現(xiàn)代故障診斷技術(shù)綜述(已修改)
2024-11-19 11:03 本頁面
【正文】 故障診斷技術(shù)綜述 故障診斷技術(shù)綜述 1 前言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 機械設(shè)備越來越復(fù)雜 、 自動化水平越來越高 、 機械設(shè)備在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用和影響越來越大 、 與其有關(guān)的費用越來越高 ， 機器運行中發(fā)生的任何故障或失效不僅會造成重大的經(jīng)濟損失 ， 甚至還可能導(dǎo)致人員傷亡。通過對設(shè)備工況進(jìn)行檢測 ， 對故障發(fā)展趨勢進(jìn)行早期診斷 ， 找出故障原因 ，采取措施避免設(shè)備的突然損壞 ， 使之安全經(jīng)濟地運轉(zhuǎn) ， 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作 用。開展故障 診斷 技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文 從 故障 診斷的 發(fā)展歷史、 理論、 方法、內(nèi)容和技術(shù)手段等多方面對 故障診斷 技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述 ， 并在此基礎(chǔ)上分析并提出了該技術(shù)在今后的發(fā)展趨勢。 故障診斷技術(shù)綜述 2 1 故障診斷技術(shù)發(fā)展歷史 故障診斷 (FD)始于 (機械 )設(shè)備故障診斷，其全名是狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷(CMFD)。它包含兩方面內(nèi)容：一是對設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測；二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對設(shè)備的故障進(jìn)行分析、診斷。設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來的。歐洲各國在歐洲維修團體聯(lián)盟 (FENMS)推動下，主要以英國倡導(dǎo)的設(shè)備綜合工程學(xué)為指導(dǎo)；美國以后勤學(xué) (Logistics)為指導(dǎo)；日本吸收二者特點，提出了全員生產(chǎn)維修 (TPM)的觀點。美國自 1961 年開始執(zhí)行阿波羅計劃后，出現(xiàn)一系列因設(shè)備故障造成的事故，導(dǎo)致 1967 年在美國宇航局 (NASA)倡導(dǎo)下，由美國海軍研究室 (ONR)主持成立了美國機械故障預(yù)防小組 (MFPG)，并積極從事技術(shù)診斷的開發(fā)。 美國診斷技術(shù)在航空、航天、軍事、核能等尖端部門仍處于世界領(lǐng)先地位。英國在 60～ 70年代，以 Collacott為首的英國機器保健和狀態(tài)監(jiān)測協(xié)會 (MHMG amp。 CMA)最先開始研究故障診斷技術(shù)。英國在摩擦磨損、汽車和飛機發(fā)電機監(jiān)測和診斷 方面具領(lǐng)先地位。日本的新日鐵自 1971 年開發(fā)診斷技術(shù)， 1976 年達(dá)到實用化。日本診斷技術(shù)在鋼鐵、化工和鐵路等部門處領(lǐng)先地位。我國在故障診斷技術(shù)方面起步較晚， 1979 年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù)。目前我國診斷技術(shù)在化工、冶金、電力等行業(yè)應(yīng)用較好。故障診斷技術(shù)經(jīng)過 30 多年的研究與發(fā)展，已應(yīng)用于飛機自動駕駛、人造衛(wèi)星、航天飛機、核反應(yīng)堆、汽輪發(fā)電機組、大型電網(wǎng)系統(tǒng)、石油化工過程和設(shè)備、飛機和船舶發(fā)動機、汽車、冶金設(shè)備、礦山設(shè)備和機床等領(lǐng)域。 國外故障診斷發(fā)展歷史 早在 60年代末，美國國家宇航局 (NASA)就創(chuàng)立美國機 械故障預(yù)防MFPG(Machinery Fault Prevention Group)，英國成立了機械保健中心 (UK，Machineral Health Monitoring Center)。