機電設備故障診斷技術研究

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機電設備故障診斷技術研究:機電設備故障診斷與維修技術分析

[摘 要]當前隨著我國社會主義市場經濟的推進以及現代化建設進程的加快，工業化生產的自動化水平不斷提升，各類機電設備的使用也更為普遍，機電設備的安全運營直接決定著器械的穩定以及各類生產的經濟效益，甚至于人們的生命安全與財產安全息息相關。因此，我們更應該做好機電設備的維護、檢修工作，從分析機電設備常見故障類型入手，將機電設備在運作過程中可能會出現的故障納入安全檢查與日常維護的范疇之內，全面降低機電設備發生故障的幾率，確保機電設備的安全運行，為我國現代化建設提供堅實的動力支持與保障。

[關鍵詞]機電設備；故障診斷；維修技術

隨著技術的不斷發展，工業生產的自動化水平越來越高，機電設備在現代生產中的作用和影響越來越大，設備的運行 費用也越來越高。機電設備運行中發生的故障或失效不僅會造成重大經濟損失，甚至還可能導致人員傷亡和惡劣的社會影響，因此設備或者系統的安全、可靠性極為重要[1]。這就要求我們在今后的實踐工作中，要更為注重機電設備故障診斷與檢修工作的開展，堅持實事求是與改革創新相結合的工作理念，全面分析與梳理機電設備的常見故障類型，并在借鑒國外先進經驗的基礎上，優化機電設備維修方案與技術，構建完善的機電設備安全維修體系，切實提高機電故障診斷與維修技術的作用力與實用性。

一.當前機電設備常見故障類型分析

從本質上說，機電設備故障診斷與維修是一項內容反復、項目眾多的復雜工程體系，為提高機電設備故障診斷與維修工作的針對性與高效性，我們首先必須對機電設備的常見故障類型進行分析與研究。具體來說，針對故障發生的時間段，當前機電設備常見故障主要分為以下幾類：

（一）前期故障

長期故障是當前機電設備常見故障類型之一，一般來說，因為機電設備的運行需要一定的適應期（也可稱之為磨合期），在這段時間內，機電設備往往要運行一段時間才能夠適應施工現場環境、施工進度等等，這是在機電設備正式投入使用之前必須進行的重要工作。機電設備的前期故障主要是由機電設備制造以及設計工藝不合理引發的，在試運行階段，工作人員要及時記錄故障類型，并在第一時間進行調試，如果故障仍不能得到徹底解決，就需要向生產廠家更換機電設備或者要求返廠維修。

（二）運行故障

機電設備的運行過程實際上也是機電設備的耗損過程，任何機器設備在長時間的運行之后，都會因為各種原因，諸如使用頻率較高、日常檢修與檢測工作不到位等等都可能引發機機器設備安全故障。不同的機電設備產生的運行故障是不同的：

比如煤礦提升機是煤礦生產中最為常見、使用頻率較高的機電設備，主要用于運用施工人員，以及傳輸原煤、各種生產原材料等等，是煤礦機電設備安全管理的重中之重。煤礦提升機由制動系統、潤滑系統以及傳動系統等等構成，任何一個系統都可能產生安全故障，這就需要我們使用傳感器檢測裝置在煤礦提升機運行前、運行后進行狀態監測，并根據檢測情況確定其能否繼續安全使用。

另外，采煤機也是煤礦生產中經常使用的機電設備之一，采煤機的常見故障相對較多，但絕大多數故障屬于液壓系統故障。采煤機的液壓系統分為高壓與低壓兩個部分，如果沒有協調好高壓與低壓之間的關系就有可能引發運行故障。因此，工作人員除了要做好采煤機的日常維護與檢修工作之外，還要安排專人時刻檢測采煤機的運行情況，尤其是液壓系統的運行狀態，通過多種方式最好內部高壓與低壓的協調與平衡，有效規避采煤機安全故障，確保采煤機始終保持良好的工作狀態。

（三）偶發性故障

機電設備產生故障的原因是多方面的，除了人為性操作失誤之外，機電設備在運行過程中極有可能產生多種偶發性故障，對于這類偶發性故障，我們既不可能完全規避，也不能徹底解決，只有通過加強機電設備日常檢修、維護等等安全管理工作來盡可能減少機電設備發生偶發性故障的幾率。

