机械设备故障诊断概述

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随着现代工业及科学技术的迅速发展，生产设备日趋大型化、集成化、高速化、自动化和智能化，设备在生产中的地位越来越重要，对设备的管理也提出了更高的要求，能否保证一些关键设备的正常运行直接关系到一个行业发展的各个层面。现代化工业生产一旦因故障停机损失将是十分巨大。因此，设备诊断这一技术，日益引起人们的重视，并在理论和实践应用方面得到了迅猛发展。

1、 机械设备故障诊断的发展过程

设备的故障诊断是指在一定的工作环境下，根据机械设备运行过程中产生的各种信息判别机械设备是正常运行还是发生了异常现象，并判定产生故障的原因和部位，以及预测、预报设备状态的技术。故障诊断的实质就是状态的识别，诊断过程主要有三个步骤：第一步是检测设备状态的特征信号，如振动、噪声、温度等；第二步就是从所检测到的特征信号中提取征兆；第三步是故障的模式识别。

机械设备故障诊断技术的发展可以分为以下几个阶段：

（1） 基于故障事件的故障诊断阶段。当出现故障后才检查故障原因和发生部位，故障诊断的手段是通过对设备的解体分析并借助以往的经验以及一些简单的仪器。

（2） 基于故障预防的故障诊断阶段。该阶段故障诊断的目的在于为合理的维修周期的制定提供依据，并在定期维修前检查突发性故障，保证在故障出现之前就能排除故障。这一阶段的诊断手段主要是一些简单的状态检测仪，多设有一定运行参数的报警值，能够对突发故障进行预测。

（3） 基于故障预测的故障诊断阶段。该阶段故障诊断是以信号采集与处理为中心，多层次、多角度地利用各种信息对设备的状态进行评估，针对不同的设备采取不同的措施。属于正常运行状态的设备，可依据原先的检测计划进行检测；属于故障进行性发展的设备，重点检测；而个别故障较严重发展的设备，应及时停机进行故障诊断。

2、 开展故障诊断技术研究的意义

当前，我国的工矿企业中大型设备的数目越来越多，其在生产中的重要性不言而喻，关键设备的检测和诊断技术所带来的社会效益和经济效益，也不断为人们所认识，具体包括：

（1） 预防事故，保证人身和设备安全。

（2） 推动设备维修制度的改革。维修制度由预防维修向预知维修的转化是必然的，而真正实现预知维修的基础是设备诊断技术的发展和成熟。

（3） 提高经济效益。设备诊断的最终目的是避免故障的发生，使零部件的寿命得到充分的发挥，延长检修周期，提高维修的精度和速度，降低维修费用，获得最佳经济效益。

3、 设备故障诊断技术的现状及发展趋势

近20年以来，随着科学技术的不断进步和发展，尤其是计算机技术的迅速发展和普及，设备故障诊断技术已逐步形成了一门较为完整的新兴边缘综合工程学科。该学科以设备的管理、状态监测和故障诊断为内容，以建立新的维修体制为目标，成为国际上一大热门学科。

我国对机械设备故障诊断工作的开展始于1983年。设备诊断技术在我国的化工、冶金、电力、铁路等行业得到应用，取得了较好的效果。随着诊断技术的发展，出现了与之有关的厂家。部分传感器、数据采集器已接近国际水平，同时研制开发了一些诊断仪器和设备。

设备故障诊断技术发展到今天，已成为一门独立的跨学科的综合信息处理技术，它以可靠性理论为、控制论、信息论和系统论为理论基础，以现代测试仪器和计算机为手段，结合各种诊断对象的特殊规律而逐步形成的一门新兴学科。它大体上有三部分组成：第一部分为故障诊断物理、化学过程的研究；第二部分为故障诊断信息学的研究，它主要研究故障信号的采集、选择、处理和分析过程；第三部分为诊断逻辑与数学原理方面的研究，主要是通过逻辑方法、模型方法、推论方法和人工智能方法，根据可观测的设备故障表征来确定下一步的检测部位，最终分析判断故障发生的部位和产生故障的原因。