由于診斷技術(shù)所產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟效益，從而得到迅速發(fā)展。但各個工程領(lǐng)域?qū)收显\斷的敏感程度和需求迫切性并不相同。例如一臺機械設(shè)備因故障停機檢修并不導(dǎo)致全廠生產(chǎn)過程停頓，或?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，它對故障診斷的需求性就不那么迫切。反之，就非要有故障診斷技術(shù)不可。目前監(jiān)視診斷技術(shù)主要用于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)或與產(chǎn)品質(zhì)量有直接關(guān)故障診斷技術(shù)綜述 3 系的 關(guān)鍵設(shè)備。 機械故障 診斷技術(shù)發(fā)展幾十年來，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益，成為各國研究的熱點。從診斷技術(shù)的各分支技術(shù)來看，美國占有領(lǐng)先地位。美國的一些公司，如 Bently， HP 等，他們的監(jiān)測產(chǎn)品基本上代表了當(dāng)今診斷技術(shù)的最高水平，不僅具有完善的監(jiān)測功能，而且具有較強的診斷功能，在宇宙、軍事、化工等方面具有廣泛的應(yīng)用。美國西屋公司的三套人工智能診斷軟件（汽輪機 TurbinAID，發(fā)電機 GenAID，水化學(xué) ChemAID）對其所產(chǎn)機組的安全運行發(fā)揮了巨大的作用。還有美國通用電器公司研究的用于內(nèi)燃電力機車故障排除的專家系 統(tǒng) DELTA；美國 NASA 研制的用于動力系統(tǒng)診斷的專家系統(tǒng)； Delio Products 公司研制的用于汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)噪聲原因診斷的專家系統(tǒng) ENGING COOLING ADCISOR等。近年來，由于微機特別是便攜機的迅速發(fā)展，基于便攜機的在線、離線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)日益普及，如美國生產(chǎn)的 M6000 系列產(chǎn)品，得到了廣泛的應(yīng)用。 英國于 70 年代初成立了機器保健與狀態(tài)監(jiān)測協(xié)會，到了 80 年代初在發(fā)展和推廣設(shè)備診斷技術(shù)方面作了大量的工作，起到了積極的促進(jìn)作用。英國曼徹斯特大學(xué)創(chuàng)立的沃森工業(yè)維修公司和斯旺西大學(xué)的摩擦磨 損研究中心在診斷技術(shù)研究方面都有很高的聲譽。英國原子能研究機構(gòu)在核發(fā)電方面，利用噪聲分析對爐體進(jìn)行監(jiān)測，以及對鍋爐、壓力容器、管道得無損檢測等，起到了英國故障數(shù)據(jù)中心的作用。目前英國在摩擦磨損、汽車、飛機發(fā)動機監(jiān)測和診斷方面仍具有領(lǐng)先的地位。 歐洲一些國家的診斷技術(shù)發(fā)展各具特色。如瑞典 SPM 公司的軸承監(jiān)測技術(shù)，AGEMA 公司的紅外熱像技術(shù)；挪威的船舶診斷技術(shù)；丹麥的 Bamp。K 公司的振動、噪聲監(jiān)測技術(shù)等都是各有千秋。日本在鋼鐵、化工等民用工業(yè)中診斷技術(shù)占有優(yōu)勢。東京大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、京都大學(xué)、早稻田大學(xué) 等高等學(xué)校著重基礎(chǔ)性理論研究；而機械技術(shù)研究所、船舶技術(shù)研究所等國立研究機構(gòu)重點研究機械基礎(chǔ)件的診斷研究；三菱重工等民辦企業(yè)在旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方面開展了系統(tǒng)的工作，所研制的 “ 機械保健系統(tǒng) ” 在汽輪發(fā)電機組故障監(jiān)測和診斷方面已經(jīng)起到了有效的作用。 國內(nèi)故障診斷發(fā)展歷史 我國診斷技術(shù)的發(fā)展始于 70年代末，而真正的起步應(yīng)該從 1983年南京首屆設(shè)故障診斷技術(shù)綜述 4 備診斷技術(shù)專題座談會開始。雖起步較晚，但經(jīng)過近幾年的努力，加上政府有關(guān)部門多次組織
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