淺談機電設備故障檢測診斷的技術

馮斌

摘要：機電設備故障檢測診斷技術是機電設備狀態管理的核心技術之一，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出來的振動、噪聲、溫度以及潤滑油、介質油、工作參數、泄漏等所有狀態信息的綜合分析來識別設備的狀態、異常類型及程度，其本質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。在狀態管理中，檢測診斷技術的作用覆蓋從信息獲取到識別和利用的所有機電技術過程。

關鍵詞：機電設備;故障檢測;診斷技術

一、機電設備故障檢測診斷技術的意義

生產設備具有高度自動化、連續化、規?；?、精密化、裝備先進、結構復雜的特點，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，持續滿足對產品升級、產能質量提高及綠色生產的要求。隨著設備現代化程度的提高，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維修為主多種維修方式并存的管理模式。狀態維修的關鍵是設備狀態信息的管理與掌握。

設備檢測診斷技術做為設備狀態信息管理的核心支撐技術之一，所發揮的作用越來越突出，如果檢測診斷技術和手段落后，設備的劣化趨勢和故障不能及時準確地診斷，設備的狀態不能準確地把握和掌控，就無法進行狀態管理與維修。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，并走點、線的結合，區域和中心的結合，設備狀態、工藝生產和產品質量等信號的結合的綜合檢測診斷發展之路，才能適應設備大型化、連續化、電氣自動化和網絡化帶來的信息激增的局面，實現機電設備管理現代化。

二、機電設備故障檢測診斷技術的主要作用

1、正確指導維護檢修，確保設備穩定可靠經濟高效運行

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，對狀態信息做出準確的判斷，供相關部門依據這些狀態信息制定維護檢修計劃，包括維修時間、檢查內容和更換部件等等，以提高維修費用的經濟性。

2、復雜設備的狀態受工藝過程的影響

不合適的參數匹配，可能引起某些故障特征，此時的設備狀態信息所反映的現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設備故障。于是需要通過運行參數的調節來改善設備的狀態。工藝過程、設備狀態和產品質量所提供的信息互相制約，只有通過有機協調，狀態才能保持最佳。

3、為設備的設計制造、改造完善、工藝升級

產品質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、環境指標、能量消耗等方面處于最佳狀態。

三、設備故障檢測診斷的工作內容

設備故障檢測診斷工作的主要內容是圍繞設備運行狀態的相關信息的有效獲取，并應用各種分析處理技術和方法手段，得出狀態結果，在設備管理各環節中有效應用。設備狀態管理的過程，是通過技術手段和管理方式的結合，實現狀態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（代碼信息、型號、功率、投產日期等）、設備的設計性能參數（性能曲線、額定功率、額定轉速等）、設備各類部件型號規格（軸承、齒輪等通用備件的型號或參數、用油品種等）和設備的產能信息（產品的規格品種、生產能力、產品質量要求等）等。

2、設備運行過程中的物理量值和狀態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量的原始測量值及振動、溫度、應力、電流等動態量的原始測量值。這些狀態信息不僅可以作為評價設備設備原始狀態的有效依據，也是以后設備維修時狀態的恢復標準。

（2）設備運行中各類動態物理量獲取。對不同的設備類別而言，表征狀態的動態物理量也有較多的選擇。如機械設備有振動、噪聲、轉速、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、動態響應等。這些狀態信息由各類設備維護、生產運行、專業檢測人員等通過檢查或測量獲得。

（3）經分析處理后能表征狀態的中間數據獲取。包括與故障判斷相關的各類統計值、特征值、圖譜等，主要由各類計算方法、數據處理儀器裝備對直接測量信息進行處理后獲得，如運用振動診斷領域內的時域分析、頻域分析、概率密度統計等產生的數值、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。這些中間數據是故障判斷的主要依據。

3、從設備檢修、維護及其他渠道獲取的狀態信息

從設備管理的相關部門或系統獲取涉及設備檢修、維護的項目、周期等信息，了解故障發生的各類數據統計，包括發生的實績及原因統計，以及設備備件的庫存情況、制造周期、費用情況等信息。此外，在跟蹤檢修結果反饋方面，主要了解檢修后運行的情況，了解檢修內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，如設備的基本結構、工作原理、生產運行的工藝過程，輸入輸出等?；菊莆展收系臋C理，搞清故障原因及其狀態效應，出現故障之后對應的物理特征。能夠進行故障概率的統計分析，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

設備故障檢測診斷技術是狀態管理的核心技術之一，是維修模式的決定因素，其主要作用是獲得設備的結果狀態信息，即根據設備在各種工況下表現出來的振動、噪聲、溫度以及潤滑油、介質油、工作參數、泄漏等所有狀態信息的綜合分析來識別設備的狀態、異常類型及程度，其本質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。在狀態管理中，診斷技術的作用覆蓋從信息獲取到識別和利用的所有技術過程。因此，現代大型流程企業，只有重視和普及推廣應用設備檢測診斷這門前沿技術，并走點、線的結合，區域和中心的結合，設備狀態、工藝生產和產品質量等信號的結合的綜合檢測診斷發展之路，才能適應設備大型化、連續化、自動化和網絡化帶來的信息激增的局面，實現設備管理現代化。

3、充分利用網絡和信息技術

隨著規模擴大，特別是一業多地的局面已經形成，單一的、各自獨立的檢測診斷系統已不能適應形勢發展的要求，網絡技術與設備診斷技術相結合的分布綜合檢測診斷系統應運而生，這種系統以計算機網絡為基礎，把分布在各處的傳感器與各種服務器和管理站點聯系起來，并綜合利用設備狀態、工藝生產和產品質量等信號，資源能夠共享，尤其是遠程診斷網絡，實現了測試數據、分析軟件和診斷知識和經驗的共享，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。利用網絡還能夠對相關人員進行培訓，提升設備人員的技術素質。

結論：

通過以上的分析可以發現，機電設備監測診斷技術就是以機電設備管理、狀態監測和故障診斷為內容，以建立現代維修制度—預知維修，降低維修費用為目標。對設備進行狀態監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基礎，而預知維修則是依據監測診斷的結果采取的一種適時維修。

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