旋转机械设备关键部件故障诊断与预测
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旋转变压器的故障诊断方法旋转变压器的故障诊断是对电机或发电机的关键部件进行常规和定期维护的一个重要环节。
通过正确的故障诊断方法,可以及时发现和解决潜在的问题,保证旋转变压器的正常运行。
下面将详细介绍旋转变压器的故障诊断方法。
1.视觉检查首先,我们可以通过进行视觉检查来初步判断旋转变压器是否存在故障。
检查外部绝缘材料是否存在龟裂、干裂、脱落等情况。
同时,还要检查连接线是否紧固,有无松动或腐蚀现象。
此外,还要注意检查旋转部件的磨损情况,如轴承、齿轮和齿条等。
2.测量电气参数其次,通过测量电气参数来进一步判断旋转变压器是否存在故障。
可以使用数字多用表或专用的电气检测设备来测量旋转变压器的电流、电压、温度、功率因数等参数。
通过比较测量结果和正常参数的差异,可以判断旋转变压器是否存在电气故障。
3.振动分析振动分析是一种常用的旋转变压器故障诊断方法。
通过使用加速度传感器等设备测量旋转变压器产生的振动数据,并对数据进行分析和处理,可以判断旋转变压器是否存在轴承磨损、不平衡、松动等故障。
这种方法可以帮助提前发现问题并进行维修,防止进一步损坏和事故的发生。
4.热红外检测热红外检测是通过红外热像仪来检测旋转变压器内部的热分布情况。
通过观察热图,可以判断旋转变压器是否存在过热问题,如线圈接触不良、绝缘材料老化等。
这种方法可以快速、非接触地检测旋转变压器的故障,并及时采取措施进行修复。
5.声音分析声音分析是一种通过检测旋转变压器产生的声音来判断故障的方法。
通过使用专用的声音传感器测量旋转变压器的声音,并对声音进行分析和处理,可以判断旋转变压器是否存在噪音、震动等问题。
这种方法可以用于检测旋转变压器的轴承、齿轮和齿条等部件是否存在故障。
6.试验及分析试验及分析是一种综合的旋转变压器故障诊断方法。
通过使用各种试验设备和仪器,如高压试验仪、绝缘电阻测试仪等,可以对旋转变压器进行一系列的试验和分析,如耐压试验、绝缘电阻测试、负载试验等。
4.3旋转电机的故障监测与诊断4 .3. 1概述旋转电机系泛指同步机、异步机、直流机。
这些设备是企业生产的动力,是关键设备,一台电机出现 故障将会造成整条生产线停产,给企业带来巨大经济损失这些关键设备一则个大,二则技术性能要求高、价格都很贵、故障和事故意味着效益的流失。
预防事故的发生已是企业管理者主要工作内容之一。
投人较少资金安置设备事故监测系统、监测预防设备故障的发生可以减少设备故障造成巨大的经济损 失。
大型电机的故障可分为电气故障和机械故障两类,产生两类故障原因及故障性质不同,处理方法也 不尽相同。
4. 3. 2旋转电机的电气故障4. 3. 2 .1故障种类电气故障可分为短路、断路、失磁、破损等几类。
短路:电机绕组匝间、绕组对地、绕组相间、定子与转子之间、接线端子与滑环的短路等。
造成短路 事故的原因是绕组匝间、匝对地、相间绝缘受潮或老化,或机械损伤、长期过载发热绝缘性能降低电击 穿、过电压击穿等。
断路:绕组和导体发热烧断、导体连接点松开、绕组端接点脱焊或受机械力甩开等。
失磁:直流机磁场失电或绕组断路短路等。
4. 3 .2 .2旋转电机的关键参数——绝缘强度旋转电机所产生各种故障几乎都和绝缘参数有直接和间接的关系。
电机质量的高低绝缘是度量的 主要参数之一,对于电机运行维护的主要工作也是围绕绝缘进行的。
绝缘材料致命的弱点是怕高温,温度升高绝缘值下降,温度达到一定值后绝缘材料变质,所以监控电机的运行温度成为监控电机绝缘状况 的重要手段。
4. 3. 3电机的监测内容4. 3. 3. 1监测电机的各种电流(1)检测电机电流的有效值。