二.機電設備維修技術分析

隨著現代科學技術的發展與進步，機電設備維修技術也更為多樣，我們要根據機電設備的故障類型，對相關維修技術進行有效分析，從中選擇最高效、最科學、操作性較強的技術，以確保機電設備安全故障能得到及時排除，減少機電設備安全故障與嚴重事故的發生。

（一）振動診斷技術

振動診斷技術是當前用于檢修機電設備的常用技術，檢測準確性相對較高、操作相對簡單、程序也并不復雜，同時也能夠有效檢測機電設備運行中可能隱藏的安全威脅，大大降低機電設備發生安全故障的幾率。振動診斷技術的工作原理是，將機電設備與計算機系統相連，并通過計算機系統展示機電設備的相關信息，維修人員可以根據振動監測的結果判斷機電設備的運行狀態。另外，當前隨著計算機網絡技術的普及，計算機系統能夠對機電設備振動診斷數據進行自主化、自動化分析，相對于人為分析，這種分析更為精確、快速，是今后機電設備檢修技術的發展趨勢。

（二）溫度診斷技術

溫度變化是影響機電設備整體性能的重要因素之一，因此，對機電設備的溫度檢測也是機電設備維修與檢修工作的重點。首先，工作人員要將機電設備與計算機系統相連，使機電設備的溫度能夠在計算機系統中顯示出來，這樣一來，工作人員就可以時時比對機電設備溫度與設備溫度許可范圍，發現機電設備溫度過高或者遠遠超出溫度許可范圍時，要馬上啟動降溫方案或者直接暫停使用。其次，工作人員還可以用潤滑油作來檢測機電設備的溫度，溫度越高，潤滑油分解速度越快，工作人員可以根據潤滑油分解速度判定機電設備溫度是否過高，并采取相關處理措施，同樣可以達到控制機電設備運行溫度的目的。

（三）紅外線診斷技術

機電設備的內部結構較為復雜，一般的診斷技術可能很難精確檢測機電設備的內部情況，紅外線診斷技術以溫度檢測為手段，通過測定機電設備各個部位的溫度來判定機電設備的安全狀況，同時也可以較為精確地指出引發機電設備溫度過高的原因（一般來說，機電設備液壓系統性能差、發動機排煙管堵塞等等都會使得機電設備內部溫度較高），彌補一般溫度檢測對機電設備某些性能，諸如材料的整體質量、油料的優劣等等無法進行有效監控的不足，確保溫度檢測的全面性與精確性。

（四）鐵譜診斷技術

鐵譜診斷技術是一種新興的機電設備診斷技術，同樣擁有診斷結果精準、診斷速度較快的優勢，成為當前工作人員常用的機電設備故障診斷技術。鐵譜診斷技術的工作原理是借助一個高梯度、高強度的磁場產生的磁場力從機械的潤滑油中往出分離鐵磁性磨霄，讓分離出來的鐵磁磨霄沉淀在基片上，形成譜片[2]，工作人員通過觀察譜片上磨霄顆粒的大小等等，分析與判定機電設備的運行情況。鐵譜診斷技術本是用于診斷煤礦機電設備的一種技術，由于其檢測范圍較廣、成本較低、效果較好，被廣泛用于各類機電設備的故障診斷中，成為當前使用較為普遍的診斷技術之一。

三.結束語

總而言之，對機電設備采取合理維護與維修，才能夠確保機電設備長期處于正常運行狀態，為實現這一目標，我們必須采取合理的診斷措施去查找機電設備可能會出現的各類故障，并選擇合理的維修技術，以保證機電設備運行故障能夠在第一時間內得到解決 [3]，并嘗試對機電設備的常見故障進行分析與分類，深入研究引發機電設備運行故障的原因，積極尋找規避機電設備安全故障的檢修技術與管理方式，始終確保機電設備的安全運行，實現機電設備安全管理工作實際效用的最大化。

