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机械设备故障诊断技术的意义与目的

时间:2012-06-09 来源:收集整理 作者:首普机电 点击:
机械设备故障诊断技术的意义与目的,设备故障诊断技术,它是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态,确定其整体或局部是正常或异常,早期发现故障及其原因,并能预报故障发展趋势

机械设备故障诊断技术的意义

    随着科学技术与生产的高度发展,各学科相互渗透、相互交义、相互促进,形成了设备诊断技术这一生命力旺盛的新兴学科。它是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态,确定其整体或局部是正常或异常,早期发现故障及其原因,并能预报故障发展趋势的技术。通俗地说,它是一种给设备“看病”的技术,这里所说的“设备”是指机械设备和某些电气设备。

    机械设备故障诊断技术日益获得重视与发展的原因是,随着科学技术与生产的发展,机械设备工作强度不断增大,生产效率、自动化程度越来越高,同时设备更加复杂,各部分的关联愈加密切,往往某处微小故障就爆发链锁反应,导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。这不仅造成巨大的经济损失,而且会危及人身安全,后果极为严重。例如,1973年美国三里岛核电站堆芯损坏事故;1985年美国航天6机“挑战者号”的坠毁;1984年印度博帕尔市农药厂异氰酸甲酯毒气外泄事故;1986年前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故;1986年欧洲莱因河瑞士化学工业污染事故等等,都是设备故障造成的震惊世界的恶性事故。国内,1982年江苏某化肥厂合成氨压缩机组发生强烈振动,三次停机,损失达千万元以上;1995年山四某电厂一台20万千瓦汽轮发电机组毁坏,直接损失达千万元。据统计,重要设备因事故停机造成的损失极为严重:一个乙烯球罐停产一天,损失产值500万元,利润200万元;一台大型化纤设备停产1小时,损失产值80万元。英国有人在1984年发表论文认为,对大型汽轮发电机组进行振动监视,获利与投资之比为17:1,在英国西南地区,每台发电机组如减少2.5%的事故与检修损失,每年获利可达5.5亿英磅。这表明采用设备诊断技术,保证设备可靠而有效地运行是极为重要的。

    设备诊断技术日益获得重视与发展的另一个重要原因是能改革维修体制,大量节省维修费用。当前,国内外对机械设备主要采用计划维修。在许多场合下,这是非常不合理的,不该修的修了,不仅费时花钱,甚至降低设备工作性能;该修的又没修,不仅降低设备寿命,而且导致事故。英国曾对2000家工厂调查,结果表明采用诊断技术后,每年设备维修费可节约3亿英磅。日本有资料指出,采用诊断技术后,每年设备维修费减少20%〜50%故障停机减少75%。我国的大型钢厂,每年设备维修费达2亿元至3亿元。某港口有5台15吨带斗机,原规定每台毎年小修停机45大,实行状态监测与维护后5台每年共停机45天,多获产值160万元。某机械施工单位拥有工程机械232台,采用状态维修后,维修材料费降低30%,维修工作量降低47%。有资料表明,大量生产的发动机,其修理劳动量是制造劳动最的5〜10倍。日本航空公司很早就对JT3D喷气发动机采用监控技术,使大修寿命从1 200小时提高到12 000小时以上,直至取消大修。大量正反事例都表明:对机械设备,特别是关键设备实行工况监控与故障诊断的必要性与迫切性。

    在机械制造领域中,如柔性制造系统(FMS)计算机集成制造系统(CIMS)等,故障诊断技术也具有相同的重要性。然而在机械制造工业中,大量的是单件、小批量生产,在传统的生产环境中,一般机床设备操作与质暈控制主要靠人进行,这时故障诊断技术的地位就没有前述连续生产系统显得那么重要。但对于某些关键机床设备,因故障存在而导致加工质最降低,使整个机器产品质最不能保证,这时故障诊断技术也不容忽视。

机械设备故障诊断技术的目的

    从设备诊断技术的起源与发展来看,设备诊断技术的目的应是保证可靠地、高效地发挥设备应有的功能”。这包含了三点:一是保证设备无故障,工作可靠;二是保证物尽其用,设备要发挥其最大的效益;三是保证设备在将有故障或已有故障时,能及时诊断出来,正确地加以维修,以减少维修时间,提高维修质暈,节约维修费用,应使重要的设备能按其状态进行维修(即视情维修或预知维修),改革目前按时维修的体制。应指出,设备诊断技术应为设备维修服务,可视为设备维修技术的内容,但它决不仅限于为设备维修服务,正如前两点所示,它还应保证设备能处于最佳的运行状态,这意味着它还应为设备的设计、制造与运行服务。例如,它应能保证动力设备具有良好的抗振、消振、减振能力,具有良好的出力能力等。还应指出,所谓故障是指设备丧失其规定的功能。显然,故障不等于失效,更不等于损坏。失效与损坏是严重的故障。

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