时间:2023-03-17 17:59:54
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇机械故障论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
1.内容广泛。机械故障诊断学是多学科综合的课程,与数学、信号处理、传感器、人工智能等学科关系密切。本课程主要包括:信号检测、动态系统分析、故障诊断的人工智能方法、故障诊断的工程应用等,知识面非常宽广。因此,理论性非常强,我们以前讲授这门课程的时候,也都是特别注重理论,所以教学效果还有待提高。
2.学生基础薄弱。机械故障诊断学是为动力机械与工程专业的研究生开设的一门专业选修课,但是学生以前本科所学专业基本上都是热能工程或机械制造及其自动化专业。对于在故障诊断中占有重要地位的振动基础、传感器等的基础知识几乎都不具备。因此,从一开始,学生在听课的时候就感觉非常难,例如对于时域中的时间序列模型预测及频谱分析中各种频域概念很难理解。此外,有不少同学还没有接触过Matlab软件,或者说对此软件还是一知半解,课程后面的一些作业都很难完成。
3.与工程实际结合不紧密。以前在教学过程中,我们主要强调理论知识的讲解,和工程实际的结合不是非常紧密。因此,很多理论知识,即使学生学习过了,也不知道在工程实际中有什么用处。理论教学与工程实际仍然存在一定的距离。
4.缺少实验教学环节。在以前的教学环节中,由于缺少实验设备,没有安排实验教学环节。因此机械故障诊断总归是纸上谈兵。
5.考核方式单一。本课程一直以来都是采用大作业的形式进行考核,学生往往在交作业的前面几天进行突击,写出来的报告要么是格式不符合要求,要么就是大段地抄袭参考文献资料。以上这些问题在机械故障诊断学课程的教学过程中,一直存在。因此,这也是我们在该课程的教学改革过程中,需要重点解决的问题也是亟待需要进行改变的现状。
二、补充讲解基础环节
针对很多同学的故障诊断方面的基础较薄弱的情况,在本课程的绪论课之后,安排了一二次课,用来讲解与故障诊断直接相关的振动基础、传感器知识及Matlab仿真的一些基本知识。讲解的内容不要求非常全面,而是着重介绍一些基础知识,特别是这些知识在故障诊断方面可能的应用,例如:振动中三类问题、频响函数、振幅的几种表现形式等。传感器的基本知识。此外,对于在故障诊断仿真研究中具有重要地位的Matlab软件中的Simulink及后面将要用到的若干工具箱的应用进行了一定的介绍。通对这些基础知识的补充,同学们对于后面碰到的内容不会感觉太突兀,可以快速领会并且直接应用到后续的学习内容中去。
三、增加学生讲课环节
为了在教学过程中,充分调动学生的学习积极性,在这门课程中能够做到学有所得,学有所用,我们专门安排了学生讲课的环节。由于选这门课程的研究生人数不多,从操作上来说,是比较可行的。首先选取了重点内容,例如:作为最重要的故障诊断基础的时域分析和频域分析;作为现代智能故障诊断代表的模糊诊断方法、神经网络诊断方法、专家系统等。选取的内容还可以根据学生的人数进行相应的调整。布置安排学生进行讲课,给予学生充足的准备时间。现有的实践表明,学生在教学过程中,体现了良好的积极性和主动性。大部分讲课的学生都能够做到充分准备,采用ppt形式或者板书的形式进行讲解。而且他们在讲解的过程中,还能够查找相应的文献资料,从而自己对所讲的这部分内容在故障诊断实践中有了非常深刻的认识。实践证明学生讲课环节对于主讲的学生可以起到非常好的作用,该学生对于这部分内容的掌握非常扎实,大作业也绝大部分同学都是选择与自己讲过内容想过的题目,来完成本课程的大作业。
四、增加讨论环节
尽管学生讲课环节,对于主讲学生,可以充分发挥主观能动性,并取得较好的学习效果。但是对没有参加讲课的学生,由于没有认真准备,所以学习的效果比较有限。为此,我们在增加学生讲课环节的同时,特意增加了讨论环节,希望能够弥补学生讲课环节的不足。讨论环节的内容可以有两种选择:一种是在教师所讲授内容的基础上,提前安排每一位同学准备讨论内容。第二种在学生讲课环节的基础上,对于某些非常重要的内容,要求主讲学生认真准备讲课,而其他同学也要认真准备,并进行讨论。在课程的教学过程中,可以在模糊诊断方法、神经网络诊断方法及故障诊断实例教学部分等安排讨论环节。实践证明,讨论环节可以很好地避免学生的学习惰性,经过提前准备,学生对于一些需要讨论的内容可以掌握得比较扎实。而且这种讨论环节可以在教学过程中经常进行,从而不断地敦促学生积极参与。
五、增加与工程实践相结合环节
由于本课程与工程实践实际结合非常紧密,为了避免在课程的讲授过程中,过于强调理论知识,从如下几个方面增加了与工程实际相结合的教学活动。
1.在理论教学过程中,不断将理论知识在工程实践中的实际应用介绍给学生。在绪论的教学过程中就使用一个水轮机故障诊断系统引起学生的注意力和兴趣,并且给学生简单介绍OpenPredictor故障诊断系统。例如在介绍故障树诊断方法时,介绍了船舶碰撞故障树的实例分析。
2.要求学生自己针对某一方面的内容,查找具体的实例应用。例如在模糊诊断方法的学习过程,要求同学们介绍自己所查到的模糊诊断方法在实际工程实践中的实例。
3.尝试在教学环节中采用项目教学法,例如在故障诊断实例部分的内容,教师可以对旋转机械的故障诊断系统、齿轮故障诊断、轴承故障诊断采用项目教学的方式进行讲解和介绍。
六、添加实验教学环节
尽管采取了多种措施对机械故障诊断学课程进行了教学改革,但是实验教学环节还是必不可少。以前没有开设课程实验是由于缺少实验设备。现在已经具备了基本的故障诊断实验设备,因此,为了加强理论联系实际,我们在教学过程中添加了实验教学环节。实验内容选择旋转机械故障诊断中比较常见的齿轮故障诊断及轴承故障诊断。而且把实验安排在课程相关教学内容之后,希望学生能够将理论知识与实验教学内容相结合。实验教学,使得学生对于故障诊断的整个过程,从布置传感器、数据采集、信号处理、诊断分析、诊断报告等方面有个深刻的认识。这一点是其他教学过程学生所得不到的训练。
七、考核方式多样化
