机械设备状态监测与故障诊断

设备状态监测与故障诊断综述：摘要从设备管理的角度，介绍了典型的设备状态监测与故障诊断的诊断理论、技术手段和具体方法。

首先对设备状态监测与故障诊断的意义、开展，根底理论和现状进展了介绍，阐述了设备状态监测、故障诊断与设备管理的关系。

进而对振动监测、温度检测、无损检测等根本监测手段的原理及诊断方法。

关键字：状态监测；故障诊断；振动；设备1设备状态监测和故障诊断概述1.1设备状态监测和故障诊断的意义和开展历史1.1.1设备故障及故障诊断的意义随着现代化工业的开展，设备能否平安可靠地以最正确状态运行，对于确保产品质量、提高企业生产能力、保障平安生产都具有十分重要的意义。

设备的故障就是指设备在规定时间内、规定条件下丧失规定功能的状况，通常这种故障是从*一零部件的失效引起的。

设备的故障诊断则是发现并确定故障的部位和性质。

寻找故障的起因，预报故障的趋势并提出相应的对策。

1.1.2 设备故障诊断技术开展历史设备故障诊断技术的开展是与设备的维修方式严密相连的。

可以将故障诊断技术按测试手段分为六个阶段，即感官诊断、简易诊断、综合诊断、在线监测、精细诊断和远程监测。

从时间考察，故障诊断技术大致可以分为20世纪60年代以前、60年代到80年代和80年代以后几个阶段。

1.2现代设备故障诊断技术在故障诊断学建立之前，传统的故障诊断方法主要是依靠经历的积累。

将反映设备故障的特殊信号，从信息论角度出发对其进展分析，是现代设备故障诊断技术的特点。

可以分为统计诊断、逻辑诊断、模糊诊断。

其中有几种方法做简单的介绍。

贝叶斯法,此方法是基于概率统计的推理方法，以概率密度函数为根底，综合设备的故障信息来描述设备的运行状态，进展故障分析。

此外还有最大似然法、时间序列、法灰色系统法和故障树分析法。

故障树分析法模型是一个基于被诊断对象构造、功能特性的行为模型，是一种定性的因果模型。

1.3基于知识的故障诊断方法基于知识的故障诊断方法，不需要待测对象准确的数学模型，而且具有智能特性。

《装备维修技术》2021年第11期油田机械设备状态监测与故障诊断技术丁国华 （吐哈油田油气生产服务中心，新疆 鄯善838202）摘 要：为了提高油田的产能，增加了油田机械设备的数量，随着机械设备的增多，对于该类机械设备的保养和维修的专业技术水水平也得到了相应的提高。

为了防止油田的机械设备在工作中出现故障，减少油田企业对机械设备的维修资金投入，应对机械设备的状态进行全面的监测，保证机械设备正常工作。

该文对油田机械设备的状态检测技术进行了描述，并对油田机械故障的诊断技术做出了分析。

关键词：油田机械设备；状态监测；故障诊断引言现在的油田生产会用很多种类的机械设备，这些机械设备不仅拥有先进的生产技术，还要让机械设备耐高温高压，防止机械设备发生燃烧或者爆炸的情况。

油田的生产环境比较特殊，在这样的环境下，机械设备的对工作环境的适应性也应有所提高。

对于机械设备的状态加以全面的检测，安排技术人员负责此项工作，一旦发现设备状态不正常应及时的查找原因，并做出妥善的处理[1]。

一、油田机械设备状态的监测技术应用1.振动监测技术在油田的机械设备监测当中使用最多的一种技术就是振动监测技术，振动检测技术是通过监测分析机械设备的振动数据和一些其它的状态完成对价械设备的监测。

一般情况下，利用振动检测技术可以详细的掌握机械设备当下的工作状态和相关的数据信息，对出现故障的设备可以及时的查找出来，振动监测技术最常被用在油田机械设备中的往复机械设备和旋转类的机械设备以及轴承等设备的状态监测中。

在振动检测技术的应用中，振幅是最主要的数据，表现形式分别是速度、加速度和位移这3种形式，通过这3种形式检测，可以得到该机械设备工作振幅的快慢、快慢的改变和大小这三种不同的数据。

