機(jī)械設(shè)備故障影響因素及解決措施

耿士哲

唐山盾石建筑工程有限責(zé)任公司 河北唐山 064000

所謂的機(jī)械設(shè)備故障具體是指機(jī)械喪失了原本的工作性能。機(jī)械設(shè)備在使用的過(guò)程中，由于受到各方面因素的影響，從而使得故障的發(fā)生具有不可逆的特點(diǎn)，基于此，深入研究機(jī)械設(shè)備故障影響因素及解決措施具有重要意義。

1 機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生規(guī)律及成因分析

1.1 故障的發(fā)生規(guī)律

機(jī)械設(shè)備故障問(wèn)題的發(fā)生具有一定的規(guī)律性，大體上可將故障分為兩種情況，一種是已經(jīng)發(fā)生的故障，另一種是潛在故障，其中潛在的故障問(wèn)題可以通過(guò)一些技術(shù)手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而采取有效的方法和措施進(jìn)行處理，可避免其發(fā)展為故障。

1.2 故障成因

機(jī)械設(shè)備的故障發(fā)生全都需要一個(gè)誘因，誘因的不同，引起的故障現(xiàn)象也均不相同。所有的機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)之初，都有一個(gè)可承受壓力的極限值，一旦壓力超過(guò)這個(gè)限值，便會(huì)使機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障。當(dāng)曲性形變出現(xiàn)時(shí)，會(huì)使機(jī)械設(shè)備上的主要零部件出現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)此類(lèi)故障進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，它的產(chǎn)生具有一定的復(fù)雜性，既有可能是外力作用所致，也有可能是機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)缺陷引起的。除以上原因之外，零部件出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損時(shí)，也可能引起機(jī)械設(shè)備故障[1]。

2 機(jī)械設(shè)備故障的解決措施

2.1 采購(gòu)“原裝”零部件，進(jìn)行及時(shí)更換

零件老化是機(jī)械設(shè)備故障診斷中常見(jiàn)的一類(lèi)問(wèn)題，在這種情況下，需要機(jī)械設(shè)備故障監(jiān)測(cè)和維修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將老化零件進(jìn)行更換。在這個(gè)過(guò)程中，相關(guān)人員一定要購(gòu)買(mǎi)機(jī)械生產(chǎn)原廠家零件，保障機(jī)械配套完整，讓機(jī)械更好地運(yùn)行。在企業(yè)購(gòu)進(jìn)機(jī)械時(shí)，可以購(gòu)買(mǎi)一些零件，以免出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)買(mǎi)不到匹配零件，耽誤企業(yè)生產(chǎn)。

2.2 構(gòu)建管理機(jī)制，強(qiáng)化維修

企業(yè)內(nèi)部對(duì)于機(jī)械檢修應(yīng)該設(shè)置獨(dú)立管理部門(mén)，管理人員應(yīng)該具有豐富的機(jī)械檢修保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，另外還要定期對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，確保將經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代化科技相結(jié)合。管理部門(mén)要制定出相應(yīng)設(shè)備故障排查管理政策，應(yīng)設(shè)置專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行檢修工作；設(shè)置監(jiān)督管理人員，對(duì)于機(jī)械性能進(jìn)行定期檢查，同時(shí)也對(duì)檢修人員起到督促的作用。另外，還要將維修責(zé)任落實(shí)到每個(gè)維修人員頭上，增強(qiáng)維修人員責(zé)任感，切實(shí)做好維修保養(yǎng)工作，保障機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

2.3 信息融合技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信號(hào)獲取的方式越來(lái)越多，越來(lái)越先進(jìn)，但是如何得到可靠的故障特征信號(hào)應(yīng)該是未來(lái)人們研究的重點(diǎn)和趨勢(shì)。對(duì)于如何獲得有效的故障信號(hào)，這就首先需要大量多種的信號(hào)傳遞裝置來(lái)保證監(jiān)測(cè)對(duì)象的相同，隨后采用正確的信息融合分析技術(shù)來(lái)處理這些信號(hào)，從而得到我們想要的結(jié)果。