機電設備故障診斷技術研究:故障診斷技術在機電設備維修中的實際運用研究

[摘 要]隨著經濟的快速發展以及科學技術水平的提高，我國在進行工業生產的過程中，越來越離不開機電設備。另外，機電設備的運行狀態對工業產品的質量、生產率等方面都有著很重要的影響，而且，機電設備的運行狀態還可以反映出企業管理水平的高低。在進行工業生產的過程中，可以導致機電設備發生故障的因素有很多，由此對機電設備維修的要求就比較高，故障診斷技術能夠快速的診斷出機電設備的故障，進而有效的提升機電設備維修的效率。在本文中，闡述了機電設備常見的故障，并提出了故障診斷技術的實際應用。

[關鍵詞]故障診斷技術；機電設備；維修；實際運用

現今，在施工生產的過程中，機電設備已經成為不可缺少的組成部分，有了機電設備的利用，生產的效率得到了大大地提高，而且產品的質量也得到了有效的保證。但是在機電設備運行生產的過程中，會出現設備磨損、零件老化等問題，如果不及時的進行處理，機電設備就會出現故障。另外，機電設備一些突發的問題也會導致其出現故障。這就要求在進行機電設備維修時，為了盡量減少施工生產的損失，就需要既保證維修的速度，又保證維修的質量。在應用了故障診斷技術之后，機電設備維修工作的效率及質量得到了保證。

一、機電設備常見的故障

（一）損壞型故障

機電設備在生產的過程中，會出現不同程度的損壞，比如未進行及時的保養、操作人員的不當操作等，另外，當機電設備出現故障時，診斷的結果不正確也會導致機電設備出現損壞型故障。實際上，損壞型故障屬于機電設備最主要的故障。

（二）退化型故障

所謂退化型故障，是指機電設備由于出現老化而造成的故障。在生產過程中，機電設備并不是單一存在的，而是需要配套使用，由此，購買機電設備的成本就會比較大，這對于企業來說，這么大的一筆開銷都會難以承受，因此，出于資金的考慮，企業采購回來的機電設備都會超齡使用，導致機電設備的老化現象比較嚴重。另外，機電設備在組裝結構方面，也存在著不合理的問題，這不但影響了機電設備的運行效率，而且使機電設備帶有不同程度的故障隱患。

（三）失調型故障

這是一項比較重要的問題，隨著科技的發展，機電設備在生產過程要實現自動化，但由于失調型故障的存在，影響了自動化的實現。從當前的機電設備來看，安全設施和保護裝置方面并不健全，應該裝有的緩沖裝置缺乏，絞車所承受的實際提升負荷遠遠的超過了其能力范圍，同時，機電設備的工作人員責任意識比較薄弱，在操作機電設備時經常會出現誤操作，而且也缺乏必要的維護知識及技能，導致機電設備出現失調型故障。

（四）堵塞與滲漏型故障

這類型故障主要是由機電設備的質量不合格導致。企業在采購機電設備時，過分的注重了成本問題，因此忽略了機電設備的質量問題，導致采購回來投入使用的機電設備經常出現故障。除了質量方面的問題，工作人員清理不徹底也會導致堵塞問題的出現，而當機電設備長時間的處于超負荷運行時，也極容易發生滲漏型故障。

（五）功能減退故障

前面已經提到，出于經濟方面的因素，機電設備使用的時間都比較長，這就會導致機電設備出現功能減退的現象。機電設備在投入使用的過程中，當需要更新時企業并沒有及時的更新，這也會導致功能減退。另外，在使用機電設備的過程中，工作人員要定期的清理灰塵，并對機電設備進行保養，但是在實際的生產過程中，工作人員并沒有做好這兩方面的工作，導致機電設備正常的使用受到影響，無法發揮其應有的功能。功能減退故障對機電設備的影響比較大，而且還會伴隨著安全隱患問題，因此要十分的重視。

二、故障診斷技術在機電設備維修中的實際運用

實際上，故障診斷技術是一種維護手段，當機電設備處于正常的運行狀態時，故障診斷技術不會對其產生任何影響，但是當機電設備在運行時存在故障隱患時，故障診斷技術就會對機電設備產生一定的影響。在對機電設備的運行情況、性能等方面進行檢測時，要依靠科學的儀器和儀表。通過對機電設備運行時各方面情況的檢測和分析，研究出故障問題的隱患程度，并及時的發展存在的問題，找到原因，最終正確的判斷出故障將會發生的地方及特點。在機電設備維修中，故障診斷技術實際運用方法有三種。