由于本课程以前的考核方式过于单一,仅仅依靠课程结束后学生所提交的大作业。由于这种大作业的形式较好,对于研究生综合素质的提高具有一定的作用。因此,在本课程的教学改革过程中,仍然继续保留写报告的大作业形式。但是,在教学改革中,将显著提高大作业的要求,例如:对题目的要求有明显限制、要求字数要求、参考文献的篇目要求显著提高。而且,特别鼓励在大作业中加入针对具体问题所进行的故障诊断研究。大作业所占的比例要求,从原来的100%降为60%。除此之外,将学生在课堂表现、作业情况、讲课环节、讨论环节和实验环节等的表现纳入本课程的评价体系中,这几项所占分值比例为40%。结果表明,这样对学生将会产生一定的压力,从而在各个不同环节中都能够积极投入,从而提高了教学效果和质量。
八、结论
[关键词]港口设备;故障诊断;应用;推广
我国的交通运输业是国民经济的重要组成部分,自从改革开放以来,我国的水运行业发展迅速,随着港口的大型机电设备的自动化程度的日益提高,我国港口吞吐量增长较快,促进了水运行业的发展,使得我国的交通运输行业在国民经济发展中所占的比重也逐渐增大。随着港口吞吐量和机械化程度的增加,港口机电设备在水运行业中的作用越来越重要,对港口设备的要求也越来越高,港口机电设备的结构及其组成也愈加复杂,负荷越来越重,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多,这直接影响了港口作业的质量和进度,降低了港口水运的经济效益。因此,对港口机电设备故障诊断技术的研究成为港口水运行业的的一项迫切的重要任务。
一、设备故障诊断技术发展及现状
机电设备故障诊断技术发展分为三个阶段:初级阶段-感官、专业知识和经验判断;现代化阶段-计算机技术、传感器技术和动态监测技术综合诊断;智能化阶段-集故障监测、诊断、设备管理和调度一体化的智能化阶段。机电设备故障诊断技术起源于20世纪,并在此期间取得了较大的发展和进步。航天工业的发展使该技术取得较快地发展,随后计算机、微电子和传感器技术的发展和应用使得该技术逐渐地完善,此时还在航天和核电等大型部门应用较多,其他部门发展较为缓慢,到20世纪末机电设备故障诊断技术在农业、化工、冶金矿山、发电、交通运输和机械制造等各部门开始应用,并且发展较快,取得了显著的经济和社会效益。21世纪,机电设备故障诊断技术在我国国民经济的各部门都已取得长足的发展和普及应用,技术发展转向智能化。
二、设备故障诊断技术及手段
①机械振动监测诊断技术。通过对振动参数进行监测,来判断设备的运转情况,由于其此种方法简单偏于操作,且对设备没有损伤,因此机械振动监测技术成为首选方法;②磨屑监测诊断技术,该技术主要用于液压系统和系统,由于磨损方式和磨损速度不同而产生的磨屑粒尺寸和形态有所差异,从而来判断破损类型和磨损部位;③温度监测诊断技术,由于设备不同部位产生的温度变化不同,利用温度变化程度来判断设备的运行情况,利用红外线来监测可以实现非接触、远距离监测,且能够进行运算、处理和判断精确测定设备各部分的温度变化;④无损探伤监测技术,该技术应用较广,尤其是γ射线扫描。该技术是射线在物质中的衰减规律,扫描得到相关参数变化的谱线,然后通过系统分析确定设备故障的部位。
三、港口机电设备故障诊断技术
1.港口机电设备故障诊断技术研究情况
港口设备分小型装卸机械和大型装卸机械两类,其中小型机械数量大,流动性大,但活动范围小,大型机械种类多,作业分散,操作要求较高。国内鉴于港口机械的工作性质和工作环境,提出了柴油机、结构裂纹、液压传动、钢丝绳和制动器、粮仓、电器系统、皮带纵向撕裂、监测中心和测试车、设备管理和维修体制改革10个方向的相关的研究专题。
国内外设备故障监测技术与手段的发展,在港口机电设备故障诊断技术中也得到了广泛地应用。目前国内在各港口开展了设备监测研究和故障诊断研究,取得的成果有:上海港务局与上海海运、上海交大和同济大学等院校进行相关课题的合作,上述10个研究课题中9个课题开始进行研究,部分课题已列入交通部和上海市的科技攻关项目。
2.港口机电设备故障诊断实例分析
港口设备动力一般由内燃机提供,内燃机可能会出现故障,以内燃机为例简要分析港口设备故障诊断技术的应用。针对内燃机动力不足问题进行简要分析。
(1)故障现象。港口上使用时间较长的内燃机存在动力不足的现象。
(2)故障原因。内燃机油箱油量是否充足;内燃机的供油管是否有漏油或断裂现象;内燃机的喷油泵油量调节杆是否卡住、锁紧螺栓是否有脱落现象等;内燃机的燃油是否含有空气或其他杂质等;内燃机供油管是否堵塞;内燃机的燃油滤清器是否堵塞;内燃机的供油时间是否合适无延迟现象。
(3)故障排除。内燃机的供油管有没有漏油等问题,内燃机的油箱的油量多少,内燃机的喷油泵油量调节杆有无卡住,内燃机的油量控制杆锁紧螺栓是否脱落,内燃机的燃油成分检查是否空气含量较高,内燃机的供油管和滤清器是否堵塞,最后检查内燃机的供油时间。
(4)采取措施。首先应检查内燃机的油箱油量是否充足,如果油量不足应增添燃油;其次检查内燃机的供油管是否漏油或断裂,发现漏油或断裂及时进行维修,如果是由漏油原因引起则维修内燃机后还要排除管路中的空气壁面油的纯度不够;检查内燃机的调节杆卡住和内燃机的油量控制杆的锁紧螺栓是否紧固,如果在内燃机的运行过程中有异样声响,则需要将部件重新锁紧;然后拆下内燃机的燃油管的进油端进行连续压动,如无燃油流出,可能是供油管或燃油滤清器发生了堵塞,采取措施为进行逐段进行排除;内燃机的供油时间不合适,延迟或过早都会引起动力不足。
四、结论
自从改革开放以来,我国的水运行业发展迅速,我国港口吞吐量增长较快,对港口设备的要求也越来越高,因此港口机电设备出现故障的现象也逐渐增多。
本文首先介绍了设备故障诊断技术的发展现状,目前传统的机电设备故障诊断技术主要包括:机械振动监测、磨屑监测、温度监测以及无损探伤等,港口设备故障诊断技术水平已越来越高,然后随着故障现象的增多,港口设备故障诊断技术应向自动化智能化方向进一步发展。
参考文献:
[1]胡文君,褚家荣,苏毅设备故障诊断技术的现状与发展[J].后勤工程学院学报,2004,(02).