目前，在信號(hào)頻譜分析的領(lǐng)域內(nèi)，傅里葉變換和小波變換是兩種重要的信號(hào)處理方式。對(duì)于傅里葉變換而言，其能夠有效地在整個(gè)頻域內(nèi)分析信號(hào)的成分，但是它不能同時(shí)地進(jìn)行頻域和時(shí)域的分析。而與傅里葉變換相比，小波變換能夠同時(shí)地進(jìn)行頻域和時(shí)域的分析，尤其擅長(zhǎng)故障信號(hào)在頻率和時(shí)間上的細(xì)節(jié)分析，能夠突出信號(hào)的局部特點(diǎn)。小波變換還能夠簡(jiǎn)單有效地分析非定常瞬態(tài)變化信號(hào)的特性，甚至在實(shí)際操作中，可以不借助數(shù)學(xué)模型都能夠穩(wěn)定迅速的分析信號(hào)。此外，在小波變換的基礎(chǔ)上加入神經(jīng)網(wǎng)格和分形理論，能夠進(jìn)一步得到更加可靠的故障信號(hào)。

2.4 智能決策算法

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，可以將人工智能控制的核心算法如模糊控制、遺傳算法等應(yīng)用到故障判斷的決策上。并且隨著深入研究智能控制以及充分考慮智能控制與機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的關(guān)聯(lián)，模糊控制、遺傳算法等智能決策算法在故障診斷決策應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)將逐步放大。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)和了解現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)智能控制應(yīng)用在診斷決策的優(yōu)勢(shì)如下：故障診斷中應(yīng)用模糊理論，只需建立合適的隸屬函數(shù)和模糊矩陣，就能得到較為準(zhǔn)確的問(wèn)題來(lái)源，無(wú)需為建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型而浪費(fèi)大量的時(shí)間；②采用神經(jīng)網(wǎng)格的故障判斷決策能夠采用聯(lián)想、分類(lèi)和自我組織的辦法準(zhǔn)確的處理繁雜的信息；③對(duì)于應(yīng)用了遺傳算法的故障診斷技術(shù)，能夠同時(shí)處理多個(gè)問(wèn)題并且能夠處理判斷各個(gè)領(lǐng)域的問(wèn)題。此外遺傳算法在處理非線(xiàn)性問(wèn)題以及寬泛查找問(wèn)題上具有顯著的優(yōu)勢(shì)；④在信息部分缺少和精度不夠的故障診斷決策上，粗糙集理論能夠自我分析，發(fā)現(xiàn)信號(hào)之間的相對(duì)關(guān)系，然后將自我分析出的聯(lián)系綜合成簡(jiǎn)單的信息特征，從而能夠解決數(shù)據(jù)缺失的故障診斷問(wèn)題[3]。

2.5 容錯(cuò)控制

容錯(cuò)控制的定義為在故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)剔除故障并且能夠重新構(gòu)建系統(tǒng)或者是即使系統(tǒng)發(fā)生了故障，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運(yùn)行并且運(yùn)行性能雖有下降但仍能滿(mǎn)足需要，即是系統(tǒng)能夠允許故障的存在。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)容錯(cuò)控制的前提是較為富裕的設(shè)計(jì)方法，如設(shè)備裝置設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)中存在自我補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，即設(shè)備構(gòu)件能夠自我重建；或者是設(shè)備運(yùn)行參數(shù)能夠自我調(diào)節(jié)，以維持設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在智能控制快速發(fā)展的時(shí)代背景下，智能容錯(cuò)控制是工業(yè)自動(dòng)控制未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，即是將不斷改進(jìn)和提高機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中自我故障處理的能力。

3 結(jié)語(yǔ)

先進(jìn)大型機(jī)械設(shè)備給企業(yè)帶來(lái)了更好的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也帶來(lái)了維修上的困難。除了采用傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)外，還可以采用更為先進(jìn)的技術(shù)，如通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)械溫度和振動(dòng)頻率變化以此來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。針對(duì)影響故障產(chǎn)生因素進(jìn)行分析，采取相應(yīng)措施進(jìn)行預(yù)防和排除，企業(yè)應(yīng)該設(shè)置專(zhuān)門(mén)管理部門(mén)，負(fù)責(zé)機(jī)械日常護(hù)理和故障診斷。另外，還可以引進(jìn)先進(jìn)的診斷技術(shù)，實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，降低機(jī)械故障維修時(shí)間，提高機(jī)械生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。