机电设备故障诊断技术研究

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机电设备故障诊断技术研究:机电设备故障诊断与维修技术分析

[摘 要]当前随着我国社会主义市场经济的推进以及现代化建设进程的加快，工业化生产的自动化水平不断提升，各类机电设备的使用也更为普遍，机电设备的安全运营直接决定着器械的稳定以及各类生产的经济效益，甚至于人们的生命安全与财产安全息息相关。因此，我们更应该做好机电设备的维护、检修工作，从分析机电设备常见故障类型入手，将机电设备在运作过程中可能会出现的故障纳入安全检查与日常维护的范畴之内，全面降低机电设备发生故障的几率，确保机电设备的安全运行，为我国现代化建设提供坚实的动力支持与保障。

[关键词]机电设备；故障诊断；维修技术

随着技术的不断发展，工业生产的自动化水平越来越高，机电设备在现代生产中的作用和影响越来越大，设备的运行 费用也越来越高。机电设备运行中发生的故障或失效不仅会造成重大经济损失，甚至还可能导致人员伤亡和恶劣的社会影响，因此设备或者系统的安全、可靠性极为重要[1]。这就要求我们在今后的实践工作中，要更为注重机电设备故障诊断与检修工作的开展，坚持实事求是与改革创新相结合的工作理念，全面分析与梳理机电设备的常见故障类型，并在借鉴国外先进经验的基础上，优化机电设备维修方案与技术，构建完善的机电设备安全维修体系，切实提高机电故障诊断与维修技术的作用力与实用性。

一.当前机电设备常见故障类型分析

从本质上说，机电设备故障诊断与维修是一项内容反复、项目众多的复杂工程体系，为提高机电设备故障诊断与维修工作的针对性与高效性，我们首先必须对机电设备的常见故障类型进行分析与研究。具体来说，针对故障发生的时间段，当前机电设备常见故障主要分为以下几类：

（一）前期故障

长期故障是当前机电设备常见故障类型之一，一般来说，因为机电设备的运行需要一定的适应期（也可称之为磨合期），在这段时间内，机电设备往往要运行一段时间才能够适应施工现场环境、施工进度等等，这是在机电设备正式投入使用之前必须进行的重要工作。机电设备的前期故障主要是由机电设备制造以及设计工艺不合理引发的，在试运行阶段，工作人员要及时记录故障类型，并在第一时间进行调试，如果故障仍不能得到彻底解决，就需要向生产厂家更换机电设备或者要求返厂维修。

（二）运行故障

机电设备的运行过程实际上也是机电设备的耗损过程，任何机器设备在长时间的运行之后，都会因为各种原因，诸如使用频率较高、日常检修与检测工作不到位等等都可能引发机机器设备安全故障。不同的机电设备产生的运行故障是不同的：

比如煤矿提升机是煤矿生产中最为常见、使用频率较高的机电设备，主要用于运用施工人员，以及传输原煤、各种生产原材料等等，是煤矿机电设备安全管理的重中之重。煤矿提升机由制动系统、润滑系统以及传动系统等等构成，任何一个系统都可能产生安全故障，这就需要我们使用传感器检测装置在煤矿提升机运行前、运行后进行状态监测，并根据检测情况确定其能否继续安全使用。

另外，采煤机也是煤矿生产中经常使用的机电设备之一，采煤机的常见故障相对较多，但绝大多数故障属于液压系统故障。采煤机的液压系统分为高压与低压两个部分，如果没有协调好高压与低压之间的关系就有可能引发运行故障。因此，工作人员除了要做好采煤机的日常维护与检修工作之外，还要安排专人时刻检测采煤机的运行情况，尤其是液压系统的运行状态，通过多种方式最好内部高压与低压的协调与平衡，有效规避采煤机安全故障，确保采煤机始终保持良好的工作状态。

（三）偶发性故障

机电设备产生故障的原因是多方面的，除了人为性操作失误之外，机电设备在运行过程中极有可能产生多种偶发性故障，对于这类偶发性故障，我们既不可能完全规避，也不能彻底解决，只有通过加强机电设备日常检修、维护等等安全管理工作来尽可能减少机电设备发生偶发性故障的几率。

