工程机械故障诊断技术应用的研究

2014-05-21邵博

山东工业技术 2014年8期

邵博

（黑龙江交通职业技术学院黑龙江齐齐哈尔 161000）

工程机械作业多在露天条件下，工作环境恶劣，工作强度大，因此故障率较高。一旦工程机械出现了故障，将会严重影响工程进度，影响工程经济效率，甚至酿成生产安全事故。因此，对工程机械故障诊断技术研究，能够及时、正确地对各种异常状态或故障做出诊断，预防或消除故障，对设备的运转进行必要的指导，提高设备运行的可靠性，安全性和有效性，以期把故障损失降低到最低水平。

1 研究概述

工程机械故障诊断技术的应用主要研究故障诊断的方法、仪器、设备在实际工程机械运用与维修当中恰当有效的使用，有效排除工程机械故障或将故障消灭在发生的初期，延长工程机械的使用寿命。

工程机械工作正常，是指其工作性能完好，或者工作性能有所下降但是仍在允许范围之内。一旦其工作性能下降到工作状态发生改变，甚至丧失一些性能和功能，则称之为故障。工程机械故障在运行中可以通过状态信号来预判或者显示。通过监测转速、温度、声音、震动、尾气成份浓度等工作状态信号，将其与数据库对比，能够实现有效排除工程机械故障或将故障消灭在发生的初期，延长工程机械的使用寿命。

2 状态监测

对工程机械各个工作参数进行监测，采集信号。信号是进行故障诊断的依据。对工程机械各个工作状态参数的监测，主要有步骤有：

（1）特征信号的采集。对特征信号的采集，通常依靠传感器以及电路电压变化作为手段。特征信号采集的范围包括工程机械运行的各个工作状态参数。设备诊断方法，根据状态信号的物理特征有以下10种：振动诊断是以机械振动、冲击、机械导纳以及模态参数为检测目标；声学诊断是以噪声（声压和声强）、声阻、超声、声发射为检测目标；温度诊断是以温度、温差、温度场、热象为检测目标；污染物诊断是以泄漏，残留物，气、液、固体磨粒成分变化为检测目标；光学诊断是以亮度、光谱和各种射线效应为检测目标；性能趋向诊断是以机械设备各种主要性能指标为检测目标。强度诊断是以力、应力、转矩为检测目标；压力诊断是以压力、压差以及压力脉动为检测目标；电参数诊断是以电流、电压、电阻、功率等电信号及磁特性为检测目标；表面形貌诊断是以变形、裂纹、斑点、凹坑、色泽等为检测目标。

（2）信号的转换。因为ECU的语言识别特性，对于一些信号要进行A/D转换或者D/A转换，甚至进行一些滤波整流或筛选，然后才输入ECU。

（3）信号的提取与处理。 ECU将从各传感器以及信号电路传送过来的各个工作状态信号进行与故障有关的信号提取，与数据库中的正常工作状态信号数据进行对比，根据对比结果罗列故障指向性部位。

（4）诊断决策。根据工程机械工作状态信号监测与对比分析结果，对于一些潜在故障进行预测分析，对于指向性故障进行维修提示。

3 工程机械故障诊断系统的应用

工程机械故障诊断系统，是一种依靠计算机实现辅助诊断的系统，系统的功能除了提供故障指向性信息之外，还具备打印、存贮、资料查询与专家远程帮助等拓展功能。工程机械技术人员可以使用此系统通过人机对话调取故障信息以及与故障相关、与解决故障相关的信息。这系统需要配备强大的数据库作为资源，数据库包括工程机械运行的正常参数，还包括工程机械的维修资料以及建立在维修专家经验汇总基础上的诊断推理数据。