起重機械金屬結構振動與故障診斷思考

王鵬

摘 要：在橋梁以及旋轉設施故障分析這些有關領域當中，驅動檢測技術已經形成一套健全的系統，這個系統重點包括檢測原理和方式以及故障診斷和識別等各個方面。針對起重機械技術構造服役有關安全評價工作，在分析施工現場振動相關檢測信息數據結論后得到，金屬構造本身疲勞失效和結構振動響應擁有對應的關聯。因此，本文主要闡述了起重機金屬構造振動與故障相關問題，旨在給其提供一定的參考和幫助。

關鍵詞：起重機械；金屬構造；振動；故障診斷

最近幾年，社會經濟發展速度不斷加快，促使工業和技術進步，起重機械在多種特定情況下產生的疲勞問題十分顯著，并且疲勞和過度振動二者有著極強的聯系。并且振動和疲勞引發的起重機械在使用時間里產生意外事故的案例相對較多，很多安全事故對于施工人員人身安全和企業社會和經濟效益方面有著不利的影響。因此，下面將進一步探索起重機械金屬構造振動和故障診斷。

1 起重機械金屬結構振動和故障診斷存在的問題

1.1 振動失效和故障機理研究不夠

在當前研究當中，對于因為振動引起的起重機金屬構造失效和故障機理探索重視不夠充分，由非動態疲勞方面進行分析，構造疲勞破壞問題重點是思考構造設計方面應力和應變布置，由構造疲勞失效和構造振動反映中間內部特點去看，振動疲勞屬于導致疲勞失效的因素之一。而導致中機械的核心金屬構造和重點零部件在服役階段。因為腐蝕銹蝕和裂紋以及磨損等一系列的因素，導致金屬構造受力情況發生變化。構造內應力分布，原有頻率變化，這就導致構造疲勞失效，這和構造振動反映有著緊密的聯系。非靜態在和激勵時常又發模態和荷載振動產生耦合作用，遭受損壞的地方通常是部分振動過程中應變大，并且存在缺陷或者是應力匯聚的地方，破壞的起因是部分振動和應力匯聚這兩個因素的一起作用。因為振動疲勞破壞十分復雜，單純的使用非動態疲勞方式無法滿足提升評價成果可靠和穩定方面的要求，在起重機械安全評價過程中，應該使用金屬構造振動相關探索。

探索不充分的重點因素包含，大規模起重設施故障激勵探索一般需要關系到許多數學和力學相關的知識，也就是工程構造的簡化和力學模型的構建十分困難。故障機理探索必須要匯集很多試驗驗證，一個模型簡化科學故障模擬典型，測試數據準確的試驗平臺，相當于是系統的工程。對于簡單故障正確表征，還應該工程具體的驗證，其在具體工程中一般是可遇不可求的。另外，對于旋轉設備故障診斷的理論以及工程分析相對較多，而對于起重機金屬構造和主要零件研究缺不是很多。

1.2 振動故障診斷方式單一

其中機械金屬構造服役安全評價第一點必須要分析設施使用過程中獲得的多種信號，之后將信號當中多種有價值的信息提取出來，在當中獲得和故障有關的特征，最后通過特征診斷故障，最近幾年，運用十分廣泛的短時傅立葉變換等均是由內積原理當作基礎的特征波形基函數信號分解，主要目的是巧妙的使用和特征波形適合的基函數，對于信號進行良好的處理，提出故障征兆，進而完成故障診斷。對于系統前提的故障和輕微以及符合還有系統這些故障的診斷方式還不是十分完善，合理的診斷方式還不是很多，金屬構造在服役時無法避免出現損傷和前期故障，其擁有可能性以及動態響應的微弱性。而符合和系統這兩種故障因為多種因素耦合以及傳播渠道繁瑣，通常造成單一信號處理方式無法真正了解故障的形成因素。

2 起重機金屬構造振動與故障診斷策略

2.1 起重機械金屬構造振動檢測

由起重機械整體構造方面來講，振動探索重點包括了檢測系統相關動態特點參數，例如，固定存在的頻率檢測和阻尼比和振型檢測這些方面。當中進一步解析分析方式和試驗分析對策巧妙結合的模態分析技術，均結合了模態檢測的改進技術理念和構造強度檢測實驗經驗，必須要事先建立構造有限元的模型，之后通過計算，獲得構造有關有限元的模態數據，使用構造有限元模態參數完成構造模態實驗相關操作步驟的改進，從而在某種程度上加強模態實驗收獲的構造模態參數安全性和穩定性，還有準確性。其中囊括了詳細的構造模態試驗對應懸掛地方和機理部位和檢測部位一系列相關內容。采取這種試驗分析的方式，現場實際測量獲得的模態以及解析分析方式模態完成對比，進而達到金屬構造損害為題的辨識，研究出金屬構造存在的故障問題，這種對比分析的方式，能夠加強設備故障測量的精準程度，確保有效性，并且收獲更加準確的金屬振動對應結構和模態參數。

2.2 起重機械振動故障診斷

要由簡單故障診斷探索轉變成群故障分析，起重機械金屬構造或者是重點零部件磨損以及脫落，還有裂紋這些故障，時常會一起產生或者是接連產生，當中振動信號并不是很多單一故障征兆信號的重疊，重點是故障特征信號的巧妙合作，如果由簡單故障完成起重機械金屬構造使用安全診斷，將會導致產生錯誤判斷的情況。而在實施起重機械安全評價的過程中，簡單故障診斷，當前通常使用信號處理方式，并且引發振動信號有關特點以及別的相關干擾因素，這樣去區分起來難度不是很大，還能夠在簡單故障損害方法辨識和故障診斷的基礎上，模分析群故障偶爾特點以及對應一次性分離和診斷的方式，從而達到多處故障損害方法的診斷。由零部件故障分析變成總體系統故障分析探索，其中機械內部零件振動故障通常是對于重點零部件，而這種零部件產生的振動故障經常不只診斷出有關誘發性的多個組航，很難有效處理總體系統故障。在其中機械系統實施總體故障診斷的時候，必須在系統整體性和聯系性當作出發點，主要探索系統當中全部構成動力的規律和聯系，進而獲得零部件故障診斷初步結論，最終研究出故障核心因素。

3 結語

通過本文對起重機械金屬結構振動與故障診斷的進一步闡述，使我們了解到必須要采取一系列對策解決起重機金屬結構振動和故障診斷存在的問題。因此，希望通過本文的闡述，能夠給其提供一定的參考和幫助。

參考文獻

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[2]李屹東.基于疲勞失效的造船起重機金屬結構安全性評價[D].浙江大學，2012.

（作者單位：阿克蘇地區特種設備檢驗檢測所）