淺談機電設備故障檢測診斷的技術(shù)

馮斌

摘要：機電設備故障檢測診斷技術(shù)是機電設備狀態(tài)管理的核心技術(shù)之一，是維修模式的決定因素。主要是通過獲得設備在各種工況下表現(xiàn)出來的振動、噪聲、溫度以及潤滑油、介質(zhì)油、工作參數(shù)、泄漏等所有狀態(tài)信息的綜合分析來識別設備的狀態(tài)、異常類型及程度，其本質(zhì)是一個包含信號采集信息提取、信息綜合、故障識別和信息利用的過程。在狀態(tài)管理中，檢測診斷技術(shù)的作用覆蓋從信息獲取到識別和利用的所有機電技術(shù)過程。

關(guān)鍵詞：機電設備;故障檢測;診斷技術(shù)

一、機電設備故障檢測診斷技術(shù)的意義

生產(chǎn)設備具有高度自動化、連續(xù)化、規(guī)?；?、精密化、裝備先進、結(jié)構(gòu)復雜的特點，設備管理與維修的目的是確保設備功能、精度、可靠性和效率，并通過設備改造，持續(xù)滿足對產(chǎn)品升級、產(chǎn)能質(zhì)量提高及綠色生產(chǎn)的要求。隨著設備現(xiàn)代化程度的提高，機電設備管理原有的維修方式事后維修和預防維修，已不能滿足其需要，與之相適應的維修模式是以狀態(tài)維修為主多種維修方式并存的管理模式。狀態(tài)維修的關(guān)鍵是設備狀態(tài)信息的管理與掌握。

設備檢測診斷技術(shù)做為設備狀態(tài)信息管理的核心支撐技術(shù)之一，所發(fā)揮的作用越來越突出，如果檢測診斷技術(shù)和手段落后，設備的劣化趨勢和故障不能及時準確地診斷，設備的狀態(tài)不能準確地把握和掌控，就無法進行狀態(tài)管理與維修。因此，只有重視和普及推廣應用設備檢測診斷這門前沿技術(shù)，并走點、線的結(jié)合，區(qū)域和中心的結(jié)合，設備狀態(tài)、工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量等信號的結(jié)合的綜合檢測診斷發(fā)展之路，才能適應設備大型化、連續(xù)化、電氣自動化和網(wǎng)絡化帶來的信息激增的局面，實現(xiàn)機電設備管理現(xiàn)代化。

二、機電設備故障檢測診斷技術(shù)的主要作用

1、正確指導維護檢修，確保設備穩(wěn)定可靠經(jīng)濟高效運行

機電設備的不同零部件有不同的壽命周期，盲目地解體或更換將造成人力、物力、備品備件的極大浪費。一般情況下很難僅憑人的感官和經(jīng)驗把故障原因檢查出來，而復雜、先進的設備是不能輕易進行拆卸檢查的。這就要求運用先進的儀器和科學的方法即運用設備故障檢測診斷技術(shù)，對狀態(tài)信息做出準確的判斷，供相關(guān)部門依據(jù)這些狀態(tài)信息制定維護檢修計劃，包括維修時間、檢查內(nèi)容和更換部件等等，以提高維修費用的經(jīng)濟性。

2、復雜設備的狀態(tài)受工藝過程的影響

不合適的參數(shù)匹配，可能引起某些故障特征，此時的設備狀態(tài)信息所反映的現(xiàn)象不能孤立地視為設備問題;工藝或操作性問題也可能引發(fā)設備故障。于是需要通過運行參數(shù)的調(diào)節(jié)來改善設備的狀態(tài)。工藝過程、設備狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量所提供的信息互相制約，只有通過有機協(xié)調(diào)，狀態(tài)才能保持最佳。

3、為設備的設計制造、改造完善、工藝升級

產(chǎn)品質(zhì)量提高等保證設備所具有的工作能力，包括功能、精度、效率、可靠性、運行參數(shù)、環(huán)境指標、能量消耗等方面處于最佳狀態(tài)。

三、設備故障檢測診斷的工作內(nèi)容

設備故障檢測診斷工作的主要內(nèi)容是圍繞設備運行狀態(tài)的相關(guān)信息的有效獲取，并應用各種分析處理技術(shù)和方法手段，得出狀態(tài)結(jié)果，在設備管理各環(huán)節(jié)中有效應用。設備狀態(tài)管理的過程，是通過技術(shù)手段和管理方式的結(jié)合，實現(xiàn)狀態(tài)管理各項功能和目標的過程。

1、設備基本屬性信息獲取

設備基本屬性信息包括設備的基本參數(shù)（代碼信息、型號、功率、投產(chǎn)日期等）、設備的設計性能參數(shù)（性能曲線、額定功率、額定轉(zhuǎn)速等）、設備各類部件型號規(guī)格（軸承、齒輪等通用備件的型號或參數(shù)、用油品種等）和設備的產(chǎn)能信息（產(chǎn)品的規(guī)格品種、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量要求等）等。

2、設備運行過程中的物理量值和狀態(tài)判斷過程中間信息的獲取

（1） 新設備投入運行時的原始測量值獲取。包括安裝尺寸等靜態(tài)量的原始測量值及振動、溫度、應力、電流等動態(tài)量的原始測量值。這些狀態(tài)信息不僅可以作為評價設備設備原始狀態(tài)的有效依據(jù)，也是以后設備維修時狀態(tài)的恢復標準。

