旋转机械故障诊断技术的研究与应用

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题目：机械设备故障诊断技术研究

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2016 年 8 月 30 日 机械设备故障诊断技术研究

3 摘 要

故障诊断技术对于机械设备的安全运行有着至关重要作用，一直是工程应用领域的重点和难点,

国内外已经对此问题进行了大量的研究工作。该论文介绍了机械设备故障诊断技术的基本概念，在总结研究各种诊断技术的基础上全面分析了现代故障诊断技术存在的问题,

并针对这些问题提出了故障诊断领域将来的研究方向。故障诊断是一项实用性很强的技术,

对其进行理论上的分析研究具有重要的现实意义。

关键词：机械设备故障；诊断技术；研究

机械设备故障诊断技术研究

4 第一章 引言

随着现代科学技术在设备上的应用，现代设备的结构越来越复杂，功能越来越齐全，自动化程度也越来越高。由于许多无法避免的因素影响，会导致设备出现各种故障，从而降低或失去预定的功能，甚至会造成严重的以至灾难性的事故。国内外接连发生的由设备故障引起的各种空难、海难、爆炸、断裂、倒塌、毁坏、泄漏等恶性事故，造成了极大的经济损失和人员伤亡。生产过程中经常发生的设备故障事故，也会使生产过程不能正常运行或机器设备遭受损坏而造成巨大的经济损失。因此机械设备故障诊断技术在社会中的重要性越来越高，主要体现在[1]：

（1）预防事故，保证人员和设备安全。

（2）推动设备维修制度的改革。维修制度从预防制度向预知制度的转变是必然的，而真正实现预知维修的基础是设备故障诊断技术的发展和成熟。

（3）提高经济效益。设备故障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发挥，延长检修周期，降低维修费用。

因此，机械设备故障诊断技术日益受到广泛重视，对机械设备故障诊断技术的研究也不断深入。但受于机械设备故障成因的复杂性和诊断技术的局限性，目前机械设备故障诊断仍存在一些问题。

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基于Labview的机械设备故障诊断技术的研究与应用

作者：姜小艳 李贵红

来源：《科技视界》2018年第25期

【摘 要】随着各行各业机械化生产进程的迅速发展，机械设备出现故障较难诊断的问题愈加突出。为了提高目前机械设备的安全性和稳定性，基于Labview设计开发平台，对现有机械设备的故障诊断技术进行了研究。结合相关企业机械设备的工程实际，分析了常见机械设备故障机理，阐述了故障诊断系统的组成及工作原理。故障诊断及状态监测实践应用结果表明了，这种诊断技术具有可行性，并且诊断速度快、结果准确、具有较大应用价值。

【关键词】机械设备；Labview设计开发平台；故障诊断；状态监测

中图分类号： TH17；TP393.09 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）25-0087-002

DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.25.038

0 引言

现代工业化生产对所用机械设备的要求主要包括了：设备安全性、设备可靠度、设备经济性、可用性、维修性几点。在这些要求中，机械设备故障诊断技术扮演了极其重要的角色。良好的故障诊断系统可以保障机械设备的工作精度、运转安全、节约一定的维修费用以及提高工业产品的质量。因此，故障诊断与状态监测技术是机械设备预先维修的前提和支撑，是目前机械行业的研究重点。基于Labview设计开发平台，对机械设备故障诊断技术进行研究与实践应用，找出故障原因进行深入分析和判断，最终提出解决对策以及今后的预防措施具有重大意义。

1 机械设备常见故障机理分析

在机械设备的实际生产运行中，常见的故障有设备外壳脱落、腐蚀、变形、动力异常以及设备老化等退化型故障等。这些故障的存在轻则导致设备性能逐渐衰退甚至完全失去作用，影响正常的企业生产及运作；重则造成安全事故，导致经济损失或人员伤亡。

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蛐　岛　

基于粗糙集的旋转机械振动故障诊断研究　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒｏｕｇｈ　ｓｅｔｓ　ｔｈｅｏｒｙ　李果　，张广明。，凌祥　

