機械設備故障診斷與監測的常用方法及其發展趨勢

摘?要：在現代機械生產加工中離不開機械設備的支持，但是機械設備經過長時間的運轉，不可避免的會發生故障，尤其是齒輪、軸承等部位，因此必須要對機械設備進行故障診斷和監測，從而做好維修和維護工作，避免給機械生產造成影響，也能夠保證操作人員的安全，本文對機械設備故障診斷與監測的常用方法進行了分析，并且對未來的發展趨勢進行了討論。

關鍵詞：機械設備;故障診斷與監測;方法;發展

目前，機械設備的故障診斷與監測已經成為企業設備管理的重要內容，通過對機械設備運行過程的監測能夠有效的分析設備的運行狀況，預測可能會發生的故障隱患，從而及時的發現并處理問題，在降低了設備維護費用的同時保證了機械設備的正常生產，隨著機械設備故障診斷技術的不斷發展，大數據技術、人工智能等逐漸得到了應用，因此機械設備故障診斷與監測勢必要朝著智能化、自動化、科學化的方向發展。

一、機械設備故障診斷與監測的常用方法

（一）直接觀察監測

在傳統的機械設備故障診斷中，直接觀察監測是一種技術人員經常使用的方法，在機械設備發生故障時，技術人員用眼睛看、用耳朵聽，并結合自身的工作經驗和對設備的了解判斷設備故障，但是隨著機械設備的大型化和精細化發展，這種監測方法已經不適用了。

（二）振動監測診斷

目前首選的監測方法主要是振動監測診斷技術，根據設備的振動參數和振動特點對設備的運行狀態和故障類型進行預測和探究，這種方法的優勢主要在于操作簡便、形象準確，而且振動參數多維化，投入的成本也不高。在機械設備運行過程中，通常情況下要選擇一個關鍵點，例如最容易發生問題的點以及靠近核心診斷的點，然后通過對速度、加速度、位移等參數進行測量，真實、客觀的反映出機械設備運行的情況，在關鍵點采集機械設備運行狀況信息之后，將其輸送到數模轉換器，將模擬信息轉變為數據信息，對這些數據進行處理分析，通過頻譜的形式呈現出來，從而實現對機械設備的判斷[1]。

（三）紅外測溫診斷

所謂紅外測溫診斷技術就是利用機械設備的溫度情況進行監測診斷的技術，對機械設備的各個部位的溫度以及變化情況進行測量和判斷分析，能夠及時的發現其中存在的故障，例如發動機的排煙管堵塞、零件出現磨損、部分電器燒毀、液壓系統油液性能都會引起機械設備相應部位溫度升高，溫度監測是機械設備監測的一種重要方式。要進行溫度監測就要有精確的測溫儀器，對于普通的溫度傳感器來說，所測得的溫度數值不夠精確，再加上很多機械設備需要露天作業，因此監測系統非常容易受到外界環境的影響，而紅外測溫儀能夠對設備進行遠距離的遙控測溫，除此之外還能夠對所測得的信息進行處理分析和判斷，對測量數據進行修正和補償，準確的給出機械設備的工作溫度，與此同時還能夠實現與計算機之間的信息連接，因此紅外測溫診斷技術有效的發揮出了測溫診斷的作用[2]。

（四）油液光譜分析

一般情況下，如果機械設備的潤滑工作不到位，就有可能造成設備發生故障，所以杜宇一些有液壓和潤滑系統的設備，油液光譜分析也是一種機械設備故障診斷與監測的方法，通過光譜分析和潤滑油中的細小顆粒就能夠判斷為何會發生機械設備故障。

二、機械設備故障診斷與監測的發展趨勢

隨著科學技術的不斷發展，機械設備故障診斷與監測技術得到了很大的進步，機械設備故障診斷的方法也更加的多樣化，在未來的發展中勢必要融入很多新技術，例如信息融合技術、智能決策算法、網絡集成資源和容錯控制等等。

（一）信息融合技術

隨著現代生產要求不斷提高，要求更加全面的了解設備的運行狀態，所以要對設備進行全方位、多角度的監測。因此，采用多個傳感器，在設備的關鍵點同時對各種參數進行極愛內測，并且應用信息融合的方法，對采集的信號進行處理，從而得到更加可靠的故障信號，例如傅里葉變換和小波變換處理方式的應用，使故障特征分析技術出現了突破性的進展[3]。

（二）智能決策算法

近年來人工智能技術得到了快速的發展，因此在機械設備故障診斷與監測上也可以應用人工智能控制的核心算法，例如遺傳算法、模糊控制、粗糙集理論等智能決策算法在故障診斷中具有非常大的優勢，首先模糊理論的應用比較方便，只需要建立合適的模糊矩陣和隸屬函數就能夠準確的判斷問題，節省了大量的時間;其次利用神經網絡判斷故障便于準確的處理繁雜的信息;再次遺傳算法的應用能夠同時處理多個問題，在寬泛查找問題方面效率很高;最后如果信息不全，或者精度不夠，粗糙理論能夠在數據缺失的情況下診斷故障。

（三）網絡集成資源

近年來，局域網發展迅速，而且在工業控制方面起到了很大的作用，尤其是在信息的收集和分析方面展現出了很大的優勢。因此在未來的機械設備故障診斷與監測上，利用局域網技術，將信號監測設備與計算機連接起來，利用計算機強大的計算能力能夠使故障診斷分析更加準確、迅速，也能夠確保機械設備更加穩定的運行。

（四）容錯控制

容錯控制是工業自動控制發展的重要方向，能夠不斷改進和提高機械設備自動控制系統中自我故障處理能力，及時系統發生了故障，也能夠滿足機械設備的運行需要，繼續安全穩定的運行，要想實現系統的容錯控制，首先就要有充足的設計方法，或是在機械設備裝置設計過程中設置自我補償機構，或是設備的運行參數能夠自我調節。

三、結語

綜上所述，機械設備故障診斷與監測在現代工業中有著舉足輕重的重要作用，在傳統的機械設備故障診斷與監測中，方法有很多，但是無論是哪一種方法都有一定的局限性，因此在未來的發展過程中必須要進行更加深入的研究，不斷的優化和完善方法，在現代信息技術的推動下，機械設備故障與診斷技術的數字化、自動化、智能化程度必然會不斷提高，機械設備的運行效率也會越來越高，對于企業設備管理水平的提高有很大幫助，也更加有利于現代化工業的發展。

參考文獻：

[1]王光宇.機械故障診斷與監測方法的研究[J].現代經濟信息，2018，（24）：379.

[2]車立志，劉倩婧.機械設備故障診斷技術研究[J].煤礦機械，2016，37（3）：3-5.

[3]杜陽.機電設備狀態監測與故障診斷技術研究[J].環球市場，2016，（10）：172.

作者簡介：魏天友（1973-），男，漢族，河北承德人，本科，機械工程師，研究方向：機械。