（2）設備運行中各類動態(tài)物理量獲取。對不同的設備類別而言，表征狀態(tài)的動態(tài)物理量也有較多的選擇。如機械設備有振動、噪聲、轉(zhuǎn)速、溫度、應力、磨損、變形等;電氣設備有電壓、電流、介損、耐壓等;液壓設備有清潔度、壓力、流量、動態(tài)響應等。這些狀態(tài)信息由各類設備維護、生產(chǎn)運行、專業(yè)檢測人員等通過檢查或測量獲得。

（3）經(jīng)分析處理后能表征狀態(tài)的中間數(shù)據(jù)獲取。包括與故障判斷相關(guān)的各類統(tǒng)計值、特征值、圖譜等，主要由各類計算方法、數(shù)據(jù)處理儀器裝備對直接測量信息進行處理后獲得，如運用振動診斷領(lǐng)域內(nèi)的時域分析、頻域分析、概率密度統(tǒng)計等產(chǎn)生的數(shù)值、譜圖、曲線等，磨損分析的磨粒形貌，紅外成像的溫度場分布等。這些中間數(shù)據(jù)是故障判斷的主要依據(jù)。

3、從設備檢修、維護及其他渠道獲取的狀態(tài)信息

從設備管理的相關(guān)部門或系統(tǒng)獲取涉及設備檢修、維護的項目、周期等信息，了解故障發(fā)生的各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計，包括發(fā)生的實績及原因統(tǒng)計，以及設備備件的庫存情況、制造周期、費用情況等信息。此外，在跟蹤檢修結(jié)果反饋方面，主要了解檢修后運行的情況，了解檢修內(nèi)容及更換備件的情況，了解過程中更換部件異常的程度及其他相關(guān)情況。

四、開展機電設備故障檢測診斷工作的前提條件

1、掌握提升基本技能

要做好設備檢測診斷工作，前提條件之一是提升專業(yè)人員自身的基本技能，包括對設備本身及工藝有一定了解，如設備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、生產(chǎn)運行的工藝過程，輸入輸出等?；菊莆展收系臋C理，搞清故障原因及其狀態(tài)效應，出現(xiàn)故障之后對應的物理特征。能夠進行故障概率的統(tǒng)計分析，歸納常見故障的模式和特征，選擇最合適的手段和方法，對癥提取故障敏感參數(shù)及特征，制定相應的處理方案和措施。

2、重視推廣應用機電設備檢測診斷技術(shù)

設備故障檢測診斷技術(shù)是狀態(tài)管理的核心技術(shù)之一，是維修模式的決定因素，其主要作用是獲得設備的結(jié)果狀態(tài)信息，即根據(jù)設備在各種工況下表現(xiàn)出來的振動、噪聲、溫度以及潤滑油、介質(zhì)油、工作參數(shù)、泄漏等所有狀態(tài)信息的綜合分析來識別設備的狀態(tài)、異常類型及程度，其本質(zhì)是一個包含信號采集信息提取、信息綜合、故障識別和信息利用的過程。在狀態(tài)管理中，診斷技術(shù)的作用覆蓋從信息獲取到識別和利用的所有技術(shù)過程。因此，現(xiàn)代大型流程企業(yè)，只有重視和普及推廣應用設備檢測診斷這門前沿技術(shù)，并走點、線的結(jié)合，區(qū)域和中心的結(jié)合，設備狀態(tài)、工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量等信號的結(jié)合的綜合檢測診斷發(fā)展之路，才能適應設備大型化、連續(xù)化、自動化和網(wǎng)絡化帶來的信息激增的局面，實現(xiàn)設備管理現(xiàn)代化。

3、充分利用網(wǎng)絡和信息技術(shù)

隨著規(guī)模擴大，特別是一業(yè)多地的局面已經(jīng)形成，單一的、各自獨立的檢測診斷系統(tǒng)已不能適應形勢發(fā)展的要求，網(wǎng)絡技術(shù)與設備診斷技術(shù)相結(jié)合的分布綜合檢測診斷系統(tǒng)應運而生，這種系統(tǒng)以計算機網(wǎng)絡為基礎(chǔ)，把分布在各處的傳感器與各種服務器和管理站點聯(lián)系起來，并綜合利用設備狀態(tài)、工藝生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量等信號，資源能夠共享，尤其是遠程診斷網(wǎng)絡，實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)、分析軟件和診斷知識和經(jīng)驗的共享，診斷專家在異地可以實時地對設備故障進行會診，提高診斷的準確性。利用網(wǎng)絡還能夠?qū)ο嚓P(guān)人員進行培訓，提升設備人員的技術(shù)素質(zhì)。

結(jié)論：

通過以上的分析可以發(fā)現(xiàn)，機電設備監(jiān)測診斷技術(shù)就是以機電設備管理、狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷為內(nèi)容，以建立現(xiàn)代維修制度—預知維修，降低維修費用為目標。對設備進行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是設備實行點檢，進而實行預知維修的前提和技術(shù)基礎(chǔ)，而預知維修則是依據(jù)監(jiān)測診斷的結(jié)果采取的一種適時維修。

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