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[摘 要]现代工业的发展推动了机械制造业的发展速度，机械设备在工业领域中的应用越来越多。然而，由于机械设备自身的原因和一些外在因素的影响，使得它们经常会出现各种各样的故障，为了确保设备的安全、可靠、稳定运行，就需要对设备故障进行检测诊断，并根据相关诊断结果采取有效的措施加以解决。基于此点，本文就机械设备故障检测、诊断方法进行浅谈。
[关键词]机械设备；故障检测；诊断方法
中图分类号：D4T82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0029-01
一、机械设备的故障分类
由于机械设备的故障种类过于繁多，目前尚且没有一种较为系统的分类方法，因而在对机械设备故障进行分类时都是基于不同的角度进行的，下面本文从多个角度对机械设备故障进行分类：
（一）按照机械设备的故障性质和故障原因分类
从该角度可将机械设备故障分为人为故障和自然故障两大类，其中人为故障主要是指由于设备的操作人员在进行设备操作时，有意或是无意造成的故障；自然故障则是指设备在正常运行过程中，因其自身的一些原因而导致的故障，如设备零部件老化等。
（二）按照机械设备故障的显现状态分类
从该角度可将机械设备故障分为潜在故障和功能故障两大类。潜在故障是指机械设备自身的功能输出并没有超过允许值的范围，但是其附加的输出却已经开始出现较为明显问题；功能故障则是指机械设备自身的功能输出已经超过限定范围，这种情况通常都是由于某一个元件或是多个元件的功能降低引起的，也有可能是因为零部件损坏造成的。
（三）按照故障发生的时间历程分类
从该角度可将机械设备故障分为突发性和渐进性两大类。所谓的突发性故障是指在机械设备出现故障前没有任何征兆，且无法提前预测，此类故障最典型的特征是随机性和突然性；渐进性故障则是由于机械设备系统参数逐步恶化引起的，此类故障在早期时一般能够预测出来，若是不及时处理便会持续发展，多数在设备的有效使用寿命后期才会显现出来。
（四）按照故障的严重程度分类
从该角度可将机械设备故障分为局部功能失效和整体功能失效两大类。局部功能失效就是机械设备的某一个部分出现故障导致该部分的功能无法实现，但其它功能仍可实现；整体功能失效就是设备整机处于瘫痪状态，这种情况有可能是因为局部功能失效引起的。
通过上述分析可知，机械设备的故障类型往往是相互交叉的，并且会随着故障发展从一种类型转变为另一种类型，明确故障的类型和原因对于故障的检测和诊断具有非常重要的意义。
二、机械设备故障诊断的一般原则
在对机械设备故障进行诊断时应遵循以下几点原则：其一，分析与综合相结合的原则。机械设备本身是一个比较复杂的系统，通过对其构成要素进行细致的分析能够更好地对其进行了解和掌握，然后再将这些种种综合到一起，从整体的角度进行判断，有助于快速准确地找到故障问题的原因；其二，定性与定量相结合的原则。定性分析和定量分析是故障诊断过程中不可或缺的重要环节，前者侧重于对象属性的分析，后者则是通过对量的变化观测来进行分析，将属性与量的变化结合到一起能够使我们更加清楚地了解故障问题；其三，机理与逻辑相结合的原则。通常情况下，机理分析得出的结论会被作为逻辑分析的主要依据，若是离开定理、公式、概念等逻辑判断便无法实现，而逻辑分析可以视为机理分析的一种途径和方法，利用逻辑推断能够找出设备深层次的问题，在结合机理分析便可以搞清故障问题的关键之所在。
三、机械设备故障检测与诊断方法分析
（一）机械设备故障检测技术
1.温度检测。该检测技术是机械设备故障检测中常用的一种技术，机械设备好比人体，当体温超过一定程度时则表明人存在健康问题，相应的机械设备的温度超高时，也表示设备存在故障问题。温度检测主要有两种方式，一种是接触式测温，常用于需要连续监测或是无法观察的部位，如轴承的温度等等；另一种是非接触式测温，主要被用于一些不安全部位或是无法接近部位的检测，如高压电器接触点的温度监测等。这种检测技术最为明显的特点是诊断过程简单易行，诊断结果清晰明了，尤其是红外摄像仪的出现，使温度场的测量更加直观形象。