二.机电设备维修技术分析

随着现代科学技术的发展与进步，机电设备维修技术也更为多样，我们要根据机电设备的故障类型，对相关维修技术进行有效分析，从中选择最高效、最科学、操作性较强的技术，以确保机电设备安全故障能得到及时排除，减少机电设备安全故障与严重事故的发生。

（一）振动诊断技术

振动诊断技术是当前用于检修机电设备的常用技术，检测准确性相对较高、操作相对简单、程序也并不复杂，同时也能够有效检测机电设备运行中可能隐藏的安全威胁，大大降低机电设备发生安全故障的几率。振动诊断技术的工作原理是，将机电设备与计算机系统相连，并通过计算机系统展示机电设备的相关信息，维修人员可以根据振动监测的结果判断机电设备的运行状态。另外，当前随着计算机网络技术的普及，计算机系统能够对机电设备振动诊断数据进行自主化、自动化分析，相对于人为分析，这种分析更为精确、快速，是今后机电设备检修技术的发展趋势。

（二）温度诊断技术

温度变化是影响机电设备整体性能的重要因素之一，因此，对机电设备的温度检测也是机电设备维修与检修工作的重点。首先，工作人员要将机电设备与计算机系统相连，使机电设备的温度能够在计算机系统中显示出来，这样一来，工作人员就可以时时比对机电设备温度与设备温度许可范围，发现机电设备温度过高或者远远超出温度许可范围时，要马上启动降温方案或者直接暂停使用。其次，工作人员还可以用润滑油作来检测机电设备的温度，温度越高，润滑油分解速度越快，工作人员可以根据润滑油分解速度判定机电设备温度是否过高，并采取相关处理措施，同样可以达到控制机电设备运行温度的目的。

（三）红外线诊断技术

机电设备的内部结构较为复杂，一般的诊断技术可能很难精确检测机电设备的内部情况，红外线诊断技术以温度检测为手段，通过测定机电设备各个部位的温度来判定机电设备的安全状况，同时也可以较为精确地指出引发机电设备温度过高的原因（一般来说，机电设备液压系统性能差、发动机排烟管堵塞等等都会使得机电设备内部温度较高），弥补一般温度检测对机电设备某些性能，诸如材料的整体质量、油料的优劣等等无法进行有效监控的不足，确保温度检测的全面性与精确性。

（四）铁谱诊断技术

铁谱诊断技术是一种新兴的机电设备诊断技术，同样拥有诊断结果精准、诊断速度较快的优势，成为当前工作人员常用的机电设备故障诊断技术。铁谱诊断技术的工作原理是借助一个高梯度、高强度的磁场产生的磁场力从机械的润滑油中往出分离铁磁性磨霄，让分离出来的铁磁磨霄沉淀在基片上，形成谱片[2]，工作人员通过观察谱片上磨霄颗粒的大小等等，分析与判定机电设备的运行情况。铁谱诊断技术本是用于诊断煤矿机电设备的一种技术，由于其检测范围较广、成本较低、效果较好，被广泛用于各类机电设备的故障诊断中，成为当前使用较为普遍的诊断技术之一。

三.结束语

总而言之，对机电设备采取合理维护与维修，才能够确保机电设备长期处于正常运行状态，为实现这一目标，我们必须采取合理的诊断措施去查找机电设备可能会出现的各类故障，并选择合理的维修技术，以保证机电设备运行故障能够在第一时间内得到解决 [3]，并尝试对机电设备的常见故障进行分析与分类，深入研究引发机电设备运行故障的原因，积极寻找规避机电设备安全故障的检修技术与管理方式，始终确保机电设备的安全运行，实现机电设备安全管理工作实际效用的最大化。

机电设备故障诊断技术研究:故障诊断技术在机电设备维修中的实际运用研究

[摘 要]随着经济的快速发展以及科学技术水平的提高，我国在进行工业生产的过程中，越来越离不开机电设备。另外，机电设备的运行状态对工业产品的质量、生产率等方面都有着很重要的影响，而且，机电设备的运行状态还可以反映出企业管理水平的高低。在进行工业生产的过程中，可以导致机电设备发生故障的因素有很多，由此对机电设备维修的要求就比较高，故障诊断技术能够快速的诊断出机电设备的故障，进而有效的提升机电设备维修的效率。在本文中，阐述了机电设备常见的故障，并提出了故障诊断技术的实际应用。

