三、機械設(shè)備故障診斷技術(shù)

　　（一）機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型

　　故障診斷是研究機械設(shè)備運行狀態(tài)變化的信息，進而識別、預(yù)測和監(jiān)視機械運行狀態(tài)的技術(shù)方法。

　　故障診斷的基本模型如圖4-5所示。圖中St（f）是載荷或應(yīng)力向量，M（f）是故障機理傳遞函數(shù)，E（f）是異常模式（模型）向量，x（f）是設(shè)備狀態(tài)向量，H（f）是E（f）和X（f）之間的傳遞函數(shù)。機器或設(shè)備在正常工作時[M／（f）＝l]其狀態(tài)向量X（f）是由外因St（f）和內(nèi)因H（f）共同決定的，當出現(xiàn)異?；蚬收蟍即M（f）不為1或St（f）超過正常值。前者稱為結(jié)構(gòu)異常，后者稱為偏離操作規(guī)范]之后，X（f）除與外因St（f）和內(nèi)因H（f）有關(guān)外，還與載荷超差及故障機理傳遞函數(shù)M（f）有關(guān)。

　　在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，設(shè)備的狀態(tài)向量是設(shè)備異常或故障信息的重要載體，是設(shè)備故障診斷的客觀依據(jù)，所以及時而正確地掌握狀態(tài)向量是進行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他檢測手段進行狀態(tài)信號的監(jiān)測。

　?。ǘ┕收显\斷的基本流程及實施步驟

　　故障診斷的基本工藝流程它包括診斷文檔建立和診斷實施兩大部分。

　　診斷實施過程是故障診斷的中心工作，它可以細分為4個基本步驟：

　?。?）信號檢測。按不同診斷目的選擇最能表征設(shè)備狀態(tài)的信號，對該類信號進行全面地檢測，并將其匯集在一起，形成一個設(shè)備工作狀態(tài)信號子集，該子集稱為初始模式向量。

　?。?）特征提取（或稱信號處理）。將初始模式向量進行維數(shù)變換、形式變換，去掉冗余信息，提取故障特征，形成待檢模式。

　?。?）狀態(tài)識別。將待檢模式與樣板模式（故障檔案）對比，進行狀態(tài)分類。

　?。?）診斷決策。根據(jù)判別結(jié)果采取相應(yīng)的對策。對策主要是指對設(shè)備及其工作進行必要的預(yù)測和干預(yù)。

　?。ㄈ┕收显\斷與狀態(tài)監(jiān)測

　　故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測，是廣義故障診斷中不可分割的兩個有機組成部分。嚴格地講，狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是兩個不同的概念。狀態(tài)監(jiān)測一般由現(xiàn)場操作人員進行。故障診斷則一般由專門人員進行，他們只是在確定設(shè)備已發(fā)生異常的基礎(chǔ)上對異常設(shè)備進行處理，提取故障特征，識別設(shè)備狀態(tài)并提出診斷決策。雖然理論上兩者是有根本差異的，但實際中由于兩者的密切相關(guān)性，往往把狀態(tài)監(jiān)測也劃歸在故障診斷的研究范疇中，統(tǒng)稱為設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測或簡稱為故障診斷。由于狀態(tài)監(jiān)鋇，）是故障診斷的前提，因此有時也把狀態(tài)監(jiān)測稱為故障診斷實施的第一階段，而把狹義故障診斷稱為故障診斷實施的第二階段。

　　（四）振動監(jiān)測與診斷技術(shù)

　　1．振動定義

　　物體圍繞其平衡位置做往復(fù)運動稱為振動。按頻率范圍振動可分為低頻振動（f10kHz）。按振動信號的統(tǒng)計特征可分為穩(wěn)態(tài)振動和隨機振動。

　　2．振動信號的檢測與分析

　　振動信號一般用位移、速度或加速度傳感器來測量。

　　傳感器應(yīng)盡量安裝在診斷對象的振動敏感點或離核心部位最近的關(guān)鍵點。對于低頻振動，一般要從3個互相垂直的方向上進行檢測。對于高頻振動，通常只從一個方向上進行檢測。

　　3．振動診斷中的故障判別標準

　　機械設(shè)備種類繁多，故障類型、失效形式及振動方式各異，因此很難提出統(tǒng)一的故障判別準則及故障模式。為研究設(shè)備的老化狀態(tài)、危險程度、重要程度等，必須按照設(shè)備各自的情況來確定標準。

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