[2]楼应候,蒋亚南.机械设备故障诊断与监测技术的发展趋势[J].机床与液压,2002,(04).
关键字:汽车故障排除
一、高速公路爆胎原因分析与对策
汽车在高速公路上高速连续行驶,若接近或超过了轮胎的工作极限就可能发生爆胎事故,这类突发性事故对车辆和乘员的安全危去极大。从现有统计资料来看,汽车在高速公路上发生爆胎的几率相当大。下面简要分析行车中车胎爆炸的原因和预防措施。
1.1高速公路行车爆胎的原因引起高速公路上爆胎的主要原因是轮胎温度过高,使轮胎材料的机械性能下降。由于轮胎在旋转过程中快速反复变形,材料内部因摩擦生热。同时,外胎与内胎之间、轮胎与轮惘之间以及轮胎与路面之间也因摩擦而生热,使轮胎升温。试验得知:轮胎内部的温度与轮胎的负荷和车速成正比,车速越高,负荷越大,温度升高越快。此外,轮胎温度与外胎的厚度有关,外胎越厚,轮胎的热量越难以散发,温度上升越快:轮胎温度还与外界温度和轮胎气压有关,环境温度越高温度上升越快,轮胎气压过低,轮胎径向变形大,滚动阻力增加,温度随之升高。
试验表明,当温度由0℃升高到60℃时,橡胶的强度及与帘线的附着力大约降低50%,不同材料的帘线,其强度也有不同程度的下降。温度升高引起材料疲劳,强度降低,当应力超过帘线的强度时,帘线就会折断。轮胎变形使帘布层之间产生剪应力,当剪应力超过帘布与橡胶之间的附着力时,就会出现帘布松散或局部帘布脱层。另外,轮胎温度的升高还将造成轮胎气压随之升高,使帘线所受的应力加大,也容易使高速行驶的轮胎发生爆胎。
1.2防止高速公路行车爆胎的应对措施
1.2.1正确选择轮胎的速度等级和负荷能力。
要求轮胎的速度等级与汽车的最高车速相匹配,轮胎的负荷能力与装载质量相适应。根据GB2978-89《轿车轮胎系列》规定,轿车轮胎采用10级速度标志符号。
对轮胎的负荷能力,目前国际上普遍采用“负荷指数”表示法。如:胎侧上标有9.00R20140/137,表示单胎负荷指数为140,负荷值为2500公斤;双胎负荷指数为137,负荷值为2300公斤。
1.2.2保持正确的轮胎气压。
轮胎的充气压力是决定轮胎使用寿命和工作环境的主要因素。轮胎气压过低,胎体变形增大,造成内应力增加,胎温急骤升高,加速橡胶老化和帘线疲劳,导致帘线折断、松散和帘布脱层;轮胎气压过高,帘线过度拉伸,轮胎刚性增加,滚动载荷增大,易产生胎冠爆裂。因此,在使用中必须严格按照使用说明书规定的前、后轮胎标准气压或者轮胎侧面标注的标准气压进行充气。
1.2.3严禁超速行驶。
超速行驶时,由于轮胎与路面的摩擦加剧,轮胎屈挠频率升高,使轮胎温度与内压上升,加速了帘布胶质老化和帘线疲劳,甚至造成早期脱层和爆裂,使轮胎寿命缩短,出现行车事故。因此,必须避免长时间高速行驶,应严格按照高速公路设定的最高行车速度作间歇性行驶。
1.2.4正确使用轮胎
①采用纵向花纹的子午线轮胎。子午线轮胎强度高,承载能力强,滚动阻力小,附着能力强,胎面滑移少,生热较低,胎体薄,散热快,行驶温度较低。另外,纵向花纹轮胎的滚动阻力小,轮胎与路面之间因摩擦产生的热量少,散热快。②不使用过度磨损轮胎和翻新胎。按照GB1191-899743-9744-88T和GB516-89的规定,轮胎应沿周向等距离设定不少于4个的磨耗标志,当轮胎磨损到此处时,花纹沟断开,表明轮胎己不能使用,若继续使用,会因轮胎过度磨损、强度下降而造成爆胎。
二、制动系统常见故障原因与对策分析①由于制动管(如接头处)漏油或阻塞,导致制动液供应不足,制动油压下降而引起制动失灵。应及时检查制动管路,排除渗漏,添加制动液,疏通管路。
②由于制动管内进入空气而使制动迟缓,或制动管路受热,致使制动液气化,管路内出现气泡。由于气体可压缩,因而在制动时导致制动力矩下降。维护时,可将制动分泵及管内空气排净并加足制动液。
③由于制动间隙不当而引起。当制动摩擦片工作面与制动鼓内壁工作面的间隙过大时,制动时分泵活塞行程过大,导致制动迟缓、制动力矩下降。维修时,按规范应全面调校制动间隙,可用平头螺丝刀从高速孔拨动棘轮,将制动鼓完全张开,间隙消除,然后将棘轮退回3-6齿,就可得到规范的间隙。
④由于制动鼓与摩擦衬片接触不良而引起。若闸比变形或制动鼓圆度超过0.5mm以上将导致摩擦衬片与制动鼓接触不良,制动摩擦力矩下降。若发现此现象,必须镗削镗或校正修复。制动鼓镗削后的直径不得人于220mm,否则应更换新件。
⑤由于制动摩擦片被油垢污染或浸水受潮,摩擦系数急剧降低,引起制动失灵。维护时,拆下摩擦片用汽油清洗,并用喷灯加热烘烤,使渗入片中的油渗出来,渗油严重时必须更换新片。对于浸水的摩擦片,可用连续制动以产生热能使水蒸发,恢复其磨擦系数即可。
⑥由于制动总泵、总泵皮碗(或其他件)损坏而引起。在此情况下制动管路不能产生必要的内压,油液漏渗,致使制动不良。应及时拆检制动总泵、分泵皮碗更换磨蚀损坏部件。