通过对电机三相绕组运行电流有效值的监测,可知道和掌握电机的 运行状况,电流表读数表咀三相电流平衡不超过额定值,表示电机运行正常;如果三相电流有一相无读 数,表明电机断相;如果三相电流超出额定值,应迅速查明原因进行处理或者进行限载减载,防止电机发 热而破坏电机的绝缘;如果三相电流不平衡,有的很小,有的大于额定值很多,表示三相绕组绝缘出现故 障,可能柏接地或匝间短路,必须减载和相应检查处理。
滚动轴承故障及其诊断方法
滚动轴承是一种很常见的机械元件,广泛用于工业和消费市场,用于
转动机械装置的旋转部件。
它们的主要功能是支撑和稳定轴,允许轴在指
定的位置和方向上旋转,以及在转动时减少摩擦和重复负载。
滚动轴承可
以在各种不同类型的机械设备中找到,例如汽车,风能发电机,摩托车,
电机,空调,电气箱等。
滚动轴承可以长期高效工作,但如果不适当地维护和维修它,可能会
导致故障。
常见的滚动轴承故障包括损坏,轴承旋转变慢,轴承外壳发热,内部损坏,轴键变形,低速磨擦,扭矩问题等。
解决这些问题的关键是找
出故障的根本原因,并根据现场条件采取正确的解决方案。
要有效诊断滚动轴承故障,可以采用以下方法。
1.检查外壳:检查轴承外壳表面,以及固定螺丝和轴承挡圈是否松动、弯曲或破损。
检查底座是否正确安装,轴是否紧固,以及轴承应用的负载
是否正确。
2.状态检查:检查轴承内部和外壳的温度,查看是否有油漆和碳垢,
并检查轴承内部有无异响和异常磁性。
3.拆卸检查:仔细检查轴承内部的轴承衬套、滚珠和圆柱滚道,查看
是否有损坏、磨损或异物。
《旋转机械故障诊断与预测方法及其应用研究》篇一一、引言旋转机械广泛应用于各种工业领域,如风力发电、航空航天、交通运输等。
然而,由于长时间运行和复杂的工作环境,旋转机械经常会出现各种故障,如轴承磨损、齿轮断裂等。
这些故障不仅影响设备的正常运行,还可能导致严重的安全事故。
因此,对旋转机械进行故障诊断与预测显得尤为重要。
本文将介绍旋转机械故障诊断与预测的方法及其应用研究。
二、旋转机械故障诊断与预测方法1. 基于振动信号分析的方法振动信号分析是旋转机械故障诊断与预测的常用方法。
通过传感器采集设备的振动信号,对信号进行时域、频域和时频域分析,可以提取出设备运行状态的特征信息。
当特征信息超过设定的阈值时,即可判断设备存在故障。
此外,还可以通过对比历史数据,预测设备未来可能出现的故障。
2. 基于声音信号分析的方法声音信号分析是另一种有效的故障诊断与预测方法。
通过采集设备的声波信号,对信号进行频谱分析和声强分析,可以判断设备的运行状态和故障类型。
该方法具有非接触式、实时性强的优点,适用于对复杂工作环境下的设备进行故障诊断。
3. 基于数据驱动的智能诊断方法随着人工智能技术的发展,基于数据驱动的智能诊断方法在旋转机械故障诊断与预测中得到了广泛应用。
该方法通过收集设备的运行数据,利用机器学习、深度学习等算法对数据进行训练和建模,实现对设备运行状态的监测和故障预测。
该方法具有准确度高、适应性强、可扩展性强的优点。
三、旋转机械故障诊断与预测方法的应用研究1. 在风力发电领域的应用风力发电是旋转机械的重要应用领域之一。
通过采用振动信号分析和声音信号分析等方法,可以对风力发电机组的齿轮箱、轴承等关键部件进行实时监测和故障诊断。
同时,采用基于数据驱动的智能诊断方法,可以实现对风力发电机组运行状态的预测和优化,提高设备的可靠性和效率。
2. 在航空航天领域的应用航空航天领域对设备的可靠性和安全性要求极高。
采用基于振动信号分析和声音信号分析等方法,可以对航空发动机、螺旋桨等旋转机械进行实时监测和故障诊断。
基于时域和频域分析的滚动轴承故障诊断一、本文概述随着工业技术的不断发展,滚动轴承作为旋转机械中的关键部件,其运行状态直接影响到设备的性能与安全性。
然而,由于工作环境的恶劣、长时间运行以及维护不当等因素,滚动轴承常常会出现各种故障,如疲劳剥落、磨损、裂纹等。
这些故障不仅会降低设备的运行效率,还可能引发严重的安全事故。
因此,对滚动轴承进行故障诊断技术的研究具有重要意义。
本文旨在探讨基于时域和频域分析的滚动轴承故障诊断方法。