[关键词]故障诊断技术；机电设备；维修；实际运用

现今，在施工生产的过程中，机电设备已经成为不可缺少的组成部分，有了机电设备的利用，生产的效率得到了大大地提高，而且产品的质量也得到了有效的保证。但是在机电设备运行生产的过程中，会出现设备磨损、零件老化等问题，如果不及时的进行处理，机电设备就会出现故障。另外，机电设备一些突发的问题也会导致其出现故障。这就要求在进行机电设备维修时，为了尽量减少施工生产的损失，就需要既保证维修的速度，又保证维修的质量。在应用了故障诊断技术之后，机电设备维修工作的效率及质量得到了保证。

一、机电设备常见的故障

（一）损坏型故障

机电设备在生产的过程中，会出现不同程度的损坏，比如未进行及时的保养、操作人员的不当操作等，另外，当机电设备出现故障时，诊断的结果不正确也会导致机电设备出现损坏型故障。实际上，损坏型故障属于机电设备最主要的故障。

（二）退化型故障

所谓退化型故障，是指机电设备由于出现老化而造成的故障。在生产过程中，机电设备并不是单一存在的，而是需要配套使用，由此，购买机电设备的成本就会比较大，这对于企业来说，这么大的一笔开销都会难以承受，因此，出于资金的考虑，企业采购回来的机电设备都会超龄使用，导致机电设备的老化现象比较严重。另外，机电设备在组装结构方面，也存在着不合理的问题，这不但影响了机电设备的运行效率，而且使机电设备带有不同程度的故障隐患。

（三）失调型故障

这是一项比较重要的问题，随着科技的发展，机电设备在生产过程要实现自动化，但由于失调型故障的存在，影响了自动化的实现。从当前的机电设备来看，安全设施和保护装置方面并不健全，应该装有的缓冲装置缺乏，绞车所承受的实际提升负荷远远的超过了其能力范围，同时，机电设备的工作人员责任意识比较薄弱，在操作机电设备时经常会出现误操作，而且也缺乏必要的维护知识及技能，导致机电设备出现失调型故障。

（四）堵塞与渗漏型故障

这类型故障主要是由机电设备的质量不合格导致。企业在采购机电设备时，过分的注重了成本问题，因此忽略了机电设备的质量问题，导致采购回来投入使用的机电设备经常出现故障。除了质量方面的问题，工作人员清理不彻底也会导致堵塞问题的出现，而当机电设备长时间的处于超负荷运行时，也极容易发生渗漏型故障。

（五）功能减退故障

前面已经提到，出于经济方面的因素，机电设备使用的时间都比较长，这就会导致机电设备出现功能减退的现象。机电设备在投入使用的过程中，当需要更新时企业并没有及时的更新，这也会导致功能减退。另外，在使用机电设备的过程中，工作人员要定期的清理灰尘，并对机电设备进行保养，但是在实际的生产过程中，工作人员并没有做好这两方面的工作，导致机电设备正常的使用受到影响，无法发挥其应有的功能。功能减退故障对机电设备的影响比较大，而且还会伴随着安全隐患问题，因此要十分的重视。

二、故障诊断技术在机电设备维修中的实际运用

实际上，故障诊断技术是一种维护手段，当机电设备处于正常的运行状态时，故障诊断技术不会对其产生任何影响，但是当机电设备在运行时存在故障隐患时，故障诊断技术就会对机电设备产生一定的影响。在对机电设备的运行情况、性能等方面进行检测时，要依靠科学的仪器和仪表。通过对机电设备运行时各方面情况的检测和分析，研究出故障问题的隐患程度，并及时的发展存在的问题，找到原因，最终正确的判断出故障将会发生的地方及特点。在机电设备维修中，故障诊断技术实际运用方法有三种。

