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2015年安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》:機(jī)械設(shè)備故障
三、機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)
?。ㄒ唬C(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷模型
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)。
在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷中,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手段進(jìn)行狀態(tài)信號(hào)的監(jiān)測。
(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:
?。?)信號(hào)檢測。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)該類信號(hào)進(jìn)行全面地檢測,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。
?。?)特征提?。ɑ蚍Q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。
?。?)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。
(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)測和干預(yù)。
?。ㄈ┕收显\斷與狀態(tài)監(jiān)測
故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測,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)測和故障診斷是兩個(gè)不同的概念。狀態(tài)監(jiān)測一般由現(xiàn)場操作人員進(jìn)行。故障診斷則一般由專門人員進(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)測或簡稱為故障診斷。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。
?。ㄋ模┱駝?dòng)監(jiān)測與診斷技術(shù)
1.振動(dòng)定義
物體圍繞其平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為振動(dòng)。按頻率范圍振動(dòng)可分為低頻振動(dòng)(f10kHz)。按振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征可分為穩(wěn)態(tài)振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。
2.振動(dòng)信號(hào)的檢測與分析
振動(dòng)信號(hào)一般用位移、速度或加速度傳感器來測量。
傳感器應(yīng)盡量安裝在診斷對(duì)象的振動(dòng)敏感點(diǎn)或離核心部位最近的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)于低頻振動(dòng),一般要從3個(gè)互相垂直的方向上進(jìn)行檢測。對(duì)于高頻振動(dòng),通常只從一個(gè)方向上進(jìn)行檢測。
3.振動(dòng)診斷中的故障判別標(biāo)準(zhǔn)
機(jī)械設(shè)備種類繁多,故障類型、失效形式及振動(dòng)方式各異,因此很難提出統(tǒng)一的故障判別準(zhǔn)則及故障模式。為研究設(shè)備的老化狀態(tài)、危險(xiǎn)程度、重要程度等,必須按照設(shè)備各自的情況來確定標(biāo)準(zhǔn)。
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