机械故障诊断的现状与误诊

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  摘要:我国机械故障诊断技术虽然起步较晚,但经过近几年的努力,已基本跟上了国外在此方面的步伐。故障误诊始终是一个热门话题。误诊原因是多方面的,通过完善诊断理论,总结和丰富故障特征库;提高诊断测试的准确性;提高诊断人员的水平等措施尽量减少误诊。
  关键词:故障诊断;现状;误诊;表现形式;措施
  一、机械故障诊断的现状
  我国诊断技术的发展始于70年代末,而真正的起步应该从1983年南京首届设备诊断技术专题座谈会开始。虽起步较晚,但经过近几年的努力,已基本跟上了国外的步伐,在某些理论研究方面已和国外不相上下。目前我国在一些特定设备的诊断研究方面很有特色,形成了一批自己的监测诊断产品。全国各行业都很重视在关键设备上装备故障诊断系统,特别是智能化的故障诊断专家系统,在电力系统、石化系统、冶金系统、以及高科技产业中的核动力电站、航空部门和载人航天工程等。工作比较集中的是大型旋转机械故障诊断系统,已经开发了20种以上的机组故障诊断系统和十余种可用来做现场故障诊断的便携式现场数据采集器。透平发电机、压缩机的诊断技术已列入国家重点攻关项目并受到高度重视;而西安交通大学的“大型选转机械计算机状态监测与故障诊断系统”,哈尔滨工业大学的“机组振动微机监测和故障诊断系统”。东北大学设备诊断工程中心经过多年研究,研制成功了“轧钢机状态监测诊断系统”,“风机工作状态监测诊断系统”,均取得了可喜的成果。
  在机械故障诊断发展历程中,故障确诊率的提高一直是研究的热点。
  二、机械故障的误诊
  (一)误诊的分类
  机械故障诊断的发展历程中,误诊的现象一直困扰着我们,根据临床对误诊的分类,集合机械故障诊断的实际情况,我们可以把误诊分为以下五类:(1)诊断结论不正确;(2)诊断结论不完全;(3)故障方位不准确;(4)故障原因不明确;(5)诊断结论不及时。
  (二)误诊的表现形式
  在故障诊断过程中,诊断对象的故障过程是复杂多变的,导致误诊,具体表现在以下几方面:
  1.故障的发展过程中,一种故障可能表现出多种不同故障征兆。
  2.不同故障在发展过程中,可能出现相似的征兆,同种征兆可能对应多种故障形式。故障征兆的相似性,使我们在故障诊断中容易产生混淆。
  3.在很多情况下,随着故障的发展,还可能引起继发性故障,这种继发性故障可能会掩盖原来的故障,或原来的故障掩盖继发性故障,这都将造成故障诊断的困难。
  (三)减少误诊的措施
  1.完善诊断理论,总结和丰富故障特征库
  机械故障诊断虽然在我国起步较晚但是在实践过程中,诊断理论也得到了长足的发展,特别是人工智能、专家系统等新兴学科的融合和交叉。同时也要注重提高诊断人员的素质,诊断人员在综合运用知识、理论联系实际。
  必须开阔思路,不拘泥于典型故障征兆的狭窄思路,从系统角度出发,进行由环境到机械,由局部到整体,由阶段到过程的具体分析,将征兆、原因、故障机理有机结合起来加以研究,减少误诊率。我们应该遵循先简后繁、先易后难;先思后行、先熟后生;先上后下、先外后里;先备后用、代码优先的原则,进行全面的分析。
  2.提高诊断测试的准确性
  准确的诊断及处理不是来自于盲目的主观臆断,而是建立在获取与故障有关信息的基础上提高故障诊断准确性。例如:为了保证大型机组安全、稳定、长周期满负荷、优良运行。在此情况下对旋转机械进行监测就显得尤为重要。(1)对机组运行中的各种异常状态做出及时、正确、有效的判断,预防和消除故障,或者将故障的危害性降低到最低程度;同时对设备进行必要的指导,确保运行的安全性、稳定性和经济性。(2)确定合理的故障检修周期性等问题,合理地延长设备的使用寿命、降低维修费用。(3)通过状态监测,为提高设备的性能而进行的技术改造及优化进行参数提供数据和信息。
  3.提高诊断系统的可靠性
  系统可靠性是指在规定的条件和规定的时间内,系统完成指定功能的能力。从可靠性主要特征量可知,要提高系统的可靠性,主要应从两个方面考虑:提高系统本身的可靠度,使平均故障间隔时间加大;要尽可能减小平均修复时间。对于前者,常用的方法是:在元器件级,尽可能提高元器件的质量;在子系统和系统级则通常进行容错设计。对于后者,必须要进行自动故障诊断的研究,实现快速的故障诊断和定位,减少维修时间。
  4.提高诊断人员的水平
  人是影响机械故障误诊的主要原因。目前,企业都成立了设备诊断中心,配备了许多诊断技术人员。同时许多高校以及科研院所等也都有许多科研人员从事机械故障诊断工作。诊断人员的水平取决于他的理论知识及长期诊断实践所掌握的经验知识。高校及科研院所的诊断人员拥有丰富的理论知识,而可能缺乏经验知识;相反,企业的诊断技术人员掌握了丰富的经验知识,而缺乏理论知识。因此,这些诊断人员之间的交流将有利于提高诊断人员的整体水平。
  5.实现资源共享,增进对诊断对象的认识
  如上所述,对诊断对象的不了解是造成设备误诊的一个重要方面。当前人们把目光集中在设备的外在表征上,重点研究诊断的方法和手段,而忽视了对设备本身的深入认识。设备的结构、工艺等往往与故障有着密切的联系。
  (作者单位:王菊敏,新乡职业技术学院;杜学鹏,河南省经济贸易高级技工学校。)
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