往復壓縮機故障診斷研究現(xiàn)狀及展望

李雪梅

摘 要：往復式壓縮機作為一種通用的重要機械在工業(yè)上有較為廣泛的應用，然而在故障診斷方面較復雜，因此在故障診斷技術方面的研究一直都受到各界的廣泛關注。文章主要闡述了往復壓縮機現(xiàn)階段的診斷技術并對往復式壓縮機中常見的故障和機理進行了分析，進而提出了研究技術的難點以及今后發(fā)展的主要方向，希望對該方面的研究有所裨益。

關鍵詞：往復壓縮機；故障診斷；研究

前言

目前，隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，工廠的許多機械設備等都向著自動化的目標發(fā)展，帶來的問題就是機械設備的復雜化使一些零部件之間一環(huán)扣一環(huán)，聯(lián)系更加緊密。若是某一部分出現(xiàn)了故障就會導致整個設備的運行受阻，進而造成較大的經(jīng)濟損失，更嚴重的會造成人員的傷亡。所以，機械設備的正常運行過程中，若是能夠及時正確的預報或是診斷出隱含的故障因素，能夠使壓縮機在保證完整的情況下檢查出出現(xiàn)故障的部件，進而能夠防止事故的出現(xiàn)，能為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

1 往復壓縮機故障診斷技術研究現(xiàn)狀

每個企業(yè)在進行往復壓縮機故障診斷技術的選擇時，需要將每種技術實施過程中的可能性以及優(yōu)缺點進行仔細的對比，必須要保證技術的科學合理才能進行下一步實施，進而挑選出最適合機械的故障診斷方法。

1.1 通過分析油液進行故障診斷的技術

在往復壓縮機正常運行的過程中，只要涉及到兩個運動的面發(fā)生接觸就一定會引起磨損的現(xiàn)象。根據(jù)具體的實驗數(shù)據(jù)可知，運行過程中的不同時間段，往復壓縮機的潤滑油會呈現(xiàn)出較大差異的衰敗長度，磨損的微粒也會有明顯不同的特征，主要從形貌、大小、分布以及數(shù)量上有所體現(xiàn)。所以，在潤滑油中對于往復壓縮機的相關信息都有所體現(xiàn)，進行油液的分析故障診斷就是根據(jù)這一原理。收集觀察往復壓縮機所使用的潤滑油，再通過各種不同的檢測措施，進而分析潤滑油的使用狀況以及是否攜帶或攜帶多少的磨損微粒等各項信息，能夠綜合評價出所使用的潤滑油及設備放入磨損程度，相關的工作人員就能判斷出潛在的故障存在。這種故障分析方法的分析的對象是潤滑油的磨損微粒與機械性能衰敗的信息，因此在實施此種故障診斷的技術之前首要的任務是對分析樣品的收集，再進行檢測得到數(shù)據(jù)，進而通過分析所得數(shù)據(jù)判斷出故障的存在與否以及進行預防的方案。由于這一技術的綜合性，要求往復壓縮機中的零部件都具有不同且明顯的特征，只有這樣才能保證診斷結(jié)果的準確性。

1.2 進行參數(shù)測定的故障診斷技術

往復壓縮機內(nèi)的每一個部件都有顯著地不同，包括在零部件發(fā)生損壞之前和被破壞之后，所以需要借助于機器的測定來對零部件進行性能的檢測，再將得到的數(shù)據(jù)與標準的數(shù)據(jù)進行比較，進而得出有異常的數(shù)據(jù)，并確定往復壓縮機出現(xiàn)故障的位置，而且要根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)與標準的數(shù)據(jù)差異情況進一步推斷出故障的下一步發(fā)展趨勢。對機械進行測試的過程中，可供測量的對象是不固定的，所以每一次進行測試得到的參數(shù)也是不同的，因此根據(jù)測試對象的不同主要采取兩種方式進行診斷，即電力參數(shù)測定和熱力參數(shù)的測定。在對往復壓縮機的故障診斷中，通常都選擇熱力參數(shù)的測定方法，因為這種方法能夠較大方面的檢測出往復壓縮機在熱力性能方面的故障。另外在進行多級壓縮的過程中，需要根據(jù)溫度的變化和壓力的變化數(shù)據(jù)進行初步的診斷，得出出現(xiàn)故障的根本原因，這也是熱力參數(shù)測試方法的直接體現(xiàn)，然而這種方法的缺點是只能進行粗略的判斷出故障出現(xiàn)的原因而不能具體化，要求技術人員能夠結(jié)合氣缸的溫度壓力信號以及功能圖進行進一步的考慮，從更深層次考慮出現(xiàn)故障的原因。