2.无损检测技术。这种检测技术最显著的特点就在于它的无损性，其主要是借助物质的某一个物理性质因出现缺陷而发生变化的特点，并在不损坏被检测对象的情况下进行检测。较为常用的无损检测技术有射线探伤、超声检测、渗透探伤和磁力检测等等。
（二）机械设备故障诊断方法
由于机械设备的故障种类较多，诊断故障的方法也有很多，并且随着设备故障种类的增加，诊断方法也在不断发展。诊断方法通常可以按照故障的具体情况进行选择，根据诊断方法的原理不同，大致可分为以下几种：
1.频域诊断法。该方法主要是应用频谱分析技术，按照相关的频谱特征变化，对机械设备的运行状况及其故障成因进行判别。
2.统计识别法。因为机械系统的输入、输出以及系统特性等信号都具有一定的随机性，故此从测得信号当中提取特征时需要应用统计方法才能真实、准确、可靠地反映出被诊断对象的实时状态。同时，在建立标准特性库时也需要应用统计方法，其具体是利用信号侧链、特征提取、比较识别以及建立标准库来进行故障诊断的。
3.模糊识别法。这种诊断方法属于人工智能的一种，具有自动化技术的特点，利用该技术能够自动将待识别工况状态反应敏感的特征量构成的模式矢量归入到有关模型当中，进而达到故障诊断的目的。
4.时域分析法。利用时间序列模型及相关的特性函数来判别机械设备运行工况的变化，看其是否正常。
上述故障诊断方法均有各自的用途，在具体应用中应根据实际需要进行选择，这些方法不但可以单独使用，也可以几种方法联合使用，或是将几种方法集成使用，这样诊断效果更佳。
参考文献
[1] 常西畅.机械设备故障诊断仪器和系统开发的若干趋势和对策[J].黑龙江科技信息.2010（8）.
[2] 轩建平.史铁林.杨叔子.基于动力学数学模型的故障检测与诊断理论和方法综述[A].第六届机械设备故障诊断学术研讨会[C].2010（6）.
[3] 王晓丽.韩现刚.薛海鹰.基于小波神经网络的机械故障诊断方法研究[J].广西轻工业：机械与电气维修.2011（10）.
[4] 常西畅.朱丽华.振动信号处理技术用于机械设备故障诊断的研究和工程实践[A].中国航空学会信号与信息处理专业第三届学术会议论文集[C].2011（9）.
[关键词]机械设备；故障检测；诊断方法
中图分类号：D4T82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0029-01
一、机械设备的故障分类
由于机械设备的故障种类过于繁多，目前尚且没有一种较为系统的分类方法，因而在对机械设备故障进行分类时都是基于不同的角度进行的，下面本文从多个角度对机械设备故障进行分类：
（一）按照机械设备的故障性质和故障原因分类
从该角度可将机械设备故障分为人为故障和自然故障两大类，其中人为故障主要是指由于设备的操作人员在进行设备操作时，有意或是无意造成的故障；自然故障则是指设备在正常运行过程中，因其自身的一些原因而导致的故障，如设备零部件老化等。
（二）按照机械设备故障的显现状态分类
从该角度可将机械设备故障分为潜在故障和功能故障两大类。潜在故障是指机械设备自身的功能输出并没有超过允许值的范围，但是其附加的输出却已经开始出现较为明显问题；功能故障则是指机械设备自身的功能输出已经超过限定范围，这种情况通常都是由于某一个元件或是多个元件的功能降低引起的，也有可能是因为零部件损坏造成的。
（三）按照故障发生的时间历程分类
从该角度可将机械设备故障分为突发性和渐进性两大类。所谓的突发性故障是指在机械设备出现故障前没有任何征兆，且无法提前预测，此类故障最典型的特征是随机性和突然性；渐进性故障则是由于机械设备系统参数逐步恶化引起的，此类故障在早期时一般能够预测出来，若是不及时处理便会持续发展，多数在设备的有效使用寿命后期才会显现出来。
（四）按照故障的严重程度分类
从该角度可将机械设备故障分为局部功能失效和整体功能失效两大类。局部功能失效就是机械设备的某一个部分出现故障导致该部分的功能无法实现，但其它功能仍可实现；整体功能失效就是设备整机处于瘫痪状态，这种情况有可能是因为局部功能失效引起的。