文章将简要介绍滚动轴承的工作原理及其常见故障类型,为后续的分析和诊断奠定基础。
然后,重点阐述时域分析和频域分析的基本原理及其在滚动轴承故障诊断中的应用。
时域分析主要关注轴承振动信号的时序特征,通过提取信号中的幅值、相位、频率等信息,揭示轴承的运行状态。
而频域分析则通过对信号进行频谱转换,分析轴承在不同频率下的振动特性,进一步识别潜在的故障特征。
通过结合时域和频域分析,本文旨在提供一种全面、有效的滚动轴承故障诊断方法。
这种方法不仅能够准确识别轴承的故障类型,还能对故障程度进行定量评估,为设备的维护和管理提供有力支持。
本文还将对现有的故障诊断方法进行比较和评价,探讨各种方法的优缺点及适用范围,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
二、滚动轴承故障类型及原因滚动轴承作为机械设备中的重要组成部分,其运行状态直接影响到整个设备的性能和稳定性。
因此,对滚动轴承的故障诊断至关重要。
滚动轴承的故障类型多种多样,主要包括疲劳剥落、磨损、腐蚀、裂纹和塑性变形等。
这些故障的产生往往与多种因素有关,如材料质量、制造工艺、运行环境、操作维护等。
疲劳剥落是滚动轴承最常见的故障类型之一,主要是由于轴承在循环应力作用下,材料表面发生疲劳破坏,形成剥落坑。
疲劳剥落的原因主要包括轴承材料的疲劳强度不足、循环应力过大、润滑不良等。
磨损是轴承在运行过程中,由于摩擦力的作用导致材料逐渐损失的现象。
磨损的原因主要包括润滑不良、异物侵入、材料耐磨性不足等。
机械工程的设备故障诊断与排除技术机械工程领域中,设备故障是一个不可避免的问题。
为了确保设备的正常运行,机械工程师需要具备诊断和排除故障的技术。
本文将介绍机械工程的设备故障诊断与排除技术,旨在帮助工程师们更好地处理设备故障,提高设备的可靠性和效率。
一、了解设备工作原理在进行设备故障诊断和排除之前,了解设备的工作原理是至关重要的。
机械工程师需要熟悉设备的结构、工作流程以及各个部件的功能。
只有全面了解设备的工作原理,才能更准确地判断故障原因和采取正确的排除方法。
二、故障诊断方法1. 观察法观察法是最简单直接的故障诊断方法。
机械工程师通过对设备进行观察,注意异常现象和细节变化,从而判断设备是否存在故障。
比如,设备开始出现噪音、异味或者部件运转不稳等现象,都可能是故障的征兆。
通过观察,可以初步确定故障位置,为后续的深入诊断提供线索。
2. 测试法测试法是一种基于实验证明的故障诊断方法。
机械工程师通过运用测试仪器,如振动仪、温度计、电流表等,对设备进行各个方面参数的测试和监测。
通过测试,可以获取到设备各项参数的数值,从而对设备的正常工作情况进行评估。
若某一参数值偏离正常范围,可以初步判断该参数存在异常,进而确定故障原因。
3. 初步排除法初步排除法是一种通过逐一排除可能故障点的方法。
机械工程师可以根据对设备的了解和经验判断,逐一检查设备各个部分,以排除可能存在问题的部件或系统。
这种方法要求工程师有丰富的经验和故障处理能力,能准确判断可能的故障原因,并有针对性地进行排除。
三、排除技术1. 维护保养定期的维护保养是预防设备故障的关键。
机械工程师需要建立完善的设备维护保养体系,包括定期清洁、润滑、紧固等。
通过对设备进行维护保养,可以延长设备的使用寿命,减少故障的发生。
2. 备件管理合理的备件管理对于设备故障排除至关重要。
机械工程师应根据设备的特点和工作条件,合理选择备用部件,并做好备件库存管理。
只有在紧急情况下能够快速更换损坏的部件,才能最大程度地减少设备停机时间。
机械设备故障诊断与监测的常用方法机械设备在工业生产中起着非常重要的作用,而设备故障的发生往往会导致生产中断和损失。
为了提高设备的可靠性和稳定性,以及减少故障对生产的影响,机械设备的故障诊断与监测变得尤为重要。
下面我们将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。