不同类型的机械设备和不同的种类的故障在实际的振动检测中参考的振幅数据也是各不相同，这需要检测人员根据监测的实际情况选择相应的参数。

2.噪声监测技术在油田的机械设备监测当中常用到的技术处理上述振动监测技术以外，还有一种常用到的监测技术是噪声监测技术。

机械系统的状态监测与故障诊断机械系统是由众多的零部件组成的复杂系统，它承担着各种任务和功能。

然而，长时间运行和高强度使用导致了机械系统容易发生故障的问题。

为了确保机械系统的正常运行和预防故障发生，我们需要进行状态监测和故障诊断。

状态监测是指通过采集和分析机械系统的运行数据来评估系统的性能和运行状态。

常见的状态监测方法包括振动分析、温度监测、噪音分析和润滑油分析等。

其中，振动分析是最常用的一种方法。

振动信号可以提供关于机械系统各个部分的运行状态和性能信息，例如轴承的磨损、齿轮的磨损等。

通过对振动信号的分析，可以判断机械系统是否存在异常，并及时采取维修措施。

故障诊断是指通过对机械系统故障进行分析和判断，找出故障的原因和位置。

故障诊断的方法多种多样，可以通过电气信号分析、图像处理和模型仿真等技术手段来实现。

其中，电气信号分析是常用的一种方法。

电气信号可以反映机械系统各部分的运行状况，例如电机的电流和电压信号可以用来判断电机是否正常工作。

通过对电气信号的分析，可以快速准确地判断故障的原因和位置，从而采取相应的维修措施。

在机械系统的状态监测和故障诊断过程中，数据采集是至关重要的一环。

数据采集可以通过传感器和数据采集设备来实现。

传感器可以将机械系统的运行数据转化为电信号，并送入数据采集设备进行记录和存储。

数据采集设备可以将采集到的数据进行处理和分析，并显示出结果。

同时，为了提高数据采集的效率和准确性，还可以使用无人机等先进设备进行远程数据采集。

为了确保机械系统的状态监测和故障诊断的准确性和可靠性，我们还需要建立相应的模型和算法。

模型是通过对机械系统进行建模和仿真得到的数学模型，它可以模拟机械系统的运行过程和性能。

通过与实际数据进行比较，可以判断机械系统是否存在异常。

算法是处理数据和分析结果的一组计算方法和过程。

常见的算法包括频域分析、时域分析和小波分析等。

通过对采集到的数据进行算法处理和分析，可以得到机械系统的状态和故障诊断结果。

设备状态监测与设备故障诊断技术第一章：绪论第一节：什么是设备诊断技术机械设备状态监测与故障诊断是同一学科的两个不同层次，它们既有联系又有区别，为了方便起见统称为机械设备故障诊断。

机械设备故障诊断是识别机械设备（机器或机组）运行状态的一门综合应用科学和技术，它主要研究机械设备运行状态的变化在诊断信息中的反映。

具体来说，就是通过测取设备运行的状态信号，并结合其历史状况对所测取的信号进行处理、分析、提取特征，从而定量诊断（识别）机械设备及其零部件的运行状态（正常、异常、故障），再进一步预测设备未来的运行状态，最终确定需要采取何种必要的措施来保证机械设备取得最优的运行效果。

主要内容包括对机械设备运行状态的监测、诊断（识别）和预测三个方面。

其中，状态监测也被称为简易诊断，一般是通过测定设备的某些较为单一的特征参数（如：振动、温度、压力等）来检查设备运行状态，再根据特征参数值与门限值之间的关系来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态。

如果对设备进行定期或连续的状态监测，就可以获得设备运行状态变化的趋势和规律，据此就可以预报设备的未来运行发展趋势，也就是人们常说的趋势分析。

诊断（识别）则不仅要掌握设备的运行状态和发展趋势，更重要的是查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，为科学检修指明方向，这就是人们常说的精密诊断，设备状态监测与设备故障诊断可以从以下两个方面来理解。

1.设备状态监测以监测设备振动发展趋势为手段的设备运行状态预报技术。

2.设备故障诊断以分析设备振动主要特征为手段的设备运行故障诊断技术。

设备故障诊断技术是以设备为对象，采用多种现代化科学成果而形成的一门综合性学科。

它涉及了传感器技术、信息采集技术、信息处理技术、识别理论、预报决策、计算机诊断技术及有关机械设备的专业技术与理论。

第二节：故障诊断的目的机械设备故障诊断的根本目的就是要保证设备的安全、可靠和高效、经济地运行，具体来说就是：1．及时、正确、有效地对设备的各种异常状态和故障状态作出诊断，预防或消除故障；同时对设备的运行维护进行必要的指导。

