机械自动化设备维修中的故障诊断和解决措施分析

机械自动化设备维修中的故障诊断和解决措施分析

陈仕荣

330327198507020991 浙江聚创智能科技股份有限公司浙江省温州市 325000

摘要：工业对我国经济发展做出较大贡献。近些年来，我国的工业获得较快发展，其中机械自动化设备发挥了重要作用。机械自动化设备运行状况直接决定工业生产情况，因此企业要重视机械自动化设备的维护，提高维护技术水平，为企业平稳生产提供可靠保障。在机械自动化设备维修中，故障诊断是维修的重点和难点，维修人员要提高故障诊断效率和质量，并采取有效措施解决故障，最大化降低机械自动化设备故障产生的不良影响。本文主要分析机械自动化设备故障诊断，探讨机械自动化设备主要的维护技术，希望对相关人员有一定借鉴意义。

关键词：机械自动化设备；故障诊断；解决措施

随着我国工业发展的现代化，对机械自动化设备有了更多需求。企业引进机械自动化设备大大提高了生产效率，为企业创造了更多的经济效益。但是企业在应用机械自动化设备的同时也要做好维护工作，延长机械自动化设备的使用寿命，使其为企业发展提供更多的服务。为此，企业要提高对机械自动化设备维护的重视程度，使维修人员加强对机械自动化设备的监测，及时发现机械自动化设备运行中出现的故障，进而制定针对性措施消除故障。企业维修人员要认识到自身的责任，加强学习和经验总结，提高故障诊断和解决效能，降低企业在机械自动化设备维护方面成本投入。

一、目前机械自动化设备故障诊断常用方式

机械自动化设备基于自身复杂的构造，容易出现各种故障，导致设备无法正常运行影响企业生产。为此，维修人员在诊断故障时存在一定困难，制约了后期维修工作的正常开展。维修人员只有掌握有效的故障诊断方法才能提高诊断效率，从而明确故障点以开展针对性维修。机械自动化设备故障诊断技术也是处于不断发展变化的，尤其是在先进科学技术的推动下故障诊断技术也获得较快发展，比如诊断技术更加完善，可以对机械自动化设备进行全面诊断等，大大提高故障诊断的有效性。在智能信息技术的支持下，维修人员可以对机械自动化设备进行预先维修，提前发现机械自动化设备存在的故障隐患，保障机械自动化设备在运行时处于良好的状态。

目前机械自动化设备故障诊断主要有两种方式，其一是单机监测方式。此种监测方式可以对单个机械设备的运行状态进行监测，通过设备运行情况明确故障出现的位置。在此基础上，维修人员利用智能监测仪器对故障位置进行监测。维修人员要把单个机械自动化设备故障数据传输到监测设备，经过监测设备处理可以对异常情况做出报警，以提醒维修人员做出处理措施。机械自动化设备由于各种因素会发生故障，同时也会有不同的表现，比如产生振动或者噪声等。机械自动化设备由于故障发生的振动会对设备结构造成破坏，比如在结构应力增加的情况下，会导致设备结构变形等。如果不及时解决这些问题将会产生更严重的故障，给企业带来较大的经济损失。现在机械自动化设备故障诊断相比传统诊断方式有了明显进步，具有较强的自动化和集成化特点。基于这种诊断方式的优点，维修人员在应用这种方式开展诊断与维修时，不会对设备造成损伤。维修人员会应用振动传感器监测设备运行情况，这种操作具有物理属性。维修人员还可以利用信号处理方法监测设备运行情况，从而明确设备状态以做出相应维护措施。维修人员借助设备模态分析模型预测设备可能会产生的故障风险。如果设备模态分析模型出现参数变化，维修人员会根据参数变化情况确定故障类型。很多企业采用单机监测设备对机械自动化设备进行监测，可以达到对设备实时监测的目的，从而彰显出监测的可靠性。其二是机群监测方式，利用这一方式对机械自动化设备进行监测。这种监测方式借助设备之间的连接实现故障数据的传输，在此基础上维修人员可以明确故障点并制定维修方案。机群监测方式的优势在于可以同时对多个机械自动化设备进行管理与维修。机械自动化设备本身结构较为复杂，加之应用在不同的环境中会使设备故障呈现多元化特点。为提升机械自动化设备故障诊断效率，维修人员要重视智能化故障诊断技术的应用，为维修工作提供有力支持。