一、故障诊断方法1. 经验法经验法是指根据维修人员的经验和对设备的了解,通过观察和检查设备的运行状态,来判断设备可能出现的故障。
这种方法需要维修人员对设备有较深的了解和丰富的实践经验,对于一些常见的故障问题,经验法是一种简便有效的诊断方法。
2. 振动分析法振动分析法是一种通过检测设备的振动信号,来判断设备是否存在故障的方法。
通过振动分析仪器采集到的振动数据,可以分析设备的振动频率、幅值、相位等参数,从而判断设备的运行状态和可能存在的故障。
这种方法对于轴承、齿轮、传动系统等部件的故障具有很好的诊断效果。
3. 热像法热像法是一种通过红外热像仪器,对设备表面温度进行检测和分析,来判断设备是否存在故障的方法。
由于设备在运行过程中存在摩擦、磨损、电气故障等问题,会导致设备局部温度升高,通过热像仪器可以清晰地观察到设备表面的温度分布情况,从而判断设备是否存在故障。
二、故障监测方法1. 油液分析法油液分析法是一种通过对设备润滑油或液压油进行采样和化学分析,来监测设备是否存在故障的方法。
设备在运行过程中,润滑油或液压油中会存在金属颗粒、水分、氧化物等问题,通过对这些物质的分析可以判断设备是否存在磨损、腐蚀、水分混入等问题,从而实现对设备运行状态的监测。
2. 温度监测法温度监测法是一种通过对设备各部件温度进行实时监测,来判断设备是否存在故障的方法。
不同的故障问题会导致设备各部件温度升高或降低,通过实时监测设备的温度变化可以及时发现设备的异常情况,从而减少故障对设备的损坏。
3. 运行参数监测法运行参数监测法是一种通过对设备运行参数进行实时监测,来判断设备是否存在故障的方法。
故障诊断与预测技术的原理和应用随着现代科学技术的飞速发展,我们的生活在各种领域中都得到了很大的改善。
尤其是对于工业生产,机械设备的运行和维护一直是生产安全和效率的关键所在。
然而,即使加强日常保养也难以避免各种故障的发生,而故障的修复往往需要花费大量的时间和金钱。
提高设备的故障诊断与预测技术,变得越来越重要。
本文将重点探讨故障诊断与预测技术的原理和在实际生产中的应用。
首先,我们需要了解这两种技术的原理。
一、故障诊断技术故障诊断技术是一种通过早期识别故障的迹象来预测设备的故障。
其核心原理是事先收集机器的运行数据,监测器械设备的工作状态,针对性的对设备进行检查和调整,减少故障率。
基于采集、分析、识别和判定等多个环节,故障诊断技术通过分析设备传感器采集的数据确定故障点来判断设备的运行状态。
故障诊断技术是一种突出应用数字化和网络技术,利用软硬件技术的质量管控和运输排片,完成设备故障预览和诊断的全新方法,大大降低了人力、时间和物力成本,使于提前发现故障,快速解决问题,减少故障的发生率,提高产能和生产效率。
二、故障预测技术故障预测技术是一种基于机器学习和数据挖掘的技术,能够反复学习设备运行过程中所采集的数据,并不断分析关键特征,找出故障的潜在影响因素,进而预测设备故障风险的可能性和预测故障的发生时间。
通过机器学习方法,故障预测技术可以使我们计算出故障的概率,而且还可以根据实时采集的数据,在任何时候对故障概率进行更新。
此外,该方法可以自适应地调整预测模型,以进一步提高预测精度和可靠性,对于提高生产效率也有很大的帮助。
三、故障诊断与预测技术在实际生产中的应用- 矿山设备矿山设备是现代生产中的一个极具挑战性的领域。
虽然可以通过定期检查和维护来减少设备故障的发生,但毕竟矿山设备的负荷压力很大,在特定的环境下工作,会导致更频繁的故障。
因此,利用故障诊断和预测技术进行实时监测,对于提高采矿设备的可靠性,保障生产的稳定性很重要。
设备关键部件失效原因分析与预测方案总结概述设备关键部件的失效会给企业生产和效益带来严重影响。
因此,对设备关键部件的失效原因进行分析并提出预测方案具有重要意义。
本文将从常见的设备关键部件失效原因出发,进行详细分析,并提出一系列预测方案,以帮助企业有效减少设备关键部件的失效率。
