并提出了一種新的診斷方法和理論。

1機械設備故障診斷技術的發(fā)展現(xiàn)狀

雖然相關部門已經逐步加大了智能故障診斷技術研究的力度，但是由于現(xiàn)階段這一技術的研究還處于探討和仿真試驗的階段，再加上仿真過程與現(xiàn)實情況存在的差距較大，因此，該技術的安全性與準確性還有待于進一步的提高。通過調查研究發(fā)現(xiàn)，目前存在于智能故障診斷技術研究與開發(fā)的過程中主要有以下幾個方面：（1）大部分機械故障信號分析融合是由不同的功能模塊，而功能模塊主要由機械和電氣系統(tǒng)之間實現(xiàn)聯(lián)系，再加上不同功能模塊所對應的故障信號表現(xiàn)也存在相應的差異，因此，對信號采集和處理技術的發(fā)展，出現(xiàn)了嚴重失衡現(xiàn)象，這不僅增加了故障信號融合提取和分析的難度，同時也增加了故障診斷的準確性。（2）故障診斷的決策效率相對較低。在這個階段的故障信號必須通過數(shù)據處理和決策推理兩個階段，最終將故障診斷結果，但由于當前故障信號的提取、處理、和工作時間相對較長，因此，導致護長體征無法與診斷決策實現(xiàn)實時的匹配，從而對診斷決策準確性的提升產生了一定程度的影響。（3）故障原因和特征對應關系不確定，因為不同的機械設備結構和相應的差異，增加綜合故障診斷決策的難度，因此，必須不斷調整，最終確定故障的特征和時間，故障診斷決策打下良好的基礎。

2機械設備故障診斷技術的發(fā)展趨勢

2.1不解體化

機械設備故障診斷技術將通過對可預埋在發(fā)動機內的傳感器的研究和開發(fā)，來進行不解體檢測的研究。美國、日本和其他國家取得了更先進的成果。通過嵌入發(fā)動機，他們嵌入了一個超薄傳感器，可以檢測發(fā)動機的溫度和主要部件的間隙，以診斷可能的故障。此外，發(fā)動機的轉速波動也是故障的重要指標，一些國家已研制出專門用于檢測該指標的光纖傳感器。

2.2高精度化

高精度化是指在處理信號技術的時候，通過一定的方法，來提高信號分析的信噪比。一般來講，高精度化可以從以下幾個方面來理解。（1）小波理論。比如：運動系統(tǒng)相對復雜的柴油機，其信號具有瞬態(tài)、突變且平穩(wěn)性相對較差等特點。而高精度化則通過利用小波理論進行相關信號的分析和處理，從而達到促進信號分辨率的全面提升。（2）分形幾何。高精度化認為如果出現(xiàn)分形現(xiàn)象的話，那么分形維數(shù)則不一定是整數(shù)，而傳統(tǒng)的幾何方法則必須依靠整數(shù)維數(shù)進行相應的分析。而這也說明了高精度化在瞬態(tài)、突變、平穩(wěn)性較差等信號分析以及處理上的優(yōu)勢。（3）全息譜分析方法。這一方法大多應用于振動信號的分析與處理，其主要的工作原理是將幅、頻、相三者緊密結合在一起進行分析和處理，而傳統(tǒng)付氏譜則只關注幅與頻的分析和處理。所以，這一方法的應用不僅彌補了傳統(tǒng)付氏譜存在的不足與缺陷，同時也促進頻振動信號分析處理效率的有效提升。

2.3智能化

所謂智能化，是指一套能夠自動完成數(shù)據處理、分析、故障識別等一系列工作的開發(fā)型專家系統(tǒng)。機械設備故障診斷技術的智能化能夠大大減輕診斷工作量，也能夠大大提升機械設備故障診斷的效率和準確性。而要建立故障診斷專家系統(tǒng)，必須要對機械設備故障的形成機理進行細致的研究分析，讓系統(tǒng)的知識庫不斷充實完善起來，從而能夠擺脫制約專家系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸，使其能夠更好、更有效地發(fā)揮作用。另外，機械設備故障診斷技術的智能化還需要把模糊神經網絡方法與專家系統(tǒng)相結合，讓模糊神經網絡具有自學習、自組織以及聯(lián)想等智能化功能，從而推動機械設備故障診斷系統(tǒng)的自我發(fā)展和完善。而機械設備故障診斷系統(tǒng)也逐漸從集中式發(fā)展為分布式，通過系統(tǒng)軟硬件生產設計的規(guī)范化、標準化、模塊化，來縮短機械設備故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)周期，大大地提高其可靠性。

2.4網絡化

機械設備故障診斷技術在新世紀要取得長足的發(fā)展，網絡化是一個無法回避的重要方面。計算機技術和通信技術的飛速發(fā)展，使得網絡設備故障診斷技術成為可能?，F(xiàn)在各種通信手段已經成為網絡連接，依靠網絡，可以有效地鏈接多個故障診斷系統(tǒng)，使彼此之間的信息共享＼資源共享，也有助于提高機械設備故障診斷的質量。此外另外，由故障診斷系統(tǒng)與數(shù)據采集系統(tǒng)組成的網絡也具有非常重要的作用，它能夠對機組實施有效地管理，對企業(yè)來說，這樣既能夠減少其設備投資，也能夠提高設備利用率，甚至還可以與企業(yè)的MIS系統(tǒng)相聯(lián)結，促進企業(yè)管理的一體化和現(xiàn)代化。

3結語

總之，機械設備故障發(fā)生的頻率隨著其設備復雜程度的日益提升而增加，因此，相關部門必須加大機械設備故障診斷決策與方法研究的力度，才能促進機械設備故障診斷效率有效提高。另外，隨著科學技術的不斷發(fā)展，智能控制技術在機械設備故障診斷技術中的應用也必將越來越廣泛，而這對于促進機械設備運行效率的提升具有積極的促進作用。

參考文獻

[1]鞠萍華.旋轉機械早期故障特征提取的時頻分析方法研究[D].重慶大學，2010.

[2]呂德衍.振動信號分析在乳化器故障診斷中的應用研究[D].杭州電子科技大學，2010.

（作者單位：1 可口可樂遼寧（北）飲料有限公司；

2 北方重工集團有限公司冶金裝備分公司）