二、机械自动化设备故障诊断

机械自动化设备故障诊断具有一定的复杂性，维修人员不仅要优化选择诊断方式，还要对故障诊断过程有全面了解，从而在故障诊断实践中更有方向感和目标性。

1.为故障诊断搭建DANN模型

维修人员在开展具体的机械自动化设备故障诊断时可以搭建DANN模型，使其为故障诊断提供助力。通常情况下机械自动化设备在出现故障后容易发生振动，这种振动不同于设备处于良好运行状态的振动，为此搭建模型可以对振动数据进行深入分析，明确故障原因。DANN模型具有领域性特点，基于这个特点可以有效减少数据的差异性，从而使该模型可以应用到不同环境下设备故障诊断工作中。为构建DANN模型需要维修人员首先对机械自动化设备运行状态进行深入分析，并采集带标签样本。然后再借助数据预训练集达到获取无标签诊断样本的目的。维修人员还要对两种样本进行对抗训练，最终获取故障诊断分类结果。维修人员还要对不同的样本进行特殊标记，据此列出此模型下的输出表达式。构建DANN模型可以组合多个层级函数，根据函数的非线性变化实现故障数据变化。这个模型可以使机械自动化设备模型样本在不充分的情况下开展特征性自主学习，充分发挥其作用。

2.对振动信号进行分类

机械自动化设备故障诊断还要对振动信号进行分类，维修人员要根据时间函数关系式对振动信号进行分类，从而根据信号明确机械自动化设备情况。振动信号分为故障信号和非故障信号，维修人员根据振动信号情况分辨是确定信号还是随机信号。维修人员还要在特定时间描述振动瞬时值信号，如果振动形式是简谐振动则说明故障信号是确定性信号，这种振动属于周期性振动。如果振动信号不具有周期性，呈现矩形波则是不确定性信号。维修人员要准确分析振动信号速度以及位移情况，明确振动信号类型，从而为故障诊断做好铺垫。维修人员还要充分发挥传感器的作用获取故障信号，全面了解机械自动化设备运行情况。如果维修人员获取的随机信号和确定信号同时增大振动幅值，则在很大程度说明机械自动化设备存在较大的潜在风险。在这种情况下维修人员可以根据信号波形变化对故障做出初步判断，使后期维护工作的具体开展更有依据。如果机械自动化设备已经出现故障，信号波形的周期性变化愈加明显，还会存在脉冲。如果信号谐波变化不断增强，则说明机械自动化设备故障风险较高，需要维修人员提高重视，尽快采取针对性措施加以处理[1]。

3.对振动信号进行时域分解

在DANN模型的支持下获取的机械自动化设备高阶特征数据，要对其进行时域分解，在不同的时间振动信号中的机械故障信号量不同。在开展这项工作时需要维修人员首先要进行时域分解预处理，通过监测准确识别设备的共振现象。故障信号的波形会有不同的变化，维修人员根据波形大致确定故障位置。比如时域信号呈现波形周期性变化很可能说明机械自动化设备转子出现问题。维修人员利用分析仪对时域信号进行分析，在测量信号时信号波形变化不容易受到外界影响。从机械自动化设备维修实际来看，大部分故障的产生是基于转子不平衡引起的。转子不平衡有多种原因，比如其质量不平衡,装配有问题,转子弯曲等。在对此类故障进行诊断时，维修人员根据信号的相关性变化明确故障特征，进而明确产生故障的具体原因。