机械设备状态检测与故障诊断1.简述设备故障诊断的目的和任务答:目的:①能及时的、正确的对各种异常状态或故障状态作出诊断,预防或消除故障,对设备的运行进行必要的指导,提高设备的可靠性、安全性和有效性,把故障降低到最低水平②保证设备发挥最大的设计压力③通过检测监视、故障分析、性能评估等,为设备结构改造、优化设计、合理制造及生产过程提供数据和信息任务:①状态监测②故障诊断③指导设备的管理维修2.简述设备故障诊断技术的定义、内容、类型和方法答:定义:在设备运行中或基本不拆卸设备的情况下,掌握设备的运行状况,判定产生故障的部位和原因,以及预测预报设备状态的技术内容:设备故障诊断的内容包括状态监测、分析诊断和故障预测三方面,实施过程为信号采集、信号处理、状态识别、诊断决策四方面类型:①按诊断对象分类:旋转机械诊断技术、往复机械诊断技术、工程结构诊断技术、运载器和装置诊断技术、通信系统诊断技术、工艺流程诊断技术②按诊断目的分类:功能诊断与运行诊断、定期诊断与连续诊断、直接诊断与间接诊断、常规工况与特殊工况诊断、在线诊断和离线诊断③按诊断方法完善程度分类:简易诊断、精密诊断技术方法:①传统方法:利用各种物理和化学的原理和手段,通过伴随故障出现的各种物理和化学现象直接检测故障;利用故障所对应的征兆来诊断②智能诊断:在传统诊断方法的基础上,将人工智能的理论的方法用于故障诊断③模式识别、概率统计、模糊数学、可靠性分析和故障树分析、神经网络、小波变换、分析几何等数学分支在故障诊断中应用3.机械设备故障的信息获取和检测方法有哪些?答:获取方法:直接观测法、参数测定法、磨损残渣测定法、设备性能指标的测定检测方法:①振动和噪声的故障检测:振动法、特征分析法、模态识别与参数识别法、冲击能量与冲击脉冲测定法、声学法②材料裂纹及缺陷损伤的故障检测:超声波探伤法、射线探伤法、渗透探伤法、磁粉探伤法、涡流探伤法、激光全息检测法、微波检测技术、声发射技术③设备零部件材料的磨损及腐蚀故障检测:光纤内窥技术、油液分析技术④温度、压力、流量变化引起的故障检测4.简述振动检测和诊断系统的组成和原理,说明其区别答:振动检测系统:信息输入-数据预处理-数据变换和压缩-特征提取-状态分类-{①显示、打印、绘图、储存②判断与决策-报警、审核、维修}诊断系统:激振器-被诊断对象-传感器-二次仪表-{①磁带记录仪②分析仪③数据采集、记录和存储器}-故障诊断系统5.测振传感器有哪些类型?简述其工作原理。

