机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展.pdf
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1、171工 艺 与 装 备机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展林含笑臧能义(新疆工程学院,乌鲁木齐 830023)摘要:在现代化能源生产环境中,机械设备扮演着重要角色。然而,机械设备在运行过程中难免会出现各种故障,如何快速准确地诊断和监测故障,对于保障机械设备的稳定运行具有重要意义。因此,介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展情况,以期为相关领域的研究和实践提供参考。关键词:机械设备;故障诊断;监测;常用方法Common Methods and Development of Mechanical Equipment Fault Diagnosis and MonitoringLIN
2、 Hanxiao,ZANG Nengyi(Xinjiang Institute of Engineering,Urumqi 830023)Abstract:In modern energy production environments,mechanical equipment plays a crucial role.However,various faults are inevitable during the operation of mechanical equipment.How to quickly and accurately diagnose and monitor these
3、 faults is of great significance for ensuring the stable operation of mechanical equipment.This article will introduce some commonly used methods and their development for fault diagnosis and monitoring of mechanical equipment,in order to provide references for research and practice in related field
4、s.Keywords:mechanical equipment;fault diagnosis;monitoring;common method随着科学技术的快速发展,各行业自动化机械水平越来越高。生产中要保证设备的安全可靠运行,以免造成重大的经济损失。要实时监控和诊断机器的运行状况,根据诊断结果制定相应的预防措施,从而达到预防和减少机器运行事故的目的1。故障检测与诊断技术正是基于此而发展的一门新学科,在机械工程领域中的应用日益广泛,受到了越来越多重视,并获得了快速发展。1机械故障诊断和监测技术的发展及现状机械故障诊断和监测技术是保障机械设备正常运行的重要手段,也是现代化生产发展的必要技术。2
5、0 世 纪 60 年代末,美国国家宇航局创立了美国机械故障预防小组,英国成立了机械保健中心,开始了对机械故障诊断与监测技术的研究。在此后的几十年中,随着理论研究和实际应用的发展,状态监测与故障诊断技术得到了迅速发展,并产生了巨大的经济效益和社会效益。在国内,设备监测与故障诊断产业起步较晚,但经过多年快速发展,从技术理论到应用实践都取得了巨大进步2。国内先后开发了各种类型的传感器,如屯涡流传感器、速度传感器、加速度传感器和温度传感器等,同时在信号分析与处理技术方面引入先进的信号分析手段,如快速傅里叶变换、Wigner 谱分析和小波变换等。此外,人工智能和专家系统在故障诊断中得到了广泛应用,如日常
6、机械故障诊断专家系统等。随着自动化技术水平的不断提高,工业设备制造和工程系统的复杂性大大增加。系统的可靠性和安全性是保障经济效益和社会效益的关键因素,也是我国先进装备制造业和传统工业自动化升级的重要基础。因此,机械设备故障诊断和监测技术的应用,越来越受到各行业的重视。随着技术的不断发展,机械故障诊断和监测技术的发展呈现出多元化的发展趋势,如基于互联网的远程监测技术、基于人工智能的智能诊断技术等。这些新技术的发展,为机械故障诊断和监测技术的发展带来了新的机遇和挑战。2机械设备故障诊断和监测的方法2.1振动监测振动监测是一种广泛应用于机械设备故障诊断和监测的方法。振动监测可以通过安装在设备上的振动
7、传感器监测设备的振动情况,包括振动的频率、振幅、相位等信息。通过分析这些信息,可以判断设备是否存在故障或异常。振动监测可以应用于各种机械设备,如旋转机械、往复机械以及高压电气系统等。对于旋转机械,如电机、压缩机与发电机等,振动监测能够实时监测和预警其运行状态,从而有效避免机械故障和事故的发生3。例如,通过监测电机轴承的振动情况,可以判断轴承是否出现磨损或松动等故障,从而及时进行维护和检修。现 代 制 造 技 术 与 装 备1722023 年第 9 期总第 322 期除实时监测外,振动监测还可以用于设备的故障诊断和预测。通过对设备历史振动数据的分析,可以识别设备的故障模式和特征,进而预测设备寿命
8、和潜在故障。例如,在发电机组中,通过分析发电机的振动信号,可以预测发电机的寿命和维护需求,从而提前进行维修和更换,避免电力中断和设备损坏。除传统的振动监测方法外,随着人工智能和大数据技术的发展,一些新技术被应用于振动监测领域。例如,基于深度学习的振动监测方法可以利用大量历史数据进行分析和学习,从而更准确地预测设备的故障和维护需求。此外,一些新型传感器和监测技术不断涌现,如光纤传感器、智能传感器等,可以更好地监测设备的振动情况。2.2温度监测温度监测是一种常用的机械设备故障诊断和监测方法。通过监测设备的温度,可以判断设备是否正常运行。一般情况下,设备温度升高意味着设备存在过载、摩擦或热故障等问题
9、。温度监测可以利用不同类型的温度传感器实现,如热电偶、红外测温仪、接触式和非接触式温度传感器等。这些传感器可以监测设备的表面温度、内部温度或环境温度等。通过对这些信息的分析,可以判断设备的运行状态和是否存在过载、摩擦或热故障等问题。例如,电机中如果电机轴承出现磨损或松动等故障,会导致电机运行时的摩擦增加,导致电机温度升高4。因此,通过监测电机的温度,可以判断电机轴承是否存在故障。同样,在机械设备中,如果设备存在过载或传动系统出现摩擦等故障,会增加设备运行时产生的热量,导致设备温度升高。因此,通过监测设备温度,可以判断设备是否存在过载或摩擦等故障。除实时监测外,温度监测还可以用于设备的故障诊断和
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