三、发动机熄火原因与对策分析3.1故障现象
①行驶途中,发动机突然熄火,熄火之前出现瞬间排气管放炮。起动发动机电流表指针指示放电,在3~5A不动,起动不着发动机。
②行驶途中发动机突然熄火,起动发动机,电流表指针指示在0位不动,发动机起动不着。
3.2故障对策
①第1种情况,一般为点火线圈的初级绕组至分电器触点之问某处短路所致,应首先检查分电器触点是否烧蚀,使其触点不能张开。在触点张开的情况下,拆下分电器接线柱导线作短路试火:①有火,用其导线与电容器导线试火,如有火则为接柱至活动触点间短路。再与分电器接柱试火,如有火则为接柱至活动触点间短路。②无火,拆下点火线圈接柱导线与该接柱试火,有火则其导线短路;无火,点火线圈短路,或者是其导线或附加电阻短路开关接柱搭铁。如果在行驶中,变速器未脱入空档,采取紧急制动时,同时突然发生排气管瞬问放炮,随之熄火,起动发动机不着,电流表指示3~5A不动,其原因一般系电容器击穿所致。
②第2种情况,是低压电路某处断路所致。在诊断时,可通过按喇叭来判定。如果按喇叭不响,这时用手触试蓄电池极桩与其卡子处温度是否过高。若温度过高那么说明该部位连接松动。如果按喇叭正常鸣叫,但电流表仍指示0位不动,则说明低压电路某处仍有断路之处,这时用螺丝刀将分电器低压线接柱和分电器壳体划碰,看是否有火花。若无火花,再进一步检查,将一根导线的一端,用手按在点火线圈的开关接柱上,另一根划碰搭铁处,也无火花,就说明起动—电流表—点火线圈开关—电源接柱间有故障。其故障有:点火开关失效、导线破露搭铁或断路以及导线接头螺丝松脱等。倘若有火花,则说明故障在点火线圈至分电器线路上,这时,将分电器盖打开,用螺丝刀使触点臂与分电器底板划碰搭铁,看是否有火花,如果无火花,则说明触点臂绝缘部分有漏电搭铁之处或点火线圈电阻烧断。若有火花,应检查触点是否烧蚀严重。
四、其他故障分析4.1转向突然失灵
转向突然失控,汽车就像脱缰的野马,横冲直撞,这时应立即放松加速踏板减挡减速,采用缓拉手制动或用间歇性制动法减速,不得使用紧急制动,以免导致汽车侧滑,不论转向是否有效都应尽可能将车驶向路边或天然障碍物处,以便停靠脱险。
4.2车辆发生侧滑
汽车在冰雪路上行驶或突然急转弯时,在猛然受到制动往往会引起侧滑而“甩尾”此时应立即减小节气门开度,降低车速,再将转向盘朝侧滑的一侧进行修正。另外侧滑时车的重量会把弹簧和减震器压紧,一旦汽车修正过来,绷得紧紧的弹簧和减震器会把所有的能量朝侧滑的相反方向释放此时应平稳地控制转向盘,避免发生新的侧滑。
4.3发动机出现“飞车”
柴油汽车发动机发生“飞车”,易产生拉缸、断轴等重大机械故障若刚启动时出现,应认即关闭发动机喷油供油装置,拧松高压轴管接头螺母,将气缸断油,或用旧布堵塞空气滤清器进气口对气缸“断气”处置。汽车在行驶时突然“飞车”,也应认即关闭发动机喷油供油装置;有排气制动设置的应关闭排气制动阀,使发动机废气不能排出而熄火若以上措施无效,应立即操纵手、脚制动器制动,增加发动机的负荷,使发动机因动力不足而停止运转。
4.4油路故障的急救处理
4.4.1.汽油管破裂或折断
汽油管一般为铜管,当多次弯折使用后,极易在行车路上发生汽油管破裂或折断现象。当出现这种情况时,可做如下急救处理。
(1)油管裂缝较小时,可用肥皂涂在布条上,再将布条缠紧在裂缝处,并用细铁丝扎紧,最后再涂上一层肥皂即可。
(2)油管裂缝较大或油管折断时,可先修整好油管两断面,找一段与油管外径相应的胶管或塑料管套接,再扎紧两端即可。
4.4.2.汽油管接头漏油
当发现油管接头漏油时,首先应将涂有肥皂的棉纱(或是用耐油密封胶涂在棉纱上,效果更佳),缠绕在取下的油管喇叭口下缘,然后将管螺母拧紧,最后可用麦芽糖或泡泡糖嚼成糊状,涂在管螺母座口处起密封作用。
4.4.3.汽油泵膜片破裂
膜片破裂,轻者导致漏油,重者将使汽油泵失去泵油能力。因此,在行驶途中,由于无现成的泵膜可以替换,我们就必须根据具体情况,用塑料薄膜、漆布、雨布等剪成膜片形状夹在破损的膜片中代用。另外,在泵膜破裂处还应涂沫一层肥皂以保证密封性。
对于每一个驾驶员来说,安全就是一切,所以在遇到紧急情况时应该在安全的情况下检查故障并尽可能排除,切不可因为维修汽车而造成任何人员事故。
参考文献:
[1]南静.汽车在高速公路上爆胎原因及处理.公路与汽运.2003
[2]张艳玲.微型汽车制动系统常见故障原因分析.河南农业.2004
[3]吕锋.汽车行驶途中突然熄火故障诊断.使用与维修.2005
通过实际调查分析归纳出矿山液压机械系统常见故障如下:
1.1温度过高。主要原因有:油粘度过高、内泄严重、冷却器堵塞、泵修理后性能差及油位低、压力调定过大、摩擦损失大。液压系统的零件因过热而膨胀,破坏了相对运动零件原来正常的配合间隙,导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死,同时,使油膜变薄、机械磨损增加,结果造成泵、阀、马达等的精密配合面因过早磨损而使其失效或报废。