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。

机械装备状态监测与故障诊断技术研究近年来，随着机械装备在工业领域中的广泛应用，对其状态监测和故障诊断的需求日益增长。

机械装备的正常运行是保障生产效率和安全的关键因素之一。

因此，研究机械装备状态监测与故障诊断技术势在必行。

本文将探讨机械装备状态监测与故障诊断技术的研究现状、方法和挑战。

一、研究现状随着科技的不断进步，机械装备状态监测和故障诊断技术也在不断发展。

现有的研究主要包括传统的振动分析方法、声学信号处理方法、红外热像技术以及智能诊断技术等。

传统的振动分析方法是最常用的一种监测手段，通过对机械设备振动信号的采集和分析，可以有效判断机械设备的运行状态。

声学信号处理方法则是通过对机械设备发出的声音进行采集和处理，以获得设备工作状态的信息。

红外热像技术则是通过检测机械设备的红外辐射，分析设备是否存在异常情况。

智能诊断技术是近年来发展起来的新兴技术，借助人工智能和机器学习算法，可以对机械设备进行全面的监测和诊断。

二、研究方法研究机械装备状态监测与故障诊断技术需要结合多个学科的知识，包括机械工程、仪器仪表、信号处理、模式识别等领域。

在具体的研究方法上，可以采用以下几种途径。

首先，可以通过实验的方式，在实际工作环境中对机械装备进行监测和测试。

通过采集机械装备运行过程中产生的各种信号，并对这些信号进行分析处理，可以获得机械装备的状态信息。

其次，可以借助计算机仿真技术，建立机械装备的数学模型，并对其进行仿真模拟。

通过模拟不同工况下机械装备的运行状态，可以准确判断装备是否存在异常或故障。

另外，还可以结合现有的智能诊断技术，采用机器学习算法对机械装备的状态进行识别和分类。

通过训练机器学习模型，可以实现对机械装备的自动监测和故障诊断。

三、研究挑战机械装备状态监测与故障诊断技术的研究面临一些挑战。

首先，机械装备的复杂性使得监测和诊断变得困难。

不同类型的机械装备具有不同的工作原理和性能特点，因此需要根据具体情况选择合适的监测手段和方法。

机械设备故障诊断与监测的常用方法1. 故障现象分析法故障现象分析法是通过收集和分析设备故障时产生的现象和信息来确定故障原因的方法。

这种方法对于一些常见的故障，比如设备噪音、振动、温度升高等，可以通过仔细观察和分析现象来推断可能的故障原因。

2. 维修记录分析法维修记录分析法是通过分析设备的维修记录来确定设备故障的原因。

通过分析维修记录中频繁出现的故障部件和故障模式，可以发现一些潜在的故障原因，并且可以根据这些信息加强对这些部件的监测和维护。

3. 故障模式效应分析法故障模式效应分析法是一种系统性的故障分析方法，其主要目的是通过对设备可能的故障模式和其可能的影响进行分析，来确定故障的原因。

这种方法需要运用专业的故障分析工具和技术，比如故障模式和影响分析（FMEA）等。

4. 现场检查法现场检查法是指通过对设备进行现场检查，包括外观、结构、连接、管道、电气设备等方面的检查，来确定故障原因。

这种方法需要结合对设备的操作和使用情况进行分析，有时也需要利用一些测量和检测设备来获取更准确的信息。

5. 故障诊断设备和工具故障诊断设备和工具是用来检测和分析设备故障的专用器材，包括振动检测仪、红外热像仪、油品分析仪、声波分析仪、电气检测仪等。

这些设备可以帮助工程师和维修人员快速准确地确定故障原因，并采取相应的维修措施。

二、监测方法的常用方法1. 振动监测振动是设备运行过程中常见的现象，对于机械设备而言，振动的大小、频率以及振动模式都可以反映设备的运行状态。

通过振动监测设备可以实时监测设备的振动情况，并根据振动的变化来判断设备是否存在故障。

2. 温度监测温度监测是通过安装温度传感器在设备关键部位，来实时监测设备的工作温度。

对于一些需要保持稳定工作温度的设备，比如变压器、电机、轴承等，温度监测是非常重要的。

通过温度监测可以及时发现设备过热的情况，并采取相应的措施。

3. 油液监测油液监测是通过对设备的润滑油进行采样和分析，来监测设备运行过程中的润滑状态和设备的磨损情况。

机械设备故障诊断与监测的常用方法6篇第1篇示例：机械设备在使用过程中经常会出现各种故障，及时准确地进行故障诊断和监测对于设备的正常运行和维护是至关重要的。

下面将介绍一些机械设备故障诊断与监测的常用方法。

一、视觉检查法视觉检查法是最简单、最直观的故障诊断方法之一。

通过观察设备的外观、运转状况、连接部位是否松动、是否有明显的磨损痕迹等，初步判断设备是否存在问题。

这种方法适用于一些外在明显的故障，比如松动的螺丝、漏油现象等。

二、听觉检查法听觉检查法是通过听设备运行时的声音来判断设备是否存在故障。

比如机械设备在运行时出现异常的响声，可能是由于轴承损坏、齿轮啮合不良等原因引起的。

通过仔细倾听设备运行时的声音，可以初步判断设备存在的故障类型。

三、振动检测法振动检测法是一种通过监测设备在运行时的振动状况来判断设备是否存在故障的方法。

通常情况下，机械设备在正常运行时会有一定的振动，但如果振动异常明显，可能是设备出现了问题。

通过振动检测仪器对设备进行监测和分析，可以准确判断设备的故障类型和严重程度。

四、温度检测法温度检测法是通过监测设备运行时的温度变化来判断设备是否存在故障的方法。

比如设备某个部位温度异常升高，可能是由于摩擦引起的，也可能是由于电气元件故障引起的。

通过红外测温仪等工具对设备表面温度进行监测和分析，可以帮助工程师快速定位故障部位。

五、性能测试法性能测试法是一种通过对设备的各项性能指标进行测试和比较，来判断设备是否存在故障的方法。

比如通过功率测试仪器对设备的电流、电压等参数进行监测，比较实测数值与标准数值是否一致，可以准确判断设备是否存在故障。

六、故障诊断仪器法现代科技的发展，各种先进的故障诊断仪器也被广泛应用于机械设备的故障诊断和监测中。

比如红外热像仪可以通过红外辐射检测设备的热量分布，帮助工程师找出设备故障的根源；声发射仪器可以对设备在运行时的声音进行捕捉和分析；电动机绝缘测试仪器可以对设备的绝缘状态进行监测等。