2015年安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》：機械設備故障

　　三、機械設備故障診斷技術(shù)

　?。ㄒ唬C械設備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型

　　故障診斷是研究機械設備運行狀態(tài)變化的信息，進而識別、預測和監(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）有關外，還與載荷超差及故障機理傳遞函數(shù)M（f）有關。

　　在設備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中，設備的狀態(tài)向量是設備異?；蚬收闲畔⒌闹匾d體，是設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：

　　（1）信號檢測。按不同診斷目的選擇最能表征設備狀態(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)果采取相應的對策。對策主要是指對設備及其工作進行必要的預測和干預。

　?。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，他們只是在確定設備已發(fā)生異常的基礎上對異常設備進行處理，提取故障特征，識別設備狀態(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。為研究設備的老化狀態(tài)、危險程度、重要程度等，必須按照設備各自的情況來確定標準。

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