往复压缩机故障诊断研究现状及趋势

（江阴职业技术学院机电工程系，江苏省无锡市，214405） 程寿国 刘金南 刘夙伟

（江阴职业技术学院后勤处，江苏省无锡市，214405） 曹以将

往复压缩机在石油化工等许多行业广泛应用，又因往复压缩机结构复杂，在长期工作中难免会出现气阀等故障引起一系列的事故。所以，往复压缩机故障诊断一直是国内外学者研究的热点之一。

1 往复压缩机故障诊断主题相关论文在知网中检索概况

以往复压缩机故障诊断为主题词在中国知网检索文献286篇，其中期刊论文182篇；检索到博士学位论文10 篇，硕士论文64 篇。论文的主要来源主要是压缩机技术，东北石油大学，北京化工大学和流体机械。来源分布图如图1所示。与国家自然科学基金相关论文25 篇。论文作者主要来自于东北石油大学，北京化工大学和哈尔滨工业大学等单位。论文主要作者所在机构如图2所示。

图1 往复压缩机故障诊断相关论文主要来源分布

图2 往复压缩机故障诊断相关论文主要作者机构分布

在检索的论文中气阀相关的研究144 篇，其主要原因在于气阀出现故障频率高和易于检测且气阀的原理研究也相对成熟。往复压缩机与裂纹故障诊断相关论文2篇。除“往复压缩机故障诊断”关键搜索词本身外，故障监测、容错技术、振动信号、故障诊断方法（技术）和特征提取等关键词是研究论文中出现频率最高的几个词汇。也可以这样认为，以上研究就是围绕这些词汇相关领域进行研究的。

2 往复压缩机故障诊断主题相关论文在web of science数据库中检索概况

在web of science 数据库中检索后发现，研究人员总数排在前几位的国家分布为：中国，美国，英国，加拿大和印度。在web of science 数据库中检索文献类型分布情况见表1，发表论文最多的几个大学分别是：重庆大学、西安交通大学、哈德斯菲尔德大学、华中科技大学和哈尔滨工业大学。

表1 往复压缩机故障诊断在web of science数据库中检索统计

3 往复压缩机故障诊断研究现状

目前往复压缩机故障诊断主要针对气阀和轴承间隙的故障模拟与诊断，已经取得了许多研究成果。舒悦、张玉龙和张谦等学者对以往复压缩机阀片断裂故障、气阀泄漏故障等分析诊断方法进行了研究[1-3]。王金东，赵海洋等学者团队对轴承间隙故障进行模拟与诊断，并对往复压缩机轴承故障特征提取方法进行了研究[4-6]。肖顺根等学者利用拉格朗日方程和材料力学知识对含有柔性活塞杆的往复压缩机间隙故障进行了研究，在其运动中发现了众多混沌现象[7]。

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4 往复压缩机故障诊断研究存在的问题和未来趋势

4.1 存在的问题

往复压缩机故障样本缺乏。重复的模拟故障和诊断造成研究资源浪费。往复压缩机的实验研究较少，工业生产中往复压缩机的故障检测数据较少，在检测数据中混杂着大量的噪声干扰，有效快速的特征提取方法较少。对关键部件疲劳寿命的研究较少，故障模拟没有很好的贴合实际生产中出现的问题。耦合故障样本更少。信号处理方法研究较多但很难有标准数据集进行验证。

4.2 未来研究趋势

从现有的单一故障模拟诊断研究发展成为多故障进行耦合的研究。数学、力学、材料科学和化学等多学科进行交叉的综合性研究越来越多。近年来，机械故障自愈方法和多源信息融合的研究将会越来越多用于大型往复压缩机的研究中[8，9]。