一、设备关键部件失效原因分析1. 设备老化设备在长时间的工作中,会产生疲劳、磨损和老化等问题,导致关键部件失效。
2. 材料质量问题关键部件使用的材料质量问题是导致失效的主要原因之一。
例如,材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能不达标或存在缺陷,会直接导致关键部件失效。
3. 错误操作错误操作是导致设备关键部件失效的常见原因之一。
操作人员对设备的误操作、忽视维护和保养等问题会加速关键部件的失效。
4. 环境因素环境因素也会对设备关键部件的失效产生一定的影响。
如温度、湿度、腐蚀性气体等因素,都可能导致关键部件失效。
5. 设计缺陷设备关键部件的设计缺陷也是导致失效的重要原因之一。
设计上的缺陷可能会使得关键部件承受超负荷工作,加速失效过程。
二、设备关键部件失效预测方案1. 实施定期检测定期对设备关键部件进行检测,包括材料性能、磨损程度、疲劳情况等方面。
通过定期检测,可以预测关键部件的失效趋势,及时采取措施进行维护和更换。
2. 建立监测系统建立设备关键部件的监测系统,通过在线监测设备的工作状态,实时获取关键部件的工作状况,捕捉潜在问题的信号。
同时结合数据分析技术,进行故障预警和失效预测。
3. 引入智能化技术利用智能化技术,对设备关键部件进行远程监控、故障诊断和预测分析等。
通过引入人工智能、大数据和物联网等技术,实现对关键部件的精准检测和失效预测,进一步提高设备的使用效率和稳定性。
4. 加强人员培训加强操作人员的培训,提高其对设备关键部件的认识和理解。
培养操作人员的关键部件维护和保养意识,加强其操作技能和知识储备,减少误操作导致的关键部件失效。
5. 不断优化设计持续优化设备关键部件的设计,提高其可靠性和耐久性。
旋转机械设备关键部件故障诊断与预测摘要在很多工业生产加工过程中,都会使用旋转机械设备。
旋转设备对于提高工业生产效率,降低人工劳动量发挥着非常重要的作用。
但是在实际生产运行环节,出现故障,或者一些关键部件存在故障隐患,如果不能及时准确的预测诊断,会给设备造成严重的损毁,也会加大企业的设备维护成本。
因此,提高其故障的诊断预测水平,做好旋转机械设备关键部件的维护,显得十分必要。
本文在研究过程中,对旋转机械设备关键部件故障诊断技术进行了详细阐述,希望可以对实际应用过程中的故障诊断和预测,提供必要的理论支持。
关键词故障诊断;故障征兆;诊断系统;旋转机械设备;关键部件引言随着现代机械设备维修技术的进步,在故障维修领域越来越重视预防和诊断技术。
旋转机械设备,作为常用的工业机械,其使用强度较大,出现一些故障问题后,需要及时进行检修。
因此,需要技术人员掌握一定的故障诊断和预测方法,提高关键部件故障的诊断正确率,并能够在平时设备的维护保养阶段,做好问题故障的预测,及时处理潜在故障隐患。
这样,才能保障旋转机械设备的长期稳定运行,降低企业的设备维护运行成本。
1 基本原理和功能旋转机械设备的基本原理和功能知识模块是建立在系统基本机构的分级前提之下的,根据故障诊断系统以及下分各部件的构成关系,形成一个更为深层次的结构,从而适应故障诊断与预测的基本需求。
通过对一些经典故障案例、设备正常运行参数、故障征兆等信息进行对比分析,能够确定设备的故障问题,并及时进行解决。
需要注意的是,各种知识模块之间的相互印证,更能够进一步提高旋转机械设备关键部件故障诊断的准确度。
在实际检测时,技术工人要学会利用不同模块之间的相互印证功能。
2 故障诊断与预测系统的必要性为了达到预测性维修的目的,快速故障诊断和高效故障预测系统就成为主要的需求。
利用设备传感器产生的不同粒度的状态数据,通过数据采集、数据治理,数据存储、数据挖掘和数据分析等过程就能洞察整个产品生命周期中各个时刻的状态和性能,从而根据不同的业务特征即可制定相应的动态维修计划,在故障出现之前就能够做出故障诊断或预测故障的发生可能性,进而适时地采取维修措施,避免故障实际发生,最终能够保证设备的安全运行,全面提升产品竞争力。