1.2因为不良、摩擦阻力变化、空气进入、压力脉冲较大或系统压力过低、阀出现故障、泄漏增大、别劲、烧结造成的执行机构运动速度不够或完全不动。
1.3因为泵不供油、油箱油位过低吸油困难、油液粘度过高、泵转向不对、泵堵塞或损坏、.接头或密封泄漏、主泵或马达泄漏过大、油温过高、溢流阀调定值低或失效、泵补油不足、阀工作失效造成的系统无压力或压力不足。
1.4因为泵工作原理及加工装配误差引起、控制阀阀芯振动、换向时油液惯性造成的压力或流量的波动。
1.5因为油温过高、油粘度过大及油液自身发泡、泵自吸性能低、吸油阻力大、油箱液面低、密封失效或接头松动、件结构及加工质量造成的气穴与气蚀。
2故障诊断技术及应用
2.1主观诊断技术:指维修人员利用简单的诊断仪器凭借个人的实践经验分析判断故障产生的原因和部位。方便快捷,可靠性较低,属于较简单定性分析。包括直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法等。
直觉经验法指维修人员凭感官和经验,通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因:看执行元件是否爬行、无力、速度异常,液位高度、油液变质及外泄漏,测压点工作压力是否稳定,各连接处有无泄漏及泄漏量;听泵和马达有无异常声响、溢流阀尖叫声、软管及弯管振动声等。摸系统元件的油温和冲击、振动的大小、闻油液是否变质、轴承烧坏、油泵烧结等。询问设备操作者,了解液压系统平时工况、元件有无异常、设备维护保养及出现过的故障和排除方法。
参数测量法指通过测得系统回路中所需点处工作参数,将其与系统工作正常值比较,即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位,适于在线监测、定量预报和诊断潜在故障。
逻辑分析法指根据元件、系统、设备三者逻辑关系和故障现象,通过研究液压原理图和元件结构,进行逻辑分析,找出故障发生部位。
堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点,堵截法观察压力和流量的变化,从而找出故障的方法。堵截法快速准确,但使用较麻烦,拆装量大,需要整套的堵截工具和元件。
故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图,系统故障画在故障树的顶端为顶事件,根据各元件部位的故障率数据,最终确定系统故障。适合较大型、较复杂系统故障的判定和预测。
2.2仪器诊断技术:根据液压系统的压力、流量、温度、噪声、震动、油的污染、泄露、执行部件的速度、力矩等,通过仪器显示或计算机运算得出判断结果。诊断仪器有通用型、专用型、综合型、其发展方向是非接触式、便携式、多功能和智能化。包括铁谱记录法、震动诊断法、声学诊断法、热力学诊断法等。如铁谱记录法,通过分析铁粉图谱,根据铁粉记录图片上的磨损粉末、大小和颜色等信息,准确得到液压系统的磨损与腐蚀的程度和部位,并可对液压油进行定量污染分析和评价,做到在线检测和故障预防。
2.3智能诊断技术:指模拟人脑机能,有效获取、传递、处理、再生和利用故障信息,运用大量独特的专家经验和诊断策略,识别和预测诊断对象包括模糊诊断法、灰色系统诊断法、专家系统诊断法、神经网络系统诊断法等。目前研究最活跃的是专家系统和神经网络,使故障诊断智能化,具有广阔发展应用前景。基于人工智能的专家诊断系统,是计算机模仿在某一领域内有经验的专家解决问题的方法,将故障现象输入计算机,计算机根据输入现象及知识库中知识按推理集中存放的推理方法,推算出故障原因,并提出维修或预防措施。人工神经网络是模仿人的大脑神经元结构特性,利用神经网络的容错、学习、联想记忆、分布式并行信息处理等功能,把专家经验输入网络,通过对故障实例和诊断经验的训练学习依据一定的训练算法,得到最佳接近的理想输出。
3结论
维修的目的在于保证机械设备运转的可靠性和经济性,维修方式的选择应从故障发生的安全性、经济性考虑。机械设备的维修方式是对机械维修时机和维修深度的控制模式。采用合理的维修方式可以有效地延长工程机械的使用寿命,提高机械设备的工作效率。
由于矿山设备工作状态的多样性及液压系统的愈加复杂,在生产实践中还应该积极研究与应用多种现代先进诊断技术。随着诊断技术智能化,高精度化,不解体化并与先进通讯技术,网络技术,智能传感器技术等现代信息技术的融合,矿山液压机械系统故障诊断的准确性,快捷性和便利性必将大大提高,
参考文献:
[1]朱真才,韩振铎主编.采掘机械与液压传动[M].徐州:中国矿业大学出版社.2005.