（一）历史记录诊断法

通过对机电设备历史故障记录的查询和分析，对其存在的问题进行严格的维护和检查，从而准确的找出故障发生的主要位置。另外，在对机电设备进行维护时，历史记录诊断法也是非常重要的一环，经过长期的诊断之后，就会形成不同的诊断信息记录，通过对诊断信息记录的整合及分析，科学的构建故障信息数据库，从而有效地节省机电设备故障诊断的时间，并有效地提高效率。

（二）温度、压力监测诊断法

对于机电设备参数的监测来说，传感器的监测效果非常好，通过各方面传感器的监测，能够有效地掌握机电设备参数的变化。在监测的过程中，还要将温度、压力等参数的变化情况记录下来，以便能迅速的诊断出故障发生的频率。

（三）人工神经网络诊断法

这是一种技术水平非常高的方法，因而具有极其关键的价值。人工神经网络诊断法具有人性化的特点，而这一特点恰恰适用于机电设备的非线性映射关系，通过此种诊断方法，可以准确的诊断出机电设备不同的问题以及出现的原因。

三、结论

在施工生产的过程中，机电设备是必不可少的组成部分，尽管机电设备的运用使得生产效率大大地提高，但是在机电设备运行的过程中，经常会发生一些故障问题，导致机电设备不能进行正常的生产。为了保证机电设备的正常运行，在对其维修时应用了故障诊断技术，通过恰当的诊断方法，发现机电设备存在的故障隐患，进而及时的进行维修和维护，保障其正常运行。

作者简介

单德玉（1985―），男，汉族，安徽临泉，2010年毕业于安徽理工大学电气自动化，现职单位皖北煤电集团朱集西煤矿，助理工程师，学士学位，研究方向：机电一体化。

机电设备故障诊断技术研究:机电设备故障诊断及维修技术分析

摘 要 随着经济全球化发展，各种资源的需求量在不断增加，煤矿更是重要资源之一。要确保煤矿正常生产，不但要做好各种管理措施还必须要确保各种机电设备正常工作。因此，就必须要对机电设备可能出现的故障进行预测，为确保正常工作做好基础工作。本文就是笔者依据多年工作经验，分析如何诊断煤矿企业中的机电设备故障，并在该基础上探索维修技术。

关键词 维修技术；机电设备；故障诊断

0引言

一直以来，机电设备都是煤矿生产中的重要组成部分，也直接会影响着煤矿产量。可以说，机电设备在煤矿安全生产的地位是越来越重要。但是从现状来看，因煤矿的生产条件与生产环境具有多样性与复杂性，必定给机电设备的管理带来新要求。在这种环境下，探究诊断机电设备的故障及其维修技术具有实际意义。

1 诊断机电设备的故障

在煤矿生产中所用到的机电设备比较多，必须要掌握其诊断方法，这也是煤矿生产中重要的组成部门。

尤其是现代化技术大量应用的今天，机电设备更是衡量各个煤矿企业产量重要标志。分析机电设备故障以及维护管理上更是生产经营管理之基础。依据设备故障的构造、工作状况差异及运行状态，最终其表现形式必然不同。对于机电设备的故障诊断之后总体有如下几个方面：机电设备的性能参数忽然降低；振动出现异常；声响异常；剧烈增加了磨损残留物；排气的成分发生变化，过热现象等等；其故障多样变化就表明机电设备故障的产生原因比较多，并不是单一。对于煤矿机电设备的发生故障率大多是随着时间变化而发生变化。设备出现故障大体划分成三个阶段：

其一是早期故障；如果设备位于早期故障期，开始具有较高故障率，但是随着时间逐渐变化而快速降低故障几率，这个故障期间也叫机电设备的磨合期；这个故障时间的长短大多是随着产品及系统设计和制造的质量相关。在该时段出现故障几乎都是因设计与制造上存在缺陷造成，或者是所用环境不但所致。