3 故障诊断与预测系统需要解决的问题实现旋转机械设备故障的快速诊断和高效预测,其主要的挑战在于“提前”,就是要在故障真正发生之前,做到对于故障的早发现、早预知和适时行动。
要实现这样的目的,第一,就需要从数据采集、数据治理,数据存储、数据分析和挖掘等方面出发进行系统性研究。
深入探查产品的整个生命周期,从中挖掘出故障的关联因素并进行建模预测就成为重要诉求。
制造业正在向智能化方向发展,机械设备上安装了温度、电流、电压等多种多样的传感器。
从数据量上来看,设备每天产生出TB级别的数据,从数据结构上看,日志、视频等类型的数据都是非结构化数据,传统的数据处理方式已经难以处理,需要建设大数据平台来解决这个问题。
第二,要想在如此大量的非结构化数据中获得对设备状态的洞察,“提前”预测故障,还需要系统性的数学方法(例如基于特征的算法,基于神经网络的算法)和模型[1]。
4 故障诊断与预测系统构成体系旋转机械设备关键部件的故障诊断与预测系统是由一系列知识模块组成的。
常用的知识模块有深、浅知识库以及机器学习模块等。
在深知识库模块中,包含着旋转机械设备基本结构和功能的知识库,机械设备实时运行状态的知识库等部分,这些知识库构成了预测诊断系统的基础模块。
浅知识库主要是由机械设备的故障征兆、典型故障案例知识等知识模块,通过该系统模块,在实际检测维护时能够确定和发现设备故障。
在出现故障进行检测时,由于上述两种功能作用不同的知识库模块,能够对设备系统内部进行分离诊断,并通过学习知识库模块的学习,逐渐丰富浅知识库,为后续的故障预测诊断分析,打下良好的基础[2]。
5 故障诊断知识模块功能作用5.1 维护经验经过一定时间的积累,在旋转机械设备维修方面,技术人员就会掌握一些故障发生的原因、故障征兆和知识经验等。
这些经验就构成了知识模块中的诊断知识经验,并将其储存在浅知识模块中。
运用知识经验诊断设备关键部件的故障,主要就是基于过往的故障经验和有关专家的实践理论。
而在实际设备检测过程中,需要技术人员灵活掌握,随时调取合适的知识经验进行故障分析判断。
5.2 故障诊断案例故障诊断案例是经过对一些专家故障诊断的成功案例进行搜集,并借鉴过往设备的诊断分析案例,形成的案例汇总。
这些案例基本上包含了旋转机械设备常见的案例,能够为技术工人处理诊断日常的设备故障提供丰富的案例参考。
5.3 运行状态运行状态知识模块,主要包含了旋转机械设备在正常运行状态下的基本参数。
这些正常的参数,可以为技术工人在检修设备时进行对照比较提供标准。
一旦发现相关参数指标相差较大,超过了正常参数的偏离范围,就可以判断设备运行出现了故障。
预测性维修是构建在数据基础上,需要构建合理的数据模型,而不同种类故障,需要不同数据模型,需要进行大量数据计算工作,这些工作在大数据技术没有出现之前一直困扰着维修保养一线技术人员。
今天大数据技术获得长足发展,数据的采集、存储、计算等问题都迎刃而解,大数据科学家能够充分发挥大数据技术分布式并行处理的架构优势,最大限度发挥数据模型的计算能力,实现对维护业务的分析和预测,真正实现预测性维修。
5.4 故障征兆故障征兆是一种设备运行事实知识模块的集合,旋转机械设备在发生故障之前,都会表现出一定的故障征兆。
这些征兆可以作为早期预测分析设备可能出现故障的依据。
实际预测过程中,如果出现的故障征兆与知识模块中的征兆基本一致,或者大致相似,则能够在一定程度下判定设备出现了问题[3]。
6 过程算法过程算法实际上就是运用计算的方式对机械设备的故障进行诊断或预算,在实际情况中,该知识模块直接运行了机械设备故障的激励分析,并根据实际情况进行模拟实验,最后对实验的结果进行更深层次的分析和研究,逐步将系统的深层次知识向故障征兆方面的知识转变。
从应用的角度讲,过程算法通常表现为一整套的计算程序,并且可单独存在,根据实际情况自行调用,该知识模块主要有两部分组成,分别为经验知识表达和深层知识表达。