（一）歷史記錄診斷法

通過對機電設備歷史故障記錄的查詢和分析，對其存在的問題進行嚴格的維護和檢查，從而準確的找出故障發生的主要位置。另外，在對機電設備進行維護時，歷史記錄診斷法也是非常重要的一環，經過長期的診斷之后，就會形成不同的診斷信息記錄，通過對診斷信息記錄的整合及分析，科學的構建故障信息數據庫，從而有效地節省機電設備故障診斷的時間，并有效地提高效率。

（二）溫度、壓力監測診斷法

對于機電設備參數的監測來說，傳感器的監測效果非常好，通過各方面傳感器的監測，能夠有效地掌握機電設備參數的變化。在監測的過程中，還要將溫度、壓力等參數的變化情況記錄下來，以便能迅速的診斷出故障發生的頻率。

（三）人工神經網絡診斷法

這是一種技術水平非常高的方法，因而具有極其關鍵的價值。人工神經網絡診斷法具有人性化的特點，而這一特點恰恰適用于機電設備的非線性映射關系，通過此種診斷方法，可以準確的診斷出機電設備不同的問題以及出現的原因。

三、結論

在施工生產的過程中，機電設備是必不可少的組成部分，盡管機電設備的運用使得生產效率大大地提高，但是在機電設備運行的過程中，經常會發生一些故障問題，導致機電設備不能進行正常的生產。為了保證機電設備的正常運行，在對其維修時應用了故障診斷技術，通過恰當的診斷方法，發現機電設備存在的故障隱患，進而及時的進行維修和維護，保障其正常運行。

作者簡介

單德玉（1985―），男，漢族，安徽臨泉，2010年畢業于安徽理工大學電氣自動化，現職單位皖北煤電集團朱集西煤礦，助理工程師，學士學位，研究方向：機電一體化。

機電設備故障診斷技術研究:機電設備故障診斷及維修技術分析

摘 要 隨著經濟全球化發展，各種資源的需求量在不斷增加，煤礦更是重要資源之一。要確保煤礦正常生產，不但要做好各種管理措施還必須要確保各種機電設備正常工作。因此，就必須要對機電設備可能出現的故障進行預測，為確保正常工作做好基礎工作。本文就是筆者依據多年工作經驗，分析如何診斷煤礦企業中的機電設備故障，并在該基礎上探索維修技術。

關鍵詞 維修技術；機電設備；故障診斷

0引言

一直以來，機電設備都是煤礦生產中的重要組成部分，也直接會影響著煤礦產量。可以說，機電設備在煤礦安全生產的地位是越來越重要。但是從現狀來看，因煤礦的生產條件與生產環境具有多樣性與復雜性，必定給機電設備的管理帶來新要求。在這種環境下，探究診斷機電設備的故障及其維修技術具有實際意義。

1 診斷機電設備的故障

在煤礦生產中所用到的機電設備比較多，必須要掌握其診斷方法，這也是煤礦生產中重要的組成部門。

尤其是現代化技術大量應用的今天，機電設備更是衡量各個煤礦企業產量重要標志。分析機電設備故障以及維護管理上更是生產經營管理之基礎。依據設備故障的構造、工作狀況差異及運行狀態，最終其表現形式必然不同。對于機電設備的故障診斷之后總體有如下幾個方面：機電設備的性能參數忽然降低；振動出現異常；聲響異常；劇烈增加了磨損殘留物；排氣的成分發生變化，過熱現象等等；其故障多樣變化就表明機電設備故障的產生原因比較多，并不是單一。對于煤礦機電設備的發生故障率大多是隨著時間變化而發生變化。設備出現故障大體劃分成三個階段：

其一是早期故障；如果設備位于早期故障期，開始具有較高故障率，但是隨著時間逐漸變化而快速降低故障幾率，這個故障期間也叫機電設備的磨合期；這個故障時間的長短大多是隨著產品及系統設計和制造的質量相關。在該時段出現故障幾乎都是因設計與制造上存在缺陷造成，或者是所用環境不但所致。