其二偶发故障期；一旦机电设备处于了偶发故障期，那么故障率基本上就在稳定状态，靠近定值。在该期间出现故障就是随机的，而且这个时段中故障率比较低，大多属于稳定状态。其三就是损耗故障期；就是机电设备使用一段时间之后故障发生率随之上升。因此按照上面所示曲线，就必须要有针对性对机电设备进行维护及修理，这样才能够确保机电设备正常工作。一旦设备发生故障就必须要进行诊断，为下一步维修打下基础。当然，不同的机电设备诊断方式不同，本文对矿井提升机及采煤机的诊断做一些阐述。

1）煤矿提升机；在煤矿生产中提升机是主要设备之一，承担着提升矸石、原煤、升级人员、下放材料以及运送设备之任务；提升机是否能够安全运行直接关系着煤矿生产，影响着生产人员生命及财产安全。构造如下图：

图1 煤矿提升机示意图

对于提升机的故障处理上，一直都被煤矿企业高度重视，如今采用最多就是使用单一的传感器检测提升机的控制系统，分析其频谱而诊断出故障。因为提升机主要是由机械传动系统、制动系统及润滑系统等等，当运行时各个部件都可能发生故障，要想准确诊断出故障类型存在一定困难。如果采用多传感器信息融合技术来诊断提升机故障，就能够导出一些新信息，任何单一的传感器都不能够获取到该新信息，采取这种诊断方法有效扩大了时间覆盖范围，提升了置信度，改善了检测系统可靠性；

2）采煤机的诊断；采煤机是煤矿所用主要设备之一，直接关系着煤矿的产量，从煤矿设备发生故障统计可知，采煤机出现故障75%属于液压系统故障，该系统可靠性直接影响着采煤机故障率。这个设备的液压系统分为高压与低压两个部分，随着负载增加高压升高，而低压恒定，负载变化不会影响低压变化。如果低压正常而高压降低，一旦增加了负载，高压不升高反而降低，表面该系统存在漏损，而且漏油处位于主油路高压侧，就必须要停机处理。如果高压降低了，而低压上升，就表明液压系统存在高低压窜通，就必须要检查旁通阀、安全阀以及梭形阀是否存在窜液。对于液压系统进行故障诊断时，就要采取主动维护，从而有效提升采煤机的使用可靠性，从而才能够延长使用寿命；

2 维修技术

在使用过程中，机电设备因磨损必定会造成一些零部件劣化而出现故障，必定会影响到设备性能、效率、精度及经济性，乃至不能够运行。因此必须要维修机电设备，并且要结合实况采取合理的维修技术。

1）温度诊断；一旦机电设备发生了故障必定出现稳定异常，因为机件损伤时温度升高的速度总是比故障先出现。把采集温度数据绘制成图表，而且逐点相连成一条直线，并运用这个直线斜率来分析温度变化趋势，求出直线斜率值就能够推算在某时刻温度值，一旦超出了设备所允许最高温度值，那么就能够分析是否可能发生故障；

2）振动监测；这种方式是预防性维修中采用比较普遍手段，大体能够划分成两个大类，简易诊断仪与精密诊断系统，简易诊断仪就是用测量放大器把测振传感器所感受振动信号增大，然后用检波器显示出振动峰值或者有效值，就能够了解到机械振动。而精密诊断系统就是定期或者在线检测设备，并把振动信号记录到磁带上或者用检波器显示出来。并用计算机或者中央处理机进行分析处理，从其分析结果来判断出故障的部位与原因，从而确定出维修对策。

事实上，维修故障技术比较多，还有铁谱监测、电压法等等，具体采取那种方式还要视具体情况来分析。

3结论

总而言之，对机电设备采取合理维护与维修，才能够确保设备处于长期正常运行状态。就需要采取合理的诊断措施查找机电设备的故障，并选择合理的维修技术尽快处理故障，确保机电设备正常运转，确保煤矿生产效益最大化。

机电设备故障诊断技术研究:关于机电设备故障诊断技术发展研究

摘要:机电设备制造技术的不断发展,使得机电设备故障诊断技术获得突飞猛进的发展,日益发展成为一门独立的综合信息处理技术。充分利用机电设备故障诊断技术，有效发现机电设备中存在的故障，避免恶性事故以及重大安全事故的发生，是公众关注的热点。本文主要对机电设备故障诊断技术的现状及其存在问题进行详细探究，在此基础上，对机电设备故障诊断技术的发展趋势作进一步的展望，以期有助于把握机电设备故障诊断技术的发展规律，促进机电设备故障诊断技术的可持续发展。

