起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)振動(dòng)與故障診斷思考

王鵬

摘 要：在橋梁以及旋轉(zhuǎn)設(shè)施故障分析這些有關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中，驅(qū)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)形成一套健全的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)重點(diǎn)包括檢測(cè)原理和方式以及故障診斷和識(shí)別等各個(gè)方面。針對(duì)起重機(jī)械技術(shù)構(gòu)造服役有關(guān)安全評(píng)價(jià)工作，在分析施工現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)相關(guān)檢測(cè)信息數(shù)據(jù)結(jié)論后得到，金屬構(gòu)造本身疲勞失效和結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)擁有對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)。因此，本文主要闡述了起重機(jī)金屬構(gòu)造振動(dòng)與故障相關(guān)問題，旨在給其提供一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)械；金屬構(gòu)造；振動(dòng)；故障診斷

最近幾年，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，促使工業(yè)和技術(shù)進(jìn)步，起重機(jī)械在多種特定情況下產(chǎn)生的疲勞問題十分顯著，并且疲勞和過度振動(dòng)二者有著極強(qiáng)的聯(lián)系。并且振動(dòng)和疲勞引發(fā)的起重機(jī)械在使用時(shí)間里產(chǎn)生意外事故的案例相對(duì)較多，很多安全事故對(duì)于施工人員人身安全和企業(yè)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益方面有著不利的影響。因此，下面將進(jìn)一步探索起重機(jī)械金屬構(gòu)造振動(dòng)和故障診斷。

1 起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)振動(dòng)和故障診斷存在的問題

1.1 振動(dòng)失效和故障機(jī)理研究不夠

在當(dāng)前研究當(dāng)中，對(duì)于因?yàn)檎駝?dòng)引起的起重機(jī)金屬構(gòu)造失效和故障機(jī)理探索重視不夠充分，由非動(dòng)態(tài)疲勞方面進(jìn)行分析，構(gòu)造疲勞破壞問題重點(diǎn)是思考構(gòu)造設(shè)計(jì)方面應(yīng)力和應(yīng)變布置，由構(gòu)造疲勞失效和構(gòu)造振動(dòng)反映中間內(nèi)部特點(diǎn)去看，振動(dòng)疲勞屬于導(dǎo)致疲勞失效的因素之一。而導(dǎo)致中機(jī)械的核心金屬構(gòu)造和重點(diǎn)零部件在服役階段。因?yàn)楦g銹蝕和裂紋以及磨損等一系列的因素，導(dǎo)致金屬構(gòu)造受力情況發(fā)生變化。構(gòu)造內(nèi)應(yīng)力分布，原有頻率變化，這就導(dǎo)致構(gòu)造疲勞失效，這和構(gòu)造振動(dòng)反映有著緊密的聯(lián)系。非靜態(tài)在和激勵(lì)時(shí)常又發(fā)模態(tài)和荷載振動(dòng)產(chǎn)生耦合作用，遭受損壞的地方通常是部分振動(dòng)過程中應(yīng)變大，并且存在缺陷或者是應(yīng)力匯聚的地方，破壞的起因是部分振動(dòng)和應(yīng)力匯聚這兩個(gè)因素的一起作用。因?yàn)檎駝?dòng)疲勞破壞十分復(fù)雜，單純的使用非動(dòng)態(tài)疲勞方式無(wú)法滿足提升評(píng)價(jià)成果可靠和穩(wěn)定方面的要求，在起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)過程中，應(yīng)該使用金屬構(gòu)造振動(dòng)相關(guān)探索。

探索不充分的重點(diǎn)因素包含，大規(guī)模起重設(shè)施故障激勵(lì)探索一般需要關(guān)系到許多數(shù)學(xué)和力學(xué)相關(guān)的知識(shí)，也就是工程構(gòu)造的簡(jiǎn)化和力學(xué)模型的構(gòu)建十分困難。故障機(jī)理探索必須要匯集很多試驗(yàn)驗(yàn)證，一個(gè)模型簡(jiǎn)化科學(xué)故障模擬典型，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的試驗(yàn)平臺(tái)，相當(dāng)于是系統(tǒng)的工程。對(duì)于簡(jiǎn)單故障正確表征，還應(yīng)該工程具體的驗(yàn)證，其在具體工程中一般是可遇不可求的。另外，對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷的理論以及工程分析相對(duì)較多，而對(duì)于起重機(jī)金屬構(gòu)造和主要零件研究缺不是很多。

1.2 振動(dòng)故障診斷方式單一

其中機(jī)械金屬構(gòu)造服役安全評(píng)價(jià)第一點(diǎn)必須要分析設(shè)施使用過程中獲得的多種信號(hào)，之后將信號(hào)當(dāng)中多種有價(jià)值的信息提取出來(lái)，在當(dāng)中獲得和故障有關(guān)的特征，最后通過特征診斷故障，最近幾年，運(yùn)用十分廣泛的短時(shí)傅立葉變換等均是由內(nèi)積原理當(dāng)作基礎(chǔ)的特征波形基函數(shù)信號(hào)分解，主要目的是巧妙的使用和特征波形適合的基函數(shù)，對(duì)于信號(hào)進(jìn)行良好的處理，提出故障征兆，進(jìn)而完成故障診斷。對(duì)于系統(tǒng)前提的故障和輕微以及符合還有系統(tǒng)這些故障的診斷方式還不是十分完善，合理的診斷方式還不是很多，金屬構(gòu)造在服役時(shí)無(wú)法避免出現(xiàn)損傷和前期故障，其擁有可能性以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)的微弱性。而符合和系統(tǒng)這兩種故障因?yàn)槎喾N因素耦合以及傳播渠道繁瑣，通常造成單一信號(hào)處理方式無(wú)法真正了解故障的形成因素。