其二偶發故障期；一旦機電設備處于了偶發故障期，那么故障率基本上就在穩定狀態，靠近定值。在該期間出現故障就是隨機的，而且這個時段中故障率比較低，大多屬于穩定狀態。其三就是損耗故障期；就是機電設備使用一段時間之后故障發生率隨之上升。因此按照上面所示曲線，就必須要有針對性對機電設備進行維護及修理，這樣才能夠確保機電設備正常工作。一旦設備發生故障就必須要進行診斷，為下一步維修打下基礎。當然，不同的機電設備診斷方式不同，本文對礦井提升機及采煤機的診斷做一些闡述。

1）煤礦提升機；在煤礦生產中提升機是主要設備之一，承擔著提升矸石、原煤、升級人員、下放材料以及運送設備之任務；提升機是否能夠安全運行直接關系著煤礦生產，影響著生產人員生命及財產安全。構造如下圖：

圖1 煤礦提升機示意圖

對于提升機的故障處理上，一直都被煤礦企業高度重視，如今采用最多就是使用單一的傳感器檢測提升機的控制系統，分析其頻譜而診斷出故障。因為提升機主要是由機械傳動系統、制動系統及潤滑系統等等，當運行時各個部件都可能發生故障，要想準確診斷出故障類型存在一定困難。如果采用多傳感器信息融合技術來診斷提升機故障，就能夠導出一些新信息，任何單一的傳感器都不能夠獲取到該新信息，采取這種診斷方法有效擴大了時間覆蓋范圍，提升了置信度，改善了檢測系統可靠性；

2）采煤機的診斷；采煤機是煤礦所用主要設備之一，直接關系著煤礦的產量，從煤礦設備發生故障統計可知，采煤機出現故障75%屬于液壓系統故障，該系統可靠性直接影響著采煤機故障率。這個設備的液壓系統分為高壓與低壓兩個部分，隨著負載增加高壓升高，而低壓恒定，負載變化不會影響低壓變化。如果低壓正常而高壓降低，一旦增加了負載，高壓不升高反而降低，表面該系統存在漏損，而且漏油處位于主油路高壓側，就必須要停機處理。如果高壓降低了，而低壓上升，就表明液壓系統存在高低壓竄通，就必須要檢查旁通閥、安全閥以及梭形閥是否存在竄液。對于液壓系統進行故障診斷時，就要采取主動維護，從而有效提升采煤機的使用可靠性，從而才能夠延長使用壽命；

2 維修技術

在使用過程中，機電設備因磨損必定會造成一些零部件劣化而出現故障，必定會影響到設備性能、效率、精度及經濟性，乃至不能夠運行。因此必須要維修機電設備，并且要結合實況采取合理的維修技術。

1）溫度診斷；一旦機電設備發生了故障必定出現穩定異常，因為機件損傷時溫度升高的速度總是比故障先出現。把采集溫度數據繪制成圖表，而且逐點相連成一條直線，并運用這個直線斜率來分析溫度變化趨勢，求出直線斜率值就能夠推算在某時刻溫度值，一旦超出了設備所允許最高溫度值，那么就能夠分析是否可能發生故障；

2）振動監測；這種方式是預防性維修中采用比較普遍手段，大體能夠劃分成兩個大類，簡易診斷儀與精密診斷系統，簡易診斷儀就是用測量放大器把測振傳感器所感受振動信號增大，然后用檢波器顯示出振動峰值或者有效值，就能夠了解到機械振動。而精密診斷系統就是定期或者在線檢測設備，并把振動信號記錄到磁帶上或者用檢波器顯示出來。并用計算機或者中央處理機進行分析處理，從其分析結果來判斷出故障的部位與原因，從而確定出維修對策。

事實上，維修故障技術比較多，還有鐵譜監測、電壓法等等，具體采取那種方式還要視具體情況來分析。

3結論

總而言之，對機電設備采取合理維護與維修，才能夠確保設備處于長期正常運行狀態。就需要采取合理的診斷措施查找機電設備的故障，并選擇合理的維修技術盡快處理故障，確保機電設備正常運轉，確保煤礦生產效益最大化。

機電設備故障診斷技術研究:關于機電設備故障診斷技術發展研究

摘要:機電設備制造技術的不斷發展,使得機電設備故障診斷技術獲得突飛猛進的發展,日益發展成為一門獨立的綜合信息處理技術。充分利用機電設備故障診斷技術，有效發現機電設備中存在的故障，避免惡性事故以及重大安全事故的發生，是公眾關注的熱點。本文主要對機電設備故障診斷技術的現狀及其存在問題進行詳細探究，在此基礎上，對機電設備故障診斷技術的發展趨勢作進一步的展望，以期有助于把握機電設備故障診斷技術的發展規律，促進機電設備故障診斷技術的可持續發展。