6.1 经验知识表达经验知识表达还可称作为浅层知识,是相关专家多次实践和研究的结果,多属于感性的诊断知识,易于常人理解和应用,还可以起到一定指引的作用,通常以产生式规则表达。
旋转机械设备的种类十分繁多,且内部结构也很复杂,使得内部规则库过于庞大,所以机械设备的故障产生原因各不相同,诊断规则的侧重点和适用范围也不相同。
为了更好地达到目标,需根据实际要求对诊断规则实施分类处理。
6.2 深层知识表达故障诊断的深层知识主要由元知识以及机械设备的性能结构所组成,根据机械设备的性能,可对机械设备进行分层,其中机械设备关键部件属于第三层,一般总共分为四个层次,而且层次之间可保持十分严谨的继承性,每层都具有独特的属性,总体结构呈树形。
6.3 解决方案系统的故障监测与预测解决方案主要包括了数据源层、数据采集和存储层、数据挖掘层和数据应用层,在数据源层中,包含传感器数据、存储在数据库中的设备历史数据和事件历史数据等结构化数据,也包含事件日志数据、传感器日志数据和视频数据等非结构化数据;在数据采集和存储层中,将完成数据的采集、治理和存储;在数据挖掘层中,针对故障诊断和故障预测分别有不同的建模平台;在数据应用层中,设备的运营状态数据将以可视化的方式进行展示,并将故障诊断和预测结果直接呈现出来,便于甄别和维修。
大数据故障诊断主要基于人工智能技术、专家系统理论,已有故障案例标注基础上,进行故障提取、模型训练和模型评估,最终形成能够进行并行计算的数据模型。
在实际环境中部署完成,多维传感器数据送达后,通过数据模型能够自动地进行快速故障诊断、甄别故障类型。
大数据故障诊断具备了及时、灵敏、误报和漏报率低、故障分离能力强、故障识别度高、鲁棒性强、自适应能力强等特点。
大数据故障预测主要基于数据驱动的故障预测技术,在获取大量各类传感器数据基础上,采用神经网络数据建模流程,通过深度学习的方法完成数据模型构建[4]。
7 通过数据故障诊断和故障预测系统创造的价值7.1 降低安全事故发生的概率从旋转机械设备运行海量状态数据中实时发现和排除故障隐患,避免引发安全生产事故。
采用了分布式并行处理的大数据平台,能够快速处理海量的传感器数据,通过可视化界面能够实时直观地看到设备运行状态及其关键组件工作情况,及时发现故障或故障隐患,快速定位,迅速采取措施排除故障或故障隐患。
最大限度地减少设备停用或安全生产事故。
7.2 提升企业运营效率通过故障建模实现故障预测、变坏后修理为按状态维护,实现预测性维护,大大降低维修保养费用,提升企业运营效率。
在数据建模过程中,由于对各个相关传感器数据做了全面考虑,以往一些不被注意但会产生实际影响的传感器数据将在特征提取建模和神经网络建模过程中被囊括进来,结合历史数据对实时全量数据进行挖掘分析,得出故障发生的概率,从而实现故障预测,指导预测性维修,一方面将安全隐患防患于未然,一方面通过“按状态维护”大大节省设备维护费用,降低事故风险,延长设备使用寿命,提升服务水平,提升企业社会效益。
7.3 降低设备维护成本该易于扩展、成本可控、降低固定资产投入。
随着数据量增加,大数据系统支持在线增加节点扩容,保持服务的连续性。
支持在线增加存储,以提高计算性能,并采用了独立的功能模块和标准硬件,可根据需求灵活选配,项目成本容易控制,从而可以有效降低企业固定资产投入,提高投入产出比,扩大整体营收。
8 结束语通过上面的论述,我们知道,旋转机械设备关键部件诊断与预测,是基于一系列知识模块实现的。
随着现代机械工艺技术的不断进步,相应的知识模块信息量也在不断扩充。
这就需要技术人员不断学习新的故障诊断预测技术,用新的理论知识,同实际经验相互结合,才能有效提升设备故障的诊断效率,从而降低设备发生重大故障的概率。
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工作单位:南京工程学院机械学院,职称:副教授学历/学位:硕士研究生。
研究方向:机械制造技术,机械工程测试技术,机械振动测试,机械设备故障诊断技术等。