通过上述分析可知，机械设备的故障类型往往是相互交叉的，并且会随着故障发展从一种类型转变为另一种类型，明确故障的类型和原因对于故障的检测和诊断具有非常重要的意义。
二、机械设备故障诊断的一般原则
在对机械设备故障进行诊断时应遵循以下几点原则：其一，分析与综合相结合的原则。机械设备本身是一个比较复杂的系统，通过对其构成要素进行细致的分析能够更好地对其进行了解和掌握，然后再将这些种种综合到一起，从整体的角度进行判断，有助于快速准确地找到故障问题的原因；其二，定性与定量相结合的原则。定性分析和定量分析是故障诊断过程中不可或缺的重要环节，前者侧重于对象属性的分析，后者则是通过对量的变化观测来进行分析，将属性与量的变化结合到一起能够使我们更加清楚地了解故障问题；其三，机理与逻辑相结合的原则。通常情况下，机理分析得出的结论会被作为逻辑分析的主要依据，若是离开定理、公式、概念等逻辑判断便无法实现，而逻辑分析可以视为机理分析的一种途径和方法，利用逻辑推断能够找出设备深层次的问题，在结合机理分析便可以搞清故障问题的关键之所在。
三、机械设备故障检测与诊断方法分析
（一）机械设备故障检测技术
1.温度检测。该检测技术是机械设备故障检测中常用的一种技术，机械设备好比人体，当体温超过一定程度时则表明人存在健康问题，相应的机械设备的温度超高时，也表示设备存在故障问题。温度检测主要有两种方式，一种是接触式测温，常用于需要连续监测或是无法观察的部位，如轴承的温度等等；另一种是非接触式测温，主要被用于一些不安全部位或是无法接近部位的检测，如高压电器接触点的温度监测等。这种检测技术最为明显的特点是诊断过程简单易行，诊断结果清晰明了，尤其是红外摄像仪的出现，使温度场的测量更加直观形象。
2.无损检测技术。这种检测技术最显著的特点就在于它的无损性，其主要是借助物质的某一个物理性质因出现缺陷而发生变化的特点，并在不损坏被检测对象的情况下进行检测。较为常用的无损检测技术有射线探伤、超声检测、渗透探伤和磁力检测等等。
（二）机械设备故障诊断方法
由于机械设备的故障种类较多，诊断故障的方法也有很多，并且随着设备故障种类的增加，诊断方法也在不断发展。诊断方法通常可以按照故障的具体情况进行选择，根据诊断方法的原理不同，大致可分为以下几种：
1.频域诊断法。该方法主要是应用频谱分析技术，按照相关的频谱特征变化，对机械设备的运行状况及其故障成因进行判别。
2.统计识别法。因为机械系统的输入、输出以及系统特性等信号都具有一定的随机性，故此从测得信号当中提取特征时需要应用统计方法才能真实、准确、可靠地反映出被诊断对象的实时状态。同时，在建立标准特性库时也需要应用统计方法，其具体是利用信号侧链、特征提取、比较识别以及建立标准库来进行故障诊断的。
3.模糊识别法。这种诊断方法属于人工智能的一种，具有自动化技术的特点，利用该技术能够自动将待识别工况状态反应敏感的特征量构成的模式矢量归入到有关模型当中，进而达到故障诊断的目的。
4.时域分析法。利用时间序列模型及相关的特性函数来判别机械设备运行工况的变化，看其是否正常。
上述故障诊断方法均有各自的用途，在具体应用中应根据实际需要进行选择，这些方法不但可以单独使用，也可以几种方法联合使用，或是将几种方法集成使用，这样诊断效果更佳。
参考文献
[1] 常西畅.机械设备故障诊断仪器和系统开发的若干趋势和对策[J].黑龙江科技信息.2010（8）.
[2] 轩建平.史铁林.杨叔子.基于动力学数学模型的故障检测与诊断理论和方法综述[A].第六届机械设备故障诊断学术研讨会[C].2010（6）.
[3] 王晓丽.韩现刚.薛海鹰.基于小波神经网络的机械故障诊断方法研究[J].广西轻工业：机械与电气维修.2011（10）.
[4] 常西畅.朱丽华.振动信号处理技术用于机械设备故障诊断的研究和工程实践[A].中国航空学会信号与信息处理专业第三届学术会议论文集[C].2011（9）.