[2]谢锑纯,李晓豁主编.矿山机械与设备[M].徐州:中国矿业大学出版社.2000.
1.1科学处理预防维护和计划检修的关系预防为主,主要是在机械设备的运行过程中,通过观测了解设备运行的状态,并且观察设备磨损的状况,定期对设备进行维护和保养。坚持预防为主的原则,能够在机械设备发生故障之初就及时地发现,并且根据故障的表现找到原因。当机械设备的磨损程度超出既定的范围,就需要开展计划检修,因此要将预防为主和计划检修二者之间进行合理的协调,才能保证机械设备维修的有效性。
1.2正确处理生产与检修的关系由于机械设备的检修需要一定的人力和物力,也需要将设备停止作业,这对于煤炭企业的正常生产经营活动可能会产生一定的影响,但是不能由于生产任务的影响而忽略定期检修。如果机械设备长期作业而没有得到定期检修,则可能会由于故障的恶化而引起较大的事故,将会对生产和安全带来更大的损失。
1.3正确处理日常保养与定期专业维修的关系通常情况下,日常保养工作由使用设备的操作人员来完成,应当通过岗位责任制将日常保养的责任落实到人;而定期专业维修则需要由专业的检修机构和人员,有针对性地开展设备的检修。在实际的工作中,应当将日常保养与专业维修有机的结合,避免二者之间出现脱节。
2控制煤矿机械设备故障的预防措施
2.1加强设备操作人员的综合素质培养机械设备操作人员的技能对设备性能的发挥有直接的影响,同时也是引起机械设备故障的一个重要因素。因此,机械设备操作人员在上岗之前,一定要通过相应的培训和考试,考核合格之后才能上岗。同时,要注重操作人员在理论知识体系的构建,了解机械设备的使用性能、设备结构,争取做到会操作、会检测、会维修。另外,在日常工作中,要养成良好的工作习惯,爱护设备,保证设备在合适的环境中作业,尤其是对于一些大型的开采、挖掘设备,可以实行责任制,将维护的责任落实到人,有利于加强对设备的维护与保养。
2.2加强设备的日常维护煤矿机械设备的使用需要按照技术规程中的要求严格执行,在每次设备使用之前,都要对设备进行全面的检查,保证其合格之后才能投入使用。作为机械设备的检验人员,要具有高度的责任感,做到勤于观察、勤于修理。在煤矿企业中可以每天进行一次维护记录,使用人员要负责对设备进行清理、注油、防锈等基本的处理措施,每次设备作业完成后都要及时进行清理和维护,对机械设备日常的耗损情况能及时掌握,避免故障的恶化。
2.3对机械设备出现的故障进行谨慎的处理机械设备出现的故障,无论是在怎样的环境下、无论故障的严重程度如何,都应当立即组织技术人员和操作人员,进行全面的排查,找到故障所在,由技术人员提出合理的故障排除方案。同时,对于故障当事人,要酌情开展思想政治教育和学习活动,使他们能够受到教育,并且通过学习加强自身对机械设备的使用水平,预防类似故障的再次发生。
2.4确保必须的设备资本投资在经济条件允许的情况下,用比较优异以及节省电量能源的新式现代化机械装置取代之前的老旧装置,并且联合技术工人对设备开展改革,减少噪音污染以及用电量较大的装置,来提升设备的机能以及功效,能够在提高机械设备性能的同时,降低设备运行和维护成本,提高煤炭企业的经济效益和社会效益。
3结语
近些年来,科学技术的快速发展为我国煤矿机械设备的生产提供了更多的技术保障,促进了煤矿机械设备的发展速度。但是,我国煤矿机械设备在机械设备的自动化和智能化水平方面,与国际先进水平相比还存在着一定的差距。如今,我国经济快速发展,人们生活水平日益提高,社会生产和生活对煤炭资源的需求量也在不断增加,而煤矿机械设备频繁发生的故障以及其引发的安全事故,却对煤矿企业的发展产生了严重的阻碍,不仅影响了煤炭企业的经济效益,也对社会和谐安定带来了一定的负面影响。另外,我国在煤矿机械设备的研究与开发方面,仍旧缺乏系统的、全面的开发体系,虽然煤矿企业和相关的设备单位不断加大在煤矿机械设备研发方面的投资,但是由于研究人员分布的较为分散,交流不多,使得煤矿机械设备的研发工作经常出现散乱的现象,无法形成完善的体系,这对煤矿机械设备的发展也产生了较大的影响。
二、煤矿机械设备的故障诊断方法
1.油液分析诊断煤矿机械设备中的油液可以作为样本,为机械设备的故障诊断提供依据。油液分析诊断主要是利用光谱分析技术,针对油液中的磨屑颗粒状态进行观察和检验,以此作为依据,对机械设备的运行状态做出评估,确定设备是否完好无损。
2.对机械设备构不成损失的诊断对机械设备构不成损伤的诊断方法和检测技术是现在煤矿企业检测机械设备的最常见的方法,而且在机械设备的诊断中应用最广泛。机械设备不会发生损坏就能够有效地检测到故障,机械设备在进行诊断和检测时应该首先对诊断技术和方法进行明确,要对要进行诊断的机械设备的加工程序、材质以及质量安全问题做到科学分析。
3.振动检测机械设备的诊断振动技术主要是根据机械设备运行过程中的振动信号,对其运行状态进行判断。通过振动信号频率的变化,可以确定振动数值是否发生了变化,以及变化的实际情况,以此为依据可以判断机械设备在运行过程中所形成的故障。这种振动监测机械设备故障的诊断方法十分简单,而且诊断的成功率较高,因此也获得了广泛的应用。
4.温度测量诊断机械设备当机械设备长时间运转,就会形成高温,而过高的作业温度会对机械设备产生损坏,不仅设备本身受到影响,其相关部位的材料也会由于受到高温影响而发生损坏。因此,可以通过温度测量对煤矿机械设备的故障进行诊断,利用温度传感装置,通过设备温度的变化对机械设备故障做出诊断。