2 起重機(jī)金屬構(gòu)造振動(dòng)與故障診斷策略

2.1 起重機(jī)械金屬構(gòu)造振動(dòng)檢測(cè)

由起重機(jī)械整體構(gòu)造方面來(lái)講，振動(dòng)探索重點(diǎn)包括了檢測(cè)系統(tǒng)相關(guān)動(dòng)態(tài)特點(diǎn)參數(shù)，例如，固定存在的頻率檢測(cè)和阻尼比和振型檢測(cè)這些方面。當(dāng)中進(jìn)一步解析分析方式和試驗(yàn)分析對(duì)策巧妙結(jié)合的模態(tài)分析技術(shù)，均結(jié)合了模態(tài)檢測(cè)的改進(jìn)技術(shù)理念和構(gòu)造強(qiáng)度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，必須要事先建立構(gòu)造有限元的模型，之后通過計(jì)算，獲得構(gòu)造有關(guān)有限元的模態(tài)數(shù)據(jù)，使用構(gòu)造有限元模態(tài)參數(shù)完成構(gòu)造模態(tài)實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作步驟的改進(jìn)，從而在某種程度上加強(qiáng)模態(tài)實(shí)驗(yàn)收獲的構(gòu)造模態(tài)參數(shù)安全性和穩(wěn)定性，還有準(zhǔn)確性。其中囊括了詳細(xì)的構(gòu)造模態(tài)試驗(yàn)對(duì)應(yīng)懸掛地方和機(jī)理部位和檢測(cè)部位一系列相關(guān)內(nèi)容。采取這種試驗(yàn)分析的方式，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量獲得的模態(tài)以及解析分析方式模態(tài)完成對(duì)比，進(jìn)而達(dá)到金屬構(gòu)造損害為題的辨識(shí)，研究出金屬構(gòu)造存在的故障問題，這種對(duì)比分析的方式，能夠加強(qiáng)設(shè)備故障測(cè)量的精準(zhǔn)程度，確保有效性，并且收獲更加準(zhǔn)確的金屬振動(dòng)對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)和模態(tài)參數(shù)。

2.2 起重機(jī)械振動(dòng)故障診斷

要由簡(jiǎn)單故障診斷探索轉(zhuǎn)變成群故障分析，起重機(jī)械金屬構(gòu)造或者是重點(diǎn)零部件磨損以及脫落，還有裂紋這些故障，時(shí)常會(huì)一起產(chǎn)生或者是接連產(chǎn)生，當(dāng)中振動(dòng)信號(hào)并不是很多單一故障征兆信號(hào)的重疊，重點(diǎn)是故障特征信號(hào)的巧妙合作，如果由簡(jiǎn)單故障完成起重機(jī)械金屬構(gòu)造使用安全診斷，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷的情況。而在實(shí)施起重機(jī)械安全評(píng)價(jià)的過程中，簡(jiǎn)單故障診斷，當(dāng)前通常使用信號(hào)處理方式，并且引發(fā)振動(dòng)信號(hào)有關(guān)特點(diǎn)以及別的相關(guān)干擾因素，這樣去區(qū)分起來(lái)難度不是很大，還能夠在簡(jiǎn)單故障損害方法辨識(shí)和故障診斷的基礎(chǔ)上，模分析群故障偶爾特點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)一次性分離和診斷的方式，從而達(dá)到多處故障損害方法的診斷。由零部件故障分析變成總體系統(tǒng)故障分析探索，其中機(jī)械內(nèi)部零件振動(dòng)故障通常是對(duì)于重點(diǎn)零部件，而這種零部件產(chǎn)生的振動(dòng)故障經(jīng)常不只診斷出有關(guān)誘發(fā)性的多個(gè)組航，很難有效處理總體系統(tǒng)故障。在其中機(jī)械系統(tǒng)實(shí)施總體故障診斷的時(shí)候，必須在系統(tǒng)整體性和聯(lián)系性當(dāng)作出發(fā)點(diǎn)，主要探索系統(tǒng)當(dāng)中全部構(gòu)成動(dòng)力的規(guī)律和聯(lián)系，進(jìn)而獲得零部件故障診斷初步結(jié)論，最終研究出故障核心因素。

3 結(jié)語(yǔ)

通過本文對(duì)起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)振動(dòng)與故障診斷的進(jìn)一步闡述，使我們了解到必須要采取一系列對(duì)策解決起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)振動(dòng)和故障診斷存在的問題。因此，希望通過本文的闡述，能夠給其提供一定的參考和幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]咼中樑，王偉雄，陳健，等.起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)振動(dòng)與故障診斷的研究[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2013，（12）：6-11.

[2]李屹東.基于疲勞失效的造船起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)[D].浙江大學(xué)，2012.

（作者單位：阿克蘇地區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)所）