1.3對振動情況進行分析的故障診斷技術

在往復壓縮機運行的條件下，往復壓縮機中的零件之間會產(chǎn)生作用力，進而引發(fā)噪聲和振動，若是零部件之間發(fā)生磨損，往復壓縮機的動力學性能將會出現(xiàn)相應的改變。所以，技術人員應該對往復壓縮機外部的噪聲和振動信號的進行精確的測量，再根據(jù)測量的結(jié)果數(shù)據(jù)進一步探討分析其內(nèi)部有可能出現(xiàn)的故障情況。然而在實際的操作中，噪聲會極易受到周圍環(huán)境的影響，因此正確的振動數(shù)據(jù)要求保證故障的診斷技術獲得高度準確性是關鍵因素。同時，技術人員應該通過獲取頻域以及時域的征兆進行故障的精確診斷?；蛘吣軌蚴褂帽砀竦姆绞桨殉渥闱要毺氐恼駝有盘栴l譜值輸入計算機中，并整理成為故障頻譜數(shù)據(jù)庫，那么在診斷的時候，就可以將譜峰進行對比分析，可以根據(jù)譜峰的高度變化和預測每種故障出現(xiàn)的根本原因，以及出現(xiàn)頻率及分布情況，將多種情況加以綜合就可以得出正確的診斷結(jié)果。然而，這種方法最大的缺點就是故障譜峰數(shù)據(jù)庫的制作需要花費大量的人力物力來開展模擬實驗。因此，在實際的操作中，需要經(jīng)常收集正常情況下某一組的時域信號，再與正常狀態(tài)下往復壓縮機的指標進行比較，若是測得的數(shù)值大于標準的極限指標，那么就可以確定往復壓縮機已經(jīng)出現(xiàn)了故障，正處于異常運行狀態(tài)。

2 往復壓縮機故障診斷技術的展望

2.1 往復壓縮機機械的診斷技術要與設計及制造相結(jié)合發(fā)展

現(xiàn)階段，有許多的往復壓縮機生產(chǎn)廠家，在進行設計和制造往復壓縮機時，沒有將診斷技術與設計及制造相結(jié)合發(fā)展。所以，在今后的壓縮機設計和制造的過程中考慮到故障診斷，如可以將光纖傳感器預先就埋在柴油機的內(nèi)部，能夠為以后的機械診斷和維修提供較大的方便，進而避免了由于間接的測量診斷而帶來的誤差，同時也能省去大量且復雜的數(shù)據(jù)信號處理的過程。

2.2 加強往復壓縮機中具有共性故障診斷方法的研究

在往復壓縮機故障的診斷過程中，根據(jù)經(jīng)驗可知有些具有共性的故障出現(xiàn)，因此需要進行系統(tǒng)的歸納和總結(jié)，其基本的思路是：在不同的設備當中，如果運行的參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點之間有相似部分的零部件，一般情況下故障的表現(xiàn)形式以及機理也具有相似性，因此信號的采集和處理的方法也基本相同。所以，針對某種零部件，只需要構(gòu)建一個診斷相似的模塊，就能實現(xiàn)在不同的設備中使用。這樣一來，建立好了不同零部件的故障診斷模塊，再遇到較為復雜的設備后，只需要將零部件進行細化就能快速的診斷出系統(tǒng)存在的問題。

2.3 將信息處理技術與分析技術的綜合應用

技術人員應該能夠充分的利用信號處理的技術，提高信息的分析能力，進而增強模塊建立的識別能力。然而過去的最為典型的就是傅里葉變換信號處理技術，目前該方法的使用受到了多方面的限制，現(xiàn)階段已經(jīng)不能勝任機械故障的檢測，取而代之的是新興的時頻分析法，該方法將會得到廣泛的應用和充分的發(fā)展

2.4 往復壓縮機故障診斷趨向智能化

目前，往復壓縮機在人工智能化故障診斷中，專家系統(tǒng)和神境網(wǎng)絡的研究方向上已經(jīng)取得了較大的進步，但是在往復壓縮機的故障診斷中仍然存在著許多亟需解決的問題。人工智能化的神經(jīng)網(wǎng)絡呈現(xiàn)大規(guī)模的并列分布處理系統(tǒng)，而且具有很好的自學性和組織性，更重要的是能夠從故障中學習，進而聯(lián)想記憶和功能匹配等模式，如果能進一步利用好智能化技術，將會很好的解決技術人員解決不了的問題。

3 結(jié)束語

在今后往復式壓縮機發(fā)展的進程中主要發(fā)展的趨勢是人工智能化以及計算機輔助數(shù)據(jù)的分析等先進技術，進而開發(fā)實現(xiàn)往復壓縮機的在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)實現(xiàn)資源的共享，進一步提高故障診斷的準確度，這也是往復式壓縮機故障診斷技術的一個創(chuàng)新之處。

參考文獻

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