三、煤矿机械设备的维护措施
1.预防事故维护预防事故维护指的是在机械设备发生故障之后,进行维护时会有明显的故障点,当煤矿机械设备经过长时间的运转之后,故障点的损伤将会更加严重,因此需要以时间为前提,每当机械设备运行一个固定的时间段之后,就要对机械设备进行诊断和维护,尤其是对故障点要给予足够的重视,只有这样定期进行维护和保养,才能延长设备的使用寿命。坚持预防事故维护,可以保证设备的零件不会由于长时间的使用而产生磨损或者破坏而对整个机械设备造成影响。需要注意的是,这种维护方法需要技术人员经常进行检修和维护才能起到作用,同时检修工作也会对正常的生产经营产生影响,因此需要合理的安排。
2.事故发生维护事故发生维护是在煤矿机械设备受到损坏或者是发生故障之后,被动的停止运转而开展的一种维护措施。当发生事故时,说明事前的预防措施和救急措施都没有发挥作用,而且这种事故的发生通常都是在检修计划之外,因此需要的维护时间更长,而且其造成的影响也相对较大。
3.预知事故维护在煤矿机械设备运转的过程中,需要对其运行状态进行监测,通过监测数据判断设备的运行状态是否正常。而预知事故维护主要针对的是早期的故障,如设备运转时发生的异常噪声或者是异常振动,当这种早期故障发生时,通过准确的判断和分析,可以及时采取有针对性的措施,降低事故发生的几率,减少由于事故引起的经济效益和社会效益的损失。
4.主动预防事故维护主动预防事故维护的维护对象是设备功能降低和磨损参数,如煤矿机械设备的油液、运转速度等等,通过这种主动预防事故维护措施,能够及时发现设备和材料的异常状况并且做出适当的处理措施,防止故障的恶化以及其带来的严重后果。
四、结束语
关键词:数控机床 维修技术 分析研究
中图分类号:TG 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)06-0189-01
数控机床是现代工业机械自动化发展的重要机械设备,关系整个国家的工业发展和生产现代化的建设。数控设备是计算机技术和机械工业技术的结合,是数字化在工业生产中的应用。数控技术体现的是工业产品更加的精细和准确。数控机床从操作到维修都要按照机械操作和护理的程序进行,操作不当或维修不及时必然影响数控机床的正常生产。
1数控机床存在的故障
数控机床的故障一般分为机械故障和电气故障两类。在机床维修之前,应该诊断机床故障是属于机械故障还是电气故障,然后检查电气系统的程序能否正常运行,运动现象是否异常,根据检查结果来判断故障产生的原因。
2数控机床维修所必须的条件
2.1物质条件。在物质条件中要备齐必要的维修工具、检查仪器表等,如装有数控机床维修软件的笔记本电脑;每台数控机床应该有完整的技术图纸和操作说明书;配备数控机床专用的电气配件;准备好数控机床使用和维修的说明书。
2.2人员条件。数控机床维修的好坏取决于技术人员的知识、技能水平和工作经验等条件。维修人员知识面要广,要掌握有关数控机床操作和维修的各种知识,特别在计算机技术、电路技术和机械自动化技术能够灵活应用。维修人员还要加强数控技术的理论知识学习,参加机床技术的培训班,学习丰富的操作维修经验,要把理论知识和实际操作维修相结合,在实际工作中不断的消化理论知识点,是理论指导实践,在实践操作中解决维修的难题,不断的提高自身的动手能力和问题分析能力。由于数控机床软件程序以英文为主,增加了一些不懂英文的技术员的维修机床的难度,因此,机床维修人员还应该掌加强英文知识的学习,能够正确的识别机床软件上的英文单词的意思,避免因为语言的原因造成机床维修中出现的障碍。
2.3数控机床的预防性维护。数控机床的日常护理非常重要,通过日常护理可以减少数控机床的机械故障。日常护理包括检查主轴、各项温度控制、磨损情况和接触器触头清洁等状况,同时要明确数控机床的各功能部件和元气件的保养周期。每台数控机床都应该分配专门的工艺人员、操作人员及维修人员,要求这些人员要不断提升自己的业务技术水平,以适应数控技术不断发展的需要。数控机床如果长时间闲置,当再次使用时,可能会出现一些新的机械故障题,或许是因为尘土、油脂凝固等原因影响到机床的动态传动性能,而机床的精确度降低和油路系统被堵塞。在 1a 之内基本上处于所谓的“磨合”阶段,在这一阶段机床的故障率会呈下降趋势,这期间可以不断的开动机床,此外在充分发挥机床设备的功效同时,也要合理的使用,注重日常的维护和保养。一台数控机床的寿命一般在8~10a左右,因此,更应做好机床的维修工作。
3数控机床的故障诊断及排除措施
3.1 采用常规检查法。当机床的数控系统无法正常工作,且系统无法报警而影响正常工作时,就需要根据故障发生前后的系统状态信息,结合已经掌握的应用理论基础,进行科学分析,最后做出正确的判断。当数控系统发生故障时,通常会在操作面板上显示出故障信息和信号,对于发生频率较高的故障,在数控系统的操作手册和调整手册上都有详细的处理办法和解决方案。还可以利用编程器或操作面板根据电路图,遵循逻辑关系找出故障,并查出相应的信号状态,从而找到解决办法。
