现代故障诊断技术综述

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1、故障诊断技术综述刖B随着科学技术的发展，机械设备越来越复杂、自动化水平越来越高、机械设备在现代工业生产中的作用和影响越來越大、与其有关的费用越来越高，机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失，英至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测，对故障发展趋势进行早期诊断，找出故障原因，采取措施避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转，在现代工业生产中起着重耍的作用。开展故障诊断技术的研究具冇重耍的现实意义。本文从故障诊断的发展历史、理论、方法、内容和技术手段等多方面对故障诊断技术的现状进行了综述，并

2、在此基础上分析并提出了该技术在今后的发展趋势。1故障诊断技术发展历史故障诊断(FD)始于(机械)设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断(CMFD)o它包含两方面内容：一•是对设备的运行状态进行监测；二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。设备故障诊断是随设备管理和设备维修发展起来的。欧洲各国在欧洲维修I才I体联盟(FENMS)推动下，主耍以英国倡导的设备综合工程学为指导；美国以后勤学(Logistics)为指导；日木吸收二者特点，提出了全员生产维修(TPM)的观点。美国自1961年开始执行阿波罗计

3、划后，出现一系列因设备故障造成的事故，导致1967年在美国宇航局(NASA)倡导下，由美国海军研究室(ONR)主持成立了美国机械故障预防小组(MFPG),并积极从事技术诊断的开发。美国诊断技术在航空、航天、军事、核能等尖端部门仍处于世界领先地位。英国在60〜70年代，以Collacott为首的英国机器保健和状态监测协会(MHMG&CMA)最先开始研究故障诊断技术。英国在摩擦磨损、汽车和飞机发电机监测和诊断方面具领先地位。口本的新口铁自1971年开发诊断技术，1976年达到实用化。日本诊断技术在钢铁、化工和铁

4、路等部门处领先地位。我国在故障诊断技术方面起步较晚，1979年才初步接触设备诊断技术。目前我国诊断技术在化工、冶金、电力等行业应用较好。故障诊断技术经过30多年的研究与发展，已应用于飞机自动驾驶、人造卫星、航天飞机、核反应堆、汽轮发电机组、大型电网系统、石油化工过程和设备、飞机和船舶发动机、汽车、冶金设备、矿山设备和机床等领域。国外故障诊断发展历史早在60年代末，美国国家宇航局(NASA)就创立美国机械故障预防MFPG(MachineryFaultPreventionGroup),英国成立了机械保健中心(U

5、K,MachineralHealthMonitoringCenter)o由于诊断技术所产牛的乜大的经济效益，从而得到迅速发展。但各个工程领域对故障诊断的敏感程度和需求迫切性并不相同。例如一台机械设备因故障停机检修并不导致全厂生产过程停顿，或对产品质量产生严重的影响，它对故障诊断的需求性就不那么迫切。反之，就非要有故障诊断技术不可。目前监视诊断技术主耍用于连续生产系统或与产品质量有宜接关系的关键设备。机械故障诊断技术发展几十年來，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看，美国占有领

6、先地位。美国的一些公司，如Bendy,HP等，他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平，不仅具冇完善的监测功能，而且具冇较强的诊断功能，在宇宙、军事、化工等方而具有广泛的应用。美国西屋公司的三套人工智能诊断软件（汽轮机TurbinAID,发电机GenAID,水化学ChemAID）对其所产机组的安全运行发挥了巨大的作用。述有美国通用电器公司研究的用于内燃电力机车故障排除的专家系统DELTA；美国NASA研制的用于动力系统诊断的专家系统；DelioProducts公司研制的用于汽车发动机冷却系统噪声原因

7、诊断的专家系统ENGINGCOOLINGADCISOR等。近年来，由丁微机特别是便携机的迅速发展，基于便携机的在线、离线监测与诊断系统R益普及，如美国生产的M6000系列产品，得到了广泛的应用。英国于70年代初成立了机器保健与状态监测协会，到了80年代初在发展和推广设备诊断技术方面作了大量的工作，起到了积极的促进作用。英国曼彻斯特大学创立的沃森工业维修公司和斯旺西大学的摩擦磨损研究屮心在诊断技术研究方面都有很高的声誉。英国原了能研究机构在核发电方面，利用噪声分析对炉体进行监测，以及对锅炉、压力容器、管道得无

8、损检测等，起到了英国故障数据屮心的作用。口前英国在摩擦磨损、汽车、飞机发动机监测和诊断方面仍具有领先的地位。欧洲一些国家的诊断技术发展各具特色。如瑞典SPM公司的轴承监测技术,AGEMA公司的红外热像技术；挪威的船舶诊断技术；丹麦的B&K公司的振动、噪声监测技术等都是各有千秋。FI本在钢铁、化工等民用工业中诊断技术占有优势。东京大学、东京工业大学、京都大学、早稻口大学等高等学校着重基础性理论研究；而机械技