故障的诊断方法可简单地划分为传统的诊断方法、数学诊断方法以及智能诊断方法。传统的诊断方法包括：振动监测技术、油液分析技术、噪声监测技术、红外测温技术、声发射技术以及无损检测技术等；数学诊断方法包括：基于贝叶斯决策判据以及基于线性和非线性判别函数的模式识别方法、基于概率统计的时序模型诊断方法、基于距离判据的故障诊断方法、、模糊诊断原理、灰色系统诊断方法、故障树分析法、小波分析法以及混沌分析法与分形几何法等；智能诊断方法包括：模糊逻辑、专家系统、神经网络、进化计算方法（如遗传算法）等。

设备故障诊断技术与当代前言科学的融合是设备故障诊断技术的发展方向。当今故障诊断的发展趋势是传感器的精密化、多维化，诊断理论、诊断模型的多元化，诊断技术的智能化，具体说来表现在：

（1） 与当代最新传感器技术尤其是激光测试技术的融和。

（2） 与最新信号处理方法的融和。

（3） 与非线性原理和方法的融合。

（4） 与多传感器技术的融和。

（5） 与现代智能方法的融和。

AaronSpark

诊断过程主要有三个步骤：第一步是检测设备状态的特征信号，如振动、噪声、温度等；第二步就是从所检测到的特征信号中提取征兆；第三步是故障的模式识别。

是不是少了一步？应该把诊断决策加上算作第四步

故障诊断的目的就是为了解决问题，不应该只是识别故障模式就结束了

还应该在此基础上决定应该采取的对策和措施，同时给出状态的可能发展趋势。

个人认为这样才是一个完备的故障诊断过程

azureps

基于信号的机械结构的裂纹检测是不是也可以包含在故障诊断里面？不是很清楚，不过我的很多东西在这里找到了答案，谢谢大家！如果有做这方面的东西的同学同行，希望能聊聊。qq：406267894

[此贴子已经被作者于2005-10-29 18:43:24编辑过]

丁芳

我是这个方向的老师，一直想开设一个设备故障诊断的专业，但是苦于没有开设这方面学科的经验，请各位盟友能指点一二，最好能告诉我开设该专业的学校联系方式，不胜感激！！！

丁芳

我的联系方式：qq：55088175

vib001

解决实际问题才是关键。
应该给出故障报告：包括故障原因，机理，解决问题的方法。

hugn

郑州学校开故障诊断课，可惜我听的不太懂，因为这课要求知识点和别的方向不一样

shuxinnn

都是一些教科书式的理论升华，很少应用于实践，更别说指导实践。有多少人追溯过这些理论，这门学科实质的发展历程？油膜涡动频率的0.42n-0.48n最早是在实践中发现的，还是理论计算算出来的？动静碰磨的FFT连续谱、时域波形中的尖峰毛刺，是在实验台上发现的还是计算出来的？对中找正不良出现的2、3倍频也是计算出来的吗？要想使这门学科得到发展，我们靠什么？

xwc1127

同感，故障诊断理论部分太复杂了 ，实用的太少（或许因为我学术水平较低吧），没办法，选了这么一个题目，还得看啊 ，还得挨导师批

拓荒牛

好

小李飞到

郑州大学机械学院,你可以了解一下

buluolanniao

西安交通大学有故障诊断研究所的 屈梁生 院士是那里的学术带头人！！！

johncui

要是为了拿文凭，那没办法。要是想真正学点东西，并了解一些现场实际案例，可以通过单位买一套iLearn学习辅助分析软件。通过理论学习、故障模拟仿真和实际案例的综合学习，在一定的时间里取得较好的效果。
:@)

yisen

buluolanniao .....lp?

尘苏

偶在做这方面，结合智能控制理论来做转动机械的故障诊断。
欢迎加我QQ一起讨论。偶QQ:28240774