机电设备故障诊断技术

张衍彬

摘 要：机电设备的出现，不仅实现了劳动力的解放，而且还能够代替人们高质高效地完成多项作业。由此可见，机电设备走向智能化的发展趋势必将成为必然。识别机电设备运行状态的科学技术，对预防事故、保证设备和人身安全有着重要的作用。通过对机电设备故障诊断的现状分析，举例介绍了振动监测技术、噪音检测法、红外线检测法和射线扫描检测，通过这些检测手段和所检测的信息特征分析，有效地判断系统的工作状态，以达到 设备效率和运行的可靠性。

关键词：机电设备；故障诊断；诊断技术

1 引言

随着社会经济的快速发展，机电设备也得到了广泛的应用。机电设备的出现，不仅实现了劳动力的解放，而且还能够代替人们高质高效地完成多项作业，但是机电设备故障诊断发展比较为缓慢。机电设备故障诊断原因主要来自于设备的自动化和集成化，其发挥着预防事故、保障人身和设备安全、推动设备维修制度的改革、提高企业经济效益的作用。通过对信息的采集和分析处理来判断设备工作的状态是否正常，如果发生故障则需要查明故障部位、性质、程度及其发展趋势，以便于快速对机电设备故障进行维修，减少损失，提高经济效益。

2 机电设备故障诊断技术的历史和发展现状

机电设备故障诊断技术的发展可以分成三个阶段：机电设备故障诊断初级阶段的经验和专业知识总结的判断阶段；计算机信息处理及动态监测阶段；机电设备故障诊断系统智能化转化为监测、诊断、管理的快速发展阶段。

现今机电设备的故障诊断技术仍然多数采用传统的诊断方法，故障不可能是单独零件出现故障，牵一发而动全身，整个机电设备可能都存在着故障问题，我国对故障的处理主要来自于以往的经验分析和先进科学技术的应用管理，最终筛选出以下几种常用的技术值得使用：振动监测技术、噪音检测法、红外线检测法和射线扫描检测法。在未来的发展趋势里，这几项技术依旧会得到推广与使用，新的技术也会在科技的进步中被创造与发明。

3 机电设备故障诊断中常用的技术

3.1 振动监测技术

振动监测技术由传感器、测量仪器、记录仪器和分析仪器四部分组成，从测量参数上来说，振动测量参数有位移、速度、加速度，实际测量和时候应根据系统振动选战合理地选定测量参数，这样才能最直接的反应故障的严重性。振动监测技术从测量数度的角度来说，低频时应测量位移，中频时应测量速度，调频时应测量加速度，整个测试的适用范围频率在10Hz～1000Hz的机械振动，测点选择的时候对尺寸小的设备允许只测一点（一点三个方向），如果外形较大的设备则应该环绕机器外部，在具有代表性的分散点测量它在相互垂直的三个方向上的振动量值。关于这项技术的使用标准，我国严格按照国际通用的ISO-DR2372＼ISODR3945《转速为600pm～1200rpm的机械振动判定标准》执行，但也在逐步制定有关行业振动检测标准。

3.2 噪音检测法

噪音检测法主要有两种：（1）简易现场检测，常用普通声级计（噪声剂量计）检测设备的噪音，在检测前估算出设备的尺寸，确定好位置后开始检测，一般设备要选择4个测试点，大型设备需要选择6个测试点，测量高度上小型设备在三分之二处，大型设备在八分之一处，对于风机、压缩机或者水泵这些设备可以参考日本JIS标准。（2）ISO近场测试法，需要在平面内画出整个设备的包线络线，也要了解到环境是一个自由场几乎没有反射，测量距离增加一倍噪音就会降低6dB，测量高度控制在设备的二分之一到三分之一间，没测点的最大值与最小值的差低于5 dB，算出平均值即可，超过的话就要用能量平均的办法来计算。