關鍵詞:機電設備；診斷技術；趨勢；問題

機電設備故障診斷主要是通過有效把握機電設備運行中的工作狀態，準確、及時的發現運行中出現的各種問題，從而確保機電設備運行安全可靠。而掌握機電設備故障診斷技術則是有效發現機電設備中存在的故障，及其原因的重要保證，能夠有效的避免惡性事故以及重大安全事故的發生。尤其是在現代化的生產中，機電設備的運用范圍日益廣泛，有關機電設備的安全問題也日益引起公眾的極大關注。

一、有關機電設備故障診斷技術的發展現狀

一般來說，機電設備故障診斷技術的發展經歷了三個階段：初級階段的專家經驗以及專業知識的階段；計算機時代的動態監測以及故障處理階段；智能化時期，監測、診斷以及管理一體化的階段。由于經濟以及科學技術的迅速發展，我國機電設備故障診斷技術也隨之發展迅猛。[1]

（一）機電設備故障診斷常用技術

機電設備的診斷包括了收集、分析、識別、整理以及檢驗信息的全過程。其中有關機電設備故障診斷理論方法中較具代表性的主要有：基于邏輯的診斷方法以及基于分析與時序模型的平穩振動信號分析方法。而且一些數學新興領域的理論體系的不斷完善為故障診斷技術帶來了巨大的推動作用。當前機電設備故障診斷技術已不是一門簡單的科學技術，其涉及到數學、物理、計算機科學、通訊技術、化學、電學、信息技術以及人工智能等領域的理論與技術，成為交叉性極強的綜合學科。雖然現代化的科學技術在機電設備故障診斷中的成功運用，使其更為實用準確，但是在實踐操作中傳統的診斷技術以及方法仍有其市場，一般有嗓音測驗法、紅外線檢測法、振動檢測技術以及射線掃描檢測。

（二）機電設備故障檢測方法中存在的問題

1.機電設備故障診斷技術當前已經得到廣泛的應用，但是有關機電設備故障診斷技術的理論仍然沒有一套完整的體系，也沒有相關的參考技術規范。多數的技術主要針對于機電設備的特定部位。沒有相應的代表性以及規范性，而且往往依據故障的類型確定機電設備的診斷方法，這就使得真正的理論以及方法難以得到實際的運用。[2]

2.當前急需解決的另一個關鍵問題就是機電設備故障診斷的準確性，唯有切實的提升機電設備故障診斷的準確率，才可以確保減少修理時間，最大程度的減少經濟損失。但是實踐中，確保故障診斷的準確性在于故障的特性。而這是相當復雜的問題，由于機電設備故障往往不是單個的故障，可能涉及到多個方面的問題，主要有電機制造技術、安裝、運行以及維護等方面。此外，電機故障一般以連續性和間接性的方式出現，因此，有關檢測儀表的質量、精密性以及功能對故障診斷的準確率都會有很大的影響。

3.傳統的檢測方式一般著眼于電機的運行狀態，依賴于固有的經驗知識。但是經驗的局限性與事物運行的發展規律之間存在不可調和的矛盾。機電設備的零件一定存在某種差異，直接導致故障判斷的過程中存在較大的不確定性。由于處于正常狀態與故障情況下的零部件沒有較為明顯的界限，在機電設備初期的故障不明顯的情況下，設備能夠正常運行，就難以判斷，而只有當故障威脅到設備的正常運行的時候才能被發現。因此，機電設備故障的漸變是造成故障判斷失誤的重要原因。

4.當前對機電設備故障診斷技術的研究屬于開放性課題，有必要建立一套完整而又系統的故障診斷體系。但是在現實中往往出現這樣一種現象：機電設備故障由于無法確定有關的診斷界限，使得一些診斷方法，如小波分析法，只能停留在理論層面上，缺乏實際中的具體應用。這種理論的操作極不規范，診斷看起來很容易，但是之后的修理工作難以有效開展。因此，當前迫切需要一種成熟的機電設備故障診斷技術。