4.科学设置振动监测点

在机械自动化设备故障诊断中设置振动监测点是一项重要工作，这一操作有利于维修人员明确故障存在的位置，并分析导致故障产生的因素。通常振动监测点设置在轴承、齿轮等部位，然后使机械自动化设备进入运转状态，利用监测点对设备运行情况进行监测。振动监测点的设置不是固定的，维修人员可以根据机械自动化设备运行特点灵活设置，但是其最终监测效能具有相似性。在不同的位置安装监测点，所得到的参数也会存在一定的差异。相关人员要根据机械自动化设备实际情况设置参数标准，使维修人员在获得监测数据时可以有所对照，进而明确故障产生原因以便后期的维修[2]。

5.对机械自动化设备故障诊断信息熵进行加权处理

在对机械自动化设备故障信号进行时域分解后，维修人员可以获得一定函数的衰减变化，在此基础上要对故障样本信息熵开展无标记筛选。机械自动化设备故障的出现具有很大的不确定性，为此维修人员要借助信息熵提高诊断的准确性。信息熵会包含所有类别故障信息，因此在诊断设备故障中具有很强的可靠性。不同的机械自动化设备在信息熵方面具有一定的差异性，有利于维修人员明确故障类型明确维修方向。在对机械故障诊断信息熵进行加权处理时如果出现振动信号波形变化相似度较高的情况，则要加以综合考虑，筛选带有标记样本和不带有标记样本的余弦，进而提高设备信息的稳定性。维修人员要重视机械设备故障诊断信息熵的加权处理，使故障诊断能不断缩小范围，提高故障诊断效率。

三、机械自动化设备主要的维护技术

鉴于机械自动化设备故障诊断的复杂性，做好维护工作具有较强的现实意义。相关人员要加强对维护技术的研究和应用，提高机械自动化设备维护成效。

1. 提高机械自动化设备运行的平稳性

机械自动化设备故障与很多因素有关，为提高机械自动化设备运行的平稳性，使设计更加优化，需要技术人员深入分析振动信号进而明确故障类型。做好以上工作有利于后期维护技术方案的制定，使维修工作更加科学有效，显著降低故障发生频率。技术人员要基于自身职责加强对设备的检查，及时发现存在的安全隐患，并对安全隐患进行准确识别和有效处理。设计人员在设计机械设备控制系统后要进行多次调试，在这个过程中找出容易出现的问题，并针对问题出现的原因优化设计，从整体提升设计质量。可见，加强机械设备设计以及隐患识别等工作有利于提高机械自动化设备运行的平稳性，为企业生产的顺利开展提供切实保障[3]。

2.对设备进行远程智能化操作

机械自动化设备的操作方式对其维护也有较大影响，目前很多企业采用远程智能化的方式操作机械自动化设备，这也是后期控制系统的主要发展方向。采取远程智能化操作可以有效提高设备运行效率，还能够减少故障的发生，对企业有很大利好。但是在实施远程智能化操作时相关人员还要做好安全管理，确保此项技术应用的安全性，为机械自动化设备运行创造良好环境。比如技术人员可以根据机械自动化设备实际需求构建安全稳定系统达到减少故障出现频率的目的。相关人员在开展远程智能化操作时要严格按照要求操作，提高操作的准确性，避免操作不当对机械自动化设备产生损害

[4]。

3.加强机械自动化设备设计风险评估

机械自动化设备运行是否安全影响重大，所以相关人员要对设备运行情况进行持续监测，比如加强设计阶段的管理，对设计中存在的风险进行评估，根据评估结果确定设计是否科学，是否能应用到生产中。只有在风险评估结果处于低风险状态下才能投入到生产中，在设计投入到应用的过程中还要做好相关的安全工作，确保机械自动化设备安全运行。