3.3 红外线检测法

红外线检测法是一种波长为760nm～0.3mm的电磁波，是一种看不见的光线，红外线除具有可见光的一般特殊性外，还具有穿透某些物质或被某些物质吸收，反射的特点。红外线检测法利用了普朗克定律、下无立锥之地位移定理，属于一种新兴起的综合性科学技术，有助于无损检测，并不伤害机电设备本身，以不破坏被检目标的使用性能为前提，应用被人类已知的物理和化学知识，对机电设备进行有效的检测和测试，借以评价它们的有关性能。

3.4 射线扫描检测

利用射线扫描检测技术来判断机电设备是否存在故障，是国外近十几年发展起来的一项先进的检测技术，但是在应用过程中，国外一般只提供技术上的支持与服务，对于技术本身的核心部分是保密的。直到20世纪末，我国长岭炼油化工有限责任公司与石油大学合作，经过三年的研究，完成了射线扫描检测的形制工作。射线扫描检测技术是透过设备的厚度与密度及该设备对射线的吸收系数有关，设备在运行中是否存在故障，需要在扫描后得到扫描图谱，并对扫描图谱进行分析后确定。扫描检测系统通常由硬件和软件两个部分组成，硬件包括了探测器、移动结构、射线源、射线扫描仪器和计算机，软件包括数据信息采集和系统控制两个部分，相比较于上面几种检测方法，射线扫描检测法多用于医学检验当中，不仅造福于人类，更是对社会的发展起到了积极的推动作用。

4 传统检测方法存在的问题

机电设备的故障诊断技术一直沿用着传统的诊断方式，但随着社会经济的发展，机电设备诊断技术已经得到了广泛的应用。但是我国的机电设备故障诊断技术仍然没有形成一体化管理体系和成熟的诊断技术规范。现有的机电设备故障诊断主要是针对不同机电故障来进行单一的研究和分析，然而机电设备故障的诊断都是根据故障的类型来判断和分析并最终确定诊断的，在实际的使用中很少能把真正的理论和方法得以运用，且没有一个评价该理论和方法的标准。机电设备故障诊断的准确性也是急需解决的至关重要的问题，只有在提升故障诊断的准确率，才能缩短故障的维修时间，以减少损失，提高经济效益。但提高故障诊断技术准确率的关键是要快速确定故障的特点，这是一个非常复杂的问题。机电设备的故障不可能是单独零件出现故障，它总是牵一发而动全身，是比较多元化的，包括了电机的制造技术、材料、安装、运行、维护等因素。电机故障一般能通过声音来判断震动大小从而发现异常，这及可能是安装技术和材料的使用存在差异造成的。由于电机设备的内部零件的组成之间存在较大的差异，大大降低了判断故障的准确性，导致设备正常运行时和发生故障时的运行没有很明显的区分，特别是故障初期更不明显，设备能正常工作，当这种故障出现时我们就很难判断是否有异常或是某个零件发生故障。现在，国内外的机电设备故障诊断技术研究是一个开放性的课题，因此建立一套完整的故障诊断理体系以用于判断机电设备故障已经成为这一门技术迫在眉睫的课题。

5 总结

机电设备在现代化工业中的地位越来越重要，机电设备的远程监测和诊断系统已经成为全世界信息化高速发展和人类社会的信息化交流产物，关于机电设备故障的诊断技术也随着需要提升，多种多样的检测技术有助于全方位的对设备进行故障检测，能在一定程度上减少设备故障造成人员伤亡和经济损失。在未来的发展道路上，机电设备故障的检测对机电系统的安全性和可靠性尤为重要，需要大力倡导与发展。

参考文献：

[1] 刘占山.大型煤矿机电设备故障检测技术的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2017（14）：76～77.

[2] 张树华.煤矿机电设备中故障检测诊断技术的探讨[J].煤炭科技，2016（2）：107～108.

[3] 解永新.煤矿机电设备故障诊断技術探讨[J].工业c， 2016（6）：189～190.