3.2 参数修正法。数控机床的维修过程中,有时也要利用一些参数来调整机床,但必须是在机床的正常运行状态下进行修正的,这是一种十分有效的方法。在经过多次的调节机械能力的基础上,尝试着改变参数,并将伺服系统的位置系数逐渐修调。在保证生产顺利进行的前提下,维修人员还要查阅更多的关于机床参数的更改方法,以此来提高加工的精度。
3.3初始化法。通常情况下,由瞬时故障引起的系统报警,可以用开关系统电源或者硬件复位来依次清除故障。一旦数控系统的存储区因电池欠佳或线路板等问题造成混乱的局面,就要对系统进行初始化清除。
4 对数控机床维修的总结
数控机床的维修人员应该在实践中去找值得研究的项目课题,结合实践所得出的结果来进行探讨,最后写出论文。在故障的排除过程中,必须要认真的分析判断,由此可见事后总结十分有必要。总结数控机床的维修过程中所需要的相关数据、文字资料等,如文件资料有不足之处,需要事后补充,以便在今后的日子中来研读和应用。维修人员应该记录好从故障的产生到解决这一过程中所出现的每一个问题,并采取有关措施,结合电路图、相关软件及参数等因素来进行。如在处理过程中发现自身知识的欠缺之处,应及时的学习补充。
5结论
虽然数控机床的型号和种类比较多,但日常的护理和维修技术都基本上一样的。数控机床的保养与维修技术随着数控机床的改进而发生变化,因此维修人员要不断的学习数控机床的最新理论知识和发放,不断的投身于实际的维修工作当中去,把理论知识和实际相结合,在理论知识的指导下在维修中不断的探索和发现问题,在维修技术上不断的创新,及时解决数控机床出现的各种故障,减少维修费用,节约成本,使数控机床能够安全的运行,提高企业的经济效益。
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中图分类号:TH165+.3; TN911.7文献标识码: A文章编号: 10044523(2013)05075107
引言
轴承的故障诊断过程中有两个关键问题:一是特征提取,二是模式识别。当轴承存在局部故障时,轴承故障信号表现出复杂调幅调频特性[1]。对于此类信号,常用的时频分析方法有小波变换、EMD(Empirical mode decomposition)方法等。但小波变换和EMD方法都有一定的不足[2]。局部均值分解(LMD)是一种新的自适应时频分析方法,具有迭代次数少、端点效应不明显、得到的虚假分量少等优点[3,4]。信号的能量矩是能量在时间轴上的积分,能同时刻画信号的能量在频率轴和时间轴上分布[5]。相比能量,更能有效地反映故障振动信号的本质特征。因此本文首先采用LMD方法将信号分解为不同频带的PF分量,然后提取PF能量矩组成特征向量,有利于提高故障分类效率和准确度。
目前应用比较广泛的模式识别方法有基于神经网络、支持向量机、粗糙集理论的模式识别[6~10]。但这些模式识别方法都有各自的局限。例如,人工神经网络需要大量的典型故障数据样本,同时具有运算速度较慢,存在过学习等固有的缺陷[8]。支持向量机本质是二进制分类器,对于多分类问题分类器设计复杂,分类性能受到核函数及其参数的影响较大[9]。粗糙集理论决策规则不稳定,其鲁棒性差,精确性不高[10]。这些模式识别方法都忽略了从原始数据中所提取的特征值之间的相互内在关系。实际上,在机械故障诊断中,采用各种信号分析方法从原始信号提取的所有或部分特征值之间均具有一定的相互内在关系,且这种相互内在关系在不同的系统或不同工作状态下具有明显的区别。因此,可以利用各个特征值之间的相互内在关系来实现分类识别。为充分利用特征值之间的相互内在关系,Raghuraj与Lakshminarayanan提出了一种新的模式识别方法——基于变量预测模型的模式识别,并应用于生物模式识别,取得了良好的效果[11~13]。
本文在详细研究VPMCD的理论和应用的基础上,针对轴承故障振动信号能量矩特征值的相互内在关系,将VPMCD引入轴承故障诊断,提出了基于LMD能量矩和VPMCD的轴承故障智能诊断方法。实验结果表明该方法能有效地应用于小样本多分类轴承故障智能诊断,且避免了SVM处理多分类问题的分类器设计复杂、易出现分类无法确定的模糊区域等问题,对机械故障诊断具有重要的借鉴意义。
4结论
针对轴承故障信号特征值的相互内在关系,提出了一种基于LMD能量矩和变量预测模型模式识别的轴承故障智能诊断方法。研究结果表明:
(1)将基于LMD的PF能量矩和VPMCD模式识别方法相结合,能有效地进行轴承故障智能诊断。
(2)VPMCD与BP神经网络对比分析结果表明:VPMCD方法与BP一样,能有效地应用于多分类的故障诊断,但VPMCD方法不需要迭代计算,计算复杂度降低,计算量大大减少,克服了神经网络计算速度慢的缺点,更有利于实现在线多分类机械故障诊断。
(3)VPMCD和SVM的对比表明,VPMCD方法和SVM一样适合于小样本机械故障识别。
(4)VPMCD避免SVM复杂的参数寻优问题。而且不同于SVM的二进制分类器的本质,VPMCD方法本质上是一种多分类方法,避免了SVM处理多分类问题的分类器设计复杂、易出现分类无法确定的模糊区域等问题。
值得提出的是,VPMCD方法是一种新的模式识别方法,其理论还有待完善,如模型参数估计方法、适合于VPMCD方法的特征量选取等问题有待于进一步的研究与完善。
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