三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)
三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)
(一)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷模型
故障診斷是研究機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的信息，進(jìn)而識(shí)別、預(yù)測(cè)和監(jiān)視機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)方法。
故障診斷的基本模型如圖4—5所示。圖中St(f)是載荷或應(yīng)力向量，M(f)是故障機(jī)理傳遞函數(shù)，E(f)是異常模式(模型)向量，x(f)是設(shè)備狀態(tài)向量，H(f)是E(f)和X(f)之間的傳遞函數(shù)。機(jī)器或設(shè)備在正常工作時(shí)[M／(f)＝l]其狀態(tài)向量X(f)是由外因St(f)和內(nèi)因H(f)共同決定的，當(dāng)出現(xiàn)異?；蚬收蟍即M(f)不為1或St(f)超過(guò)正常值。前者稱為結(jié)構(gòu)異常，后者稱為偏離操作規(guī)范]之后，X(f)除與外因St(f)和內(nèi)因H(f)有關(guān)外，還與載荷超差及故障機(jī)理傳遞函數(shù)M(f)有關(guān)。
圖4-3 故障診斷的基本模型
在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷中，設(shè)備的狀態(tài)向量是設(shè)備異?；蚬收闲畔⒌闹匾d體，是設(shè)備故障診斷的客觀依據(jù)，所以及時(shí)而正確地掌握狀態(tài)向量是進(jìn)行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他檢測(cè)手段進(jìn)行狀態(tài)信號(hào)的監(jiān)測(cè)。
(二)故障診斷的基本流程及實(shí)施步驟
故障診斷的基本工藝流程如圖4—4所示，它包括診斷文檔建立和診斷實(shí)施兩大部分。
診斷實(shí)施過(guò)程是故障診斷的中心工作，它可以細(xì)分為4個(gè)基本步驟：
(1)信號(hào)檢測(cè)。按不同診斷目的選擇最能表征設(shè)備狀態(tài)的信號(hào)，對(duì)該類(lèi)信號(hào)進(jìn)行全面地檢測(cè)，并將其匯集在一起，形成一個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)信號(hào)子集，該子集稱為初始模式向量。
(2)特征提取(或稱信號(hào)處理)。將初始模式向量進(jìn)行維數(shù)變換、形式變換，去掉冗余信息，提取故障特征，形成待檢模式。
(3)狀態(tài)識(shí)別。將待檢模式與樣板模式(故障檔案)對(duì)比，進(jìn)行狀態(tài)分類(lèi)。
(4)診斷決策。根據(jù)判別結(jié)果采取相應(yīng)的對(duì)策。對(duì)策主要是指對(duì)設(shè)備及其工作進(jìn)行必要的預(yù)測(cè)和干預(yù)。
(三)故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)
故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)如圖4--7所示，是廣義故障診斷中不可分割的兩個(gè)有機(jī)組成部分。嚴(yán)格地講，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是兩個(gè)不同的概念。狀態(tài)監(jiān)測(cè)一般由現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行。故障診斷則一般由專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行，他們只是在確定設(shè)備已發(fā)生異常的基礎(chǔ)上對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行處理，提取故障特征，識(shí)別設(shè)備狀態(tài)并提出診斷決策。雖然理論上兩者是有根本差異的，但實(shí)際中由于兩者的密切相關(guān)性，往往把狀態(tài)監(jiān)測(cè)也劃歸在故障診斷的研究范疇中，統(tǒng)稱為設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測(cè)或簡(jiǎn)稱為故障診斷。由于狀態(tài)監(jiān)鋇，)是故障診斷的前提，因此有時(shí)也把狀態(tài)監(jiān)測(cè)稱為故障診斷實(shí)施的第一階段，而把狹義故障診斷稱為故障診斷實(shí)施的第二階段。
三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)
(一)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷模型
故障診斷是研究機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化的信息，進(jìn)而識(shí)別、預(yù)測(cè)和監(jiān)視機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的技術(shù)方法。
故障診斷的基本模型如圖4—5所示。圖中St(f)是載荷或應(yīng)力向量，M(f)是故障機(jī)理傳遞函數(shù)，E(f)是異常模式(模型)向量，x(f)是設(shè)備狀態(tài)向量，H(f)是E(f)和X(f)之間的傳遞函數(shù)。機(jī)器或設(shè)備在正常工作時(shí)[M／(f)＝l]其狀態(tài)向量X(f)是由外因St(f)和內(nèi)因H(f)共同決定的，當(dāng)出現(xiàn)異?；蚬收蟍即M(f)不為1或St(f)超過(guò)正常值。前者稱為結(jié)構(gòu)異常，后者稱為偏離操作規(guī)范]之后，X(f)除與外因St(f)和內(nèi)因H(f)有關(guān)外，還與載荷超差及故障機(jī)理傳遞函數(shù)M(f)有關(guān)。
圖4-3 故障診斷的基本模型
在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷中，設(shè)備的狀態(tài)向量是設(shè)備異?；蚬收闲畔⒌闹匾d體，是設(shè)備故障診斷的客觀依據(jù)，所以及時(shí)而正確地掌握狀態(tài)向量是進(jìn)行診斷的先決條件，為此就要用傳感器或其他檢測(cè)手段進(jìn)行狀態(tài)信號(hào)的監(jiān)測(cè)。
(二)故障診斷的基本流程及實(shí)施步驟
故障診斷的基本工藝流程如圖4—4所示，它包括診斷文檔建立和診斷實(shí)施兩大部分。
診斷實(shí)施過(guò)程是故障診斷的中心工作，它可以細(xì)分為4個(gè)基本步驟：
(1)信號(hào)檢測(cè)。按不同診斷目的選擇最能表征設(shè)備狀態(tài)的信號(hào)，對(duì)該類(lèi)信號(hào)進(jìn)行全面地檢測(cè)，并將其匯集在一起，形成一個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)信號(hào)子集，該子集稱為初始模式向量。
(2)特征提取(或稱信號(hào)處理)。將初始模式向量進(jìn)行維數(shù)變換、形式變換，去掉冗余信息，提取故障特征，形成待檢模式。
(3)狀態(tài)識(shí)別。將待檢模式與樣板模式(故障檔案)對(duì)比，進(jìn)行狀態(tài)分類(lèi)。
(4)診斷決策。根據(jù)判別結(jié)果采取相應(yīng)的對(duì)策。對(duì)策主要是指對(duì)設(shè)備及其工作進(jìn)行必要的預(yù)測(cè)和干預(yù)。
(三)故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)
故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)如圖4--7所示，是廣義故障診斷中不可分割的兩個(gè)有機(jī)組成部分。嚴(yán)格地講，狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷是兩個(gè)不同的概念。狀態(tài)監(jiān)測(cè)一般由現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行。故障診斷則一般由專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行，他們只是在確定設(shè)備已發(fā)生異常的基礎(chǔ)上對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行處理，提取故障特征，識(shí)別設(shè)備狀態(tài)并提出診斷決策。雖然理論上兩者是有根本差異的，但實(shí)際中由于兩者的密切相關(guān)性，往往把狀態(tài)監(jiān)測(cè)也劃歸在故障診斷的研究范疇中，統(tǒng)稱為設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測(cè)或簡(jiǎn)稱為故障診斷。由于狀態(tài)監(jiān)鋇，)是故障診斷的前提，因此有時(shí)也把狀態(tài)監(jiān)測(cè)稱為故障診斷實(shí)施的第一階段，而把狹義故障診斷稱為故障診斷實(shí)施的第二階段。