四、机械自动化设备维护的有效策略

机械自动化设备对企业的重要性不言而喻，做好机械自动化设备维护成为企业一项重要工作。企业要优化维护策略，提高机械自动化设备维护效能，使机械自动化设备为企业创造更大的经济效益。

1.选择适用的维修控制方法

机械自动化设备维修控制会受到较多因素的影响，因此维修人员在选择维修控制方法时要综合考虑设备的运营环境、设备自身特点等，从而使维修控制方法的应用更加有效，切实对设备起到预期的维护效果。有些机械自动化设备故障具有复杂性，维修人员要根据故障诊断模型获取的数据判断故障出现的位置，故障出现的原因等，在此基础上制定综合性解决方案提高维修效率和维修质量。

2.完善机械自动化设备管理制度

随着我国市场经济的发展，制造企业面临着日益激烈的市场竞争。制造企业要实现可持续发展必须要在各个方面减少支出，扩大利润空间。机械自动化设备作为企业生产的关键，其故障出现频率对企业成本有较大影响。机械自动化设备故障与管理有密切联系，企业管理人员要认识到管理制度的重要性，根据企业自身实际不断完善机械自动化设备管理制度，并根据以往经验制定具有较强可操作性的应急维修处理措施，保障企业生产。机械自动化设备维护管理人员还要根据故障诊断和维修具体工作的需要完善管理制度，使维护人员工作的开展有切实依据，使维护工作更加规范标准[5]。

3.重视引进先进的机械设备管理技术

机械自动化设备对企业来说不仅是开展生产的主要凭借，也是企业一种重要资产。因此，企业要加强对维修人员的管理，使维修人员在开展日常维护工作时既要重视设备表面维护，还要全面了解设备内部情况，以对存在的安全隐患及时处理。为提高维修人员工作的有效性，企业要引进先进的设备管理技术，给予维修人员工作的开展更多支持，在提高机械自动化设备管理水平的同时促进机械自动化设备为企业创造更多价值。

4.提高维修人员的专业水平

维修人员专业水平直接影响故障诊断和维修工作质量，所以企业要采取有效措施提高维修人员专业水平。首先，对现有维修人员企业要为其提供多种学习机会，增加专业知识储备，提高实践操作能力。其次，企业还要重视高素质维修人员的引进，根据企业机械自动化设备维修实际需求招聘高素质的专业人才，为企业机械自动化设备维护提供人才支持[6]。

5.加强机械自动化设备的保养

保养工作在机械自动化设备维护中容易被忽视，高质量的保养可以有效减少故障发生。所以机械自动化设备管理人员要提高对保养工作的管理，使维修人员定期对设备进行保养。维修人员在保养过程中要对各个部件进行检查，对出现磨损的部件要及时更换，以防更换不及时引发故障。维修人员还要明确机械自动化设备维护目标，并为此制定具体的措施，使维护工作切实落实到位，发挥出实效。

结语：随着我国工业化进程的加快，机械自动化设备应用范围越来越大。做好机械自动化设备故障诊断及处理对企业具有重要意义，企业要根据自身实际引进先进的故障诊断技术和设备，提高维修人员的专业水平，降低故障发生的可能，助力企业在新时期获得更大发展。

参考文献：

[1]孙超.自动化设备维修中的故障定位与对策分析[J].集成电路应用,2023,40(07):286-287.

[2]陈隆杰.机械自动化设备维修中的故障诊断和解决措施[J].清洗世界,2022,38(12):193-195.

[3]阮明红.关于机械自动化设备管理维修中故障诊断和改造[J].中国金属通报,2022,(12):88-90.

[4]陈万征.矿山机械自动化设备的维护及维修研究[J].新型工业化,2022,12(05):86-89+93.

[5]王小力,王国路.关于机械自动化设备管理维修中故障诊断和改造[J].中国金属通报,2022,(01):46-48.

[6]郭雪莲.农业机械化及其自动化应用与设备维修技术探讨[J].农村实用技术,2019,(06):67-68.