关键词:机电设备；诊断技术；趋势；问题

机电设备故障诊断主要是通过有效把握机电设备运行中的工作状态，准确、及时的发现运行中出现的各种问题，从而确保机电设备运行安全可靠。而掌握机电设备故障诊断技术则是有效发现机电设备中存在的故障，及其原因的重要保证，能够有效的避免恶性事故以及重大安全事故的发生。尤其是在现代化的生产中，机电设备的运用范围日益广泛，有关机电设备的安全问题也日益引起公众的极大关注。

一、有关机电设备故障诊断技术的发展现状

一般来说，机电设备故障诊断技术的发展经历了三个阶段：初级阶段的专家经验以及专业知识的阶段；计算机时代的动态监测以及故障处理阶段；智能化时期，监测、诊断以及管理一体化的阶段。由于经济以及科学技术的迅速发展，我国机电设备故障诊断技术也随之发展迅猛。[1]

（一）机电设备故障诊断常用技术

机电设备的诊断包括了收集、分析、识别、整理以及检验信息的全过程。其中有关机电设备故障诊断理论方法中较具代表性的主要有：基于逻辑的诊断方法以及基于分析与时序模型的平稳振动信号分析方法。而且一些数学新兴领域的理论体系的不断完善为故障诊断技术带来了巨大的推动作用。当前机电设备故障诊断技术已不是一门简单的科学技术，其涉及到数学、物理、计算机科学、通讯技术、化学、电学、信息技术以及人工智能等领域的理论与技术，成为交叉性极强的综合学科。虽然现代化的科学技术在机电设备故障诊断中的成功运用，使其更为实用准确，但是在实践操作中传统的诊断技术以及方法仍有其市场，一般有嗓音测验法、红外线检测法、振动检测技术以及射线扫描检测。

（二）机电设备故障检测方法中存在的问题

1.机电设备故障诊断技术当前已经得到广泛的应用，但是有关机电设备故障诊断技术的理论仍然没有一套完整的体系，也没有相关的参考技术规范。多数的技术主要针对于机电设备的特定部位。没有相应的代表性以及规范性，而且往往依据故障的类型确定机电设备的诊断方法，这就使得真正的理论以及方法难以得到实际的运用。[2]

2.当前急需解决的另一个关键问题就是机电设备故障诊断的准确性，唯有切实的提升机电设备故障诊断的准确率，才可以确保减少修理时间，最大程度的减少经济损失。但是实践中，确保故障诊断的准确性在于故障的特性。而这是相当复杂的问题，由于机电设备故障往往不是单个的故障，可能涉及到多个方面的问题，主要有电机制造技术、安装、运行以及维护等方面。此外，电机故障一般以连续性和间接性的方式出现，因此，有关检测仪表的质量、精密性以及功能对故障诊断的准确率都会有很大的影响。

3.传统的检测方式一般着眼于电机的运行状态，依赖于固有的经验知识。但是经验的局限性与事物运行的发展规律之间存在不可调和的矛盾。机电设备的零件一定存在某种差异，直接导致故障判断的过程中存在较大的不确定性。由于处于正常状态与故障情况下的零部件没有较为明显的界限，在机电设备初期的故障不明显的情况下，设备能够正常运行，就难以判断，而只有当故障威胁到设备的正常运行的时候才能被发现。因此，机电设备故障的渐变是造成故障判断失误的重要原因。

4.当前对机电设备故障诊断技术的研究属于开放性课题，有必要建立一套完整而又系统的故障诊断体系。但是在现实中往往出现这样一种现象：机电设备故障由于无法确定有关的诊断界限，使得一些诊断方法，如小波分析法，只能停留在理论层面上，缺乏实际中的具体应用。这种理论的操作极不规范，诊断看起来很容易，但是之后的修理工作难以有效开展。因此，当前迫切需要一种成熟的机电设备故障诊断技术。