机械故障诊断基础研究“何去何从”

◎马艳雪

机械故障诊断基础研究“何去何从”

◎马艳雪

上世纪60年代，出现了一门以理论和实际结合的机械故障诊断学科，经过多年的实际应用和发展，机械故障诊断这一学科的理论研究已经逐渐深入，并形成较为完善的体系，在具体的实际应用中，机械故障诊断也深入到社会生产生活的各个领域中，如机械、石化等行业。虽然机械故障诊断在近半世纪的发展之后，取得了一定的成果，但是，随着应用的逐渐深入和广泛化，其也存在一些问题和不足之处。笔者在本文中针对机械故障诊断的基础研究未来的发展方向以及根源进行研究，并对此提出一些观点。

针对机械类设备的运行情况进行判断的技术为机械故障诊断技术，其具有监测、诊断和预防的三方面职能，这项技术最为核心的要素在于将机械故障诊断的理论研究和实际的应用紧密结合起来。基于机械设备出现故障的特殊性，可见诊断技术是具有非常重要的作用的。具体来讲，机械设备，尤其是大型的机械设备，一旦其出现故障时，对周边环境、人员以及社会所造成的影响都非常恶劣和严重。目前，国内外由于机械设备出现故障所造成的重大事故时有发生，如果能够在初期发现设备故障的原因，并且能够及时监测到设备故障，那么能够有效的避免更多事故的发展，保证设备的稳定安全运行。

机械故障诊断基础研究的现状分析

研究状况分析。相关调查显示，机械设备故障诊断的技术在全世界范围内开始推行的时间在上世纪的60年代，以美国为中心逐渐向全球范围的扩展蔓延，从事机械设备故障诊断的研究的工作人员以及科学家在信号、故障、技术等各个方面进行了非常深入的研究，并且取得了非常耀眼的成绩。具体来讲，首先，在上世纪60年代末期，美国首次针对机械设备故障的事故进行综合性的分析研究，通过多次的研究之后发现了设备故障信号获取以及传感技术，这一成果的发现使机械设备故障诊断技术的产生出现了最初的源头。之后，在2008年，科学家针对机械设备发生故障的机理以及故障发生初期的状况进行研究，并就此发表了一系列的研究论文和文章，为后续的研究提供了具有高度参考价值的理论依据。机械设备在运行的过程中，如何发现设备的故障，是对故障进行诊断和解决的前提，针对此种情况，加拿大的学者于2006年首次提出了机械设备信号的分析和处理方法相关的理论，在此基础上，对此进行了后续的深入研究。

机械设备故障诊断基础研究存在的问题。首先，针对机械设备故障的机理方面，距今为止此项目的研究仍然存在着很明显的问题，具体来讲， 机械的故障机理分析原理在于以理论知识、实验作为基础数据，从中归纳和分析机械发生故障时的规律。具体的做法为：将需要作为分析对象的机械设备的多方面特征总结，通过此来建立一个数据模型，然后以此来进行仿真性质的研究，从而来获取类似的特征，之后再通过实践的检验来对数据模型进行改造，寻求最为符合的特征。根据调查分析，目前这类情况的研究在多方面都存在薄弱的环节，比如，针对大型、超大型的机械设备来讲，分析其故障机理是需要足够的数据作为支撑，而数据模型的建立相对来讲，要更为的困难。后期的实践和试验，都需要通过多次来反复验证其可行性，一定程度上加大了难度，延长了时间。另外，针对试验得出的机理特征与结果，需要通过实际的应用来加以验证，并不能完全的适用于每一项工程项目。

其次，针对如何分析和确定设备发生故障以及引发故障的原因的方法，目前也存在一些问题。机械运行过程中，安全运行、故障等都会呈现出不同的状态，发送不同的信号，那么这些信号所传达的信息即为机械设备的状态信息，从这些信号当中获取不同的状态信息，即以信号作为媒介来了解机械设备的状态，从而来诊断机械设备的故障。目前，虽然此项目的研究已经提出了很多具有价值意义的方法，但是针对细小方面、早期性质的故障等，目前并没有较为行之有效的诊断方法。

第三，智能化时代、信息技术水平的不断提升，机械设备也逐渐趋于智能化、自动化的方向发展，而面对着智能机械设备的大量投入使用，相对于的诊断研究方法并没有智能化。具体来讲，智能化的诊断方法，对于不同的设备具有其各自的优劣势，从另一角度分析，即一项智能诊断方法对应的机械设备诊断，一定程度上是具有局限性的。

机械故障诊断基础研究的发展方向分析

深入对机械设备故障发生机理的研究。务必要明确机理是根本，找出机械设备发生故障的机理，才能真正的明确机械设备发生故障的原因，才能从中找出规律，总结经验，才能确保后续的预防以及维修。伴随着社会的高速发展，机械设备所使用的技术也逐渐智能化，老旧的机械设备逐渐被市场和社会所淘汰，现今社会中新型的机械设备层出不穷，因此，对这些设备来讲，其所应用的环境以及用途都具有的一定的特殊性，那么其故障发生的机理一定要明确，才能保证设备的安全稳定运行。

进行大量的有层次实践和理论研究 。基于机械设备故障的研究，务必要首先确定机械运行是否发生故障，是否某一部位、零件存在故障，当确认故障存在之后，需要利用工具或其他手段来确认设备发生故障的位置，然后在此基础上来对设备故障的程度进行评估，在确认上述三步之后，再根据实际的情况来分析设备的使用年限。而这些数据的来源，包括对设备使用年限的判断，是需要经过大量的实践和理论研究，才能根据不同的情况来有效判断设备的故障以及后续的状况。

总而言之，机械故障诊断的基础研究需要从实际出发，从细小部位着手，确定故障存在的位置、程度等因素，来判断机械故障的具体情况。另外，针对不同的机械设备故障，我们是需要依靠足够的实验作为支撑，才能确认这一故障的机理、类型等情况。未来，机械故障诊断技术必然需要不断的更新和发展，相对应的，其基础研究也需要不断的深入和发展。

（作者单位：陕西航空职业技术学院）