工程機械故障診斷技術應用的研究

邵博

（黑龍江交通職業技術學院 黑龍江齊齊哈爾 161000）

工程機械作業多在露天條件下，工作環境惡劣，工作強度大，因此故障率較高。一旦工程機械出現了故障，將會嚴重影響工程進度，影響工程經濟效率，甚至釀成生產安全事故。因此，對工程機械故障診斷技術研究，能夠及時、正確地對各種異常狀態或故障做出診斷，預防或消除故障，對設備的運轉進行必要的指導，提高設備運行的可靠性，安全性和有效性，以期把故障損失降低到最低水平。

1 研究概述

工程機械故障診斷技術的應用主要研究故障診斷的方法、儀器、設備在實際工程機械運用與維修當中恰當有效的使用，有效排除工程機械故障或將故障消滅在發生的初期，延長工程機械的使用壽命。

工程機械工作正常，是指其工作性能完好，或者工作性能有所下降但是仍在允許范圍之內。一旦其工作性能下降到工作狀態發生改變，甚至喪失一些性能和功能，則稱之為故障。工程機械故障在運行中可以通過狀態信號來預判或者顯示。通過監測轉速、溫度、聲音、震動、尾氣成份濃度等工作狀態信號，將其與數據庫對比，能夠實現有效排除工程機械故障或將故障消滅在發生的初期，延長工程機械的使用壽命。

2 狀態監測

對工程機械各個工作參數進行監測，采集信號。信號是進行故障診斷的依據。對工程機械各個工作狀態參數的監測，主要有步驟有：

（1）特征信號的采集。對特征信號的采集，通常依靠傳感器以及電路電壓變化作為手段。特征信號采集的范圍包括工程機械運行的各個工作狀態參數。設備診斷方法，根據狀態信號的物理特征有以下10種：振動診斷是以機械振動、沖擊、機械導納以及模態參數為檢測目標；聲學診斷是以噪聲（聲壓和聲強）、聲阻、超聲、聲發射為檢測目標；溫度診斷是以溫度、溫差、溫度場、熱象為檢測目標；污染物診斷是以泄漏，殘留物，氣、液、固體磨粒成分變化為檢測目標；光學診斷是以亮度、光譜和各種射線效應為檢測目標；性能趨向診斷是以機械設備各種主要性能指標為檢測目標。強度診斷是以力、應力、轉矩為檢測目標；壓力診斷是以壓力、壓差以及壓力脈動為檢測目標；電參數診斷是以電流、電壓、電阻、功率等電信號及磁特性為檢測目標；表面形貌診斷是以變形、裂紋、斑點、凹坑、色澤等為檢測目標。

（2）信號的轉換。因為ECU的語言識別特性，對于一些信號要進行A/D轉換或者D/A轉換，甚至進行一些濾波整流或篩選，然后才輸入ECU。

（3）信號的提取與處理。 ECU將從各傳感器以及信號電路傳送過來的各個工作狀態信號進行與故障有關的信號提取，與數據庫中的正常工作狀態信號數據進行對比，根據對比結果羅列故障指向性部位。

（4）診斷決策。根據工程機械工作狀態信號監測與對比分析結果，對于一些潛在故障進行預測分析，對于指向性故障進行維修提示。

3 工程機械故障診斷系統的應用

工程機械故障診斷系統，是一種依靠計算機實現輔助診斷的系統，系統的功能除了提供故障指向性信息之外，還具備打印、存貯、資料查詢與專家遠程幫助等拓展功能。工程機械技術人員可以使用此系統通過人機對話調取故障信息以及與故障相關、與解決故障相關的信息。這系統需要配備強大的數據庫作為資源，數據庫包括工程機械運行的正常參數，還包括工程機械的維修資料以及建立在維修專家經驗匯總基礎上的診斷推理數據。

4 結束語

工程機械故障診斷系統，能夠將傳統的故障出現以后的維修轉換到故障預報維修，以主動維修的方式有效排除工程機械故障或將故障消滅在發生的初期，延長工程機械的使用壽命。這門技術還處于發展初期階段，其功能，由其是遠程專家系統的功能還有待于研究完善。

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