Ｌｌ　ＧＵＯ　．ＺＨＡＮＧ　Ｇｕａｎｇ．ｍｉｎｇ。，ＬｌＮＧ　Ｘｉａｎｇ　

（１．南京工业大学自动化与电气工程学院，南京２１０００９；２．南京工业大学机械与动力工程学院，南京２１０００９）　

摘要：振动故障是旋转机械最常见的故障，旋转机械故障诊断常用的是振动分析法。粗糙集理论是一　种研究不完整数据、不精确知识的表达、学习和归纳的数学工具。基于粗糙集理论，对旋转机　械的振动故障诊断决策表进行分类、约简和核集的形成，推导出最简明的决策表，从而提取　故障诊断的重要属性，降低决策表的冗余性。研究表明，粗糙集理论应用于旋转机械振动故障　诊断可得到更明晰的诊断规则，从而提高了故障诊断的实时性和快速性。　关键词：旋转机械；故障诊断；粗糙集；振动　中图分类号：ＴＰ２７７　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００９—０１　３４（２０１１）１　Ｏ（上）一００１　２－０３　Ｄｏｉ：１　０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１　００９－０１　３４．２０１１．１　０（Ｉ－）．０５　

０引言　

旋转机械是指主要功能是由旋转动作来完成　

的机械，尤其是指转速较高的机械。它们以转子　

及其回转部件为工作的主体，是机械设备的重要　

组成部分。旋转机械广泛应用于工业生产当中，　

邑发生事故，往往后果严重，影响生产、甚至　

造成人员伤亡，社会影响恶劣。因此对其开展故障　

诊断研究，保证其安全可靠运行，具有非常重要的意　

义。设备故障诊断实际上就是根据故障的征兆判　

断出各种故障…。在实际诊断中，如何从故障数据　

中导出诊断规则，一直是人们研究的内容。本文将　

粗糙集理论引入到了机械设备振动故障诊断的诊　

断规则提取中，取得了一定的成果。　

１旋转机械振动故障概述　

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旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究

作者：刘立星

来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第05期

【摘 要】研究旋转机械的故障诊断与预测技术，对于保障机械设备运行的安全性和稳定性具有十分重要的意义。旋转机械的振动信号具有非稳定性和非线性，同时，在强背景噪声工作环境下，旋转机械的微弱故障特征很容易被噪声淹没，此外，当机械系统出现故障时，往往会产生位置不同的复合故障，故障之间相互帮合，从而给旋转机械故障精确诊断带来了挑战，因此，强噪下微弱、复合故障诊断是当今机械故障诊断领域的难点。论文将旋转机械作为研究对象，研究形态学滤波、局域均值分解、多元经验模态分解和噪声辅助多元经验模态分解等时频方法及其在旋转机械的微弱、复合故障诊断中的应用，为机械故障诊断、性能退化状态识别和趋势预测提供新的有效手段。

【关键词】旋转机械；故障诊断；预测与应用

引言：在当今科技竞争日益激烈的背景下，大型机械装备的发展水平直接关系到国家的综合实力、国际地位与核屯、竞争力，大型机械设备日趋向智能化、复杂化和自动化发展。轴承和齿轮等旋转机械作为机械设备中一种必不可少的通用零部件，在机械、电力系统等现代大型工业设备中扮演着重要的角色。工业企业成功的关键是设备系统的安全运行；军工企业的军事装备只有具备高可靠性和高准确性才能保证战争的胜利；在核动力设备及人类无法接触的危险恶劣环境中，要求运行设备必须具有很高的可靠性和安全性。在工程应用中，机械设备一旦发生故障，如果发生故障等级较轻则会降低设备使用功能，直接影响生产，造成一定的经济损失；如果发生故障等级较重则可能直接导致严重的事故。为了尽可能减少机械故障导致的经济损失和重大事故，必须建立针对大型机械装备的故障诊断与安全蓝测系统。

1.旋转机械故障诊断监测基本方法

1.1振动信号分析技术

振动分析技术相比于其他方法的主要优点有诊断效率高、可靠性强和故障定位准确。基于振动信号的检测方法是一种理论和实践都相对成熟的轴承故障诊断手段，其通过对采集的振动信号进行分析得到运转过程中轴承的工况和故障。对于轴承故障诊断设备，一般采用压电加速度传感器对振动信号进行拾取，将之转化成电压信号进行输出。采样模块对调理模块的输出信号进行数字化处理，产生连续的振动信号采样数据流。处理模块对振动信号采样数据流进行接收，按要求对数据进行存储、转发以及相应的运算和分析，最终输出故障诊断结果。