時間：2022-03-09 21:18:34
導(dǎo)語：在機械故障論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1振動檢測法。在機器運轉(zhuǎn)工作過程中，一旦機器內(nèi)部不能正常運行的話，就會造成整個過程都出現(xiàn)不同程度的振動現(xiàn)象。此時就要進行振動監(jiān)測措施，該措施主要是應(yīng)用振動監(jiān)測設(shè)備及振動技術(shù)取得機器的振動頻譜來分析機器運行狀態(tài)的過程。通過運動測量的實施，可以得到更為全面和準(zhǔn)確的相關(guān)參數(shù)（速度、位移、相位等）。并在進一步分析、研究這些參數(shù)的基礎(chǔ)上，了解到設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，以便為設(shè)備故障的尋找奠定基礎(chǔ)。將出現(xiàn)故障的地方與正常情況下的特性進行比較，就可以準(zhǔn)確地對機器的工作狀態(tài)進行判斷和預(yù)測。而只有在嚴(yán)格對比測量數(shù)據(jù)與判斷標(biāo)準(zhǔn)的前提下，才能真正判斷出機器的工作情況。就判斷標(biāo)準(zhǔn)而言，包括絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)和相對判斷標(biāo)準(zhǔn)兩種方式。其中，相對判斷標(biāo)準(zhǔn)的對象是同一個部位、不同時間的比較，而絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)的對象則包括機器全部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。具體的做法，以采煤機牽引電機軸承出現(xiàn)故障的情況分析來說，它主要通過處理振動信號和頻譜圖來找出具體的故障特征頻段，通過這些頻段的能量值就能發(fā)現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)是否正常、有沒有故障出現(xiàn)。一旦振動極值超過參考頻譜的2.5倍的時候，就表示該機器需要維修了。
1.2溫度記錄傳感器監(jiān)測法。當(dāng)工作中的設(shè)備出現(xiàn)異常情況（連接松動、故障或損壞等）后，就會使機器或者是部件的油溫逐漸上升。此時，使用傳感器與計算機監(jiān)測系統(tǒng)相連接的措施，就可以達到連續(xù)監(jiān)測機器溫度的目的了。
1.3油液分析法。該方法的主要依據(jù)是，通過全面診斷和了解油液中的磨損殘留物、泄漏物的具體情況來分析故障的一種措施。另外，由于該法并不是在線分析的，故此還必須要進行現(xiàn)場取樣環(huán)節(jié)，然后才能進行診斷。換言之，該方式較其他現(xiàn)場分析而言要花費更多的時間。
1.4感應(yīng)電流分析傳感器監(jiān)測法。就感應(yīng)電流分析傳感器來說，它的主要功能是用來探測電機轉(zhuǎn)子斷裂情況的。具體的運轉(zhuǎn)方式為，通過一種機器供電電流的使用，來進行對高解析頻譜的分析，進一步找出轉(zhuǎn)子的不足，并給出相對準(zhǔn)確的頻譜分析圖線，由此，便能更為清楚地了解到機器轉(zhuǎn)子的狀態(tài)了。在出現(xiàn)裝配不當(dāng)?shù)那闆r（定、轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生摩擦或軸承磨損、軸彎曲等）時，就會使得電機轉(zhuǎn)子的靜、動氣隙偏離原來的位置，致使沿氣隙圓周方向的磁導(dǎo)不能均勻地分布在該領(lǐng)域中，即氣隙磁場分布不對稱，也就會出現(xiàn)定子電流異常的現(xiàn)象。就定子和轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系來說，可以用一個公式來表示，即I1=I2/Ki（Ki為異步電動機的電流變換系數(shù)；I1為定子電流；I2為轉(zhuǎn)子電流）。此式向我們清楚地展示了定子和轉(zhuǎn)子之間的關(guān)系，轉(zhuǎn)子電流的變化帶動定子電流的變化，并且由于它們之間存在著很大的氣隙，所以也有一定的磁阻出現(xiàn)在電流中對其造成一定的影響。如果在頻譜圖中出現(xiàn)氣隙偏心特征頻率的情況時，要在全面了解和掌握特征頻率分量大小和變化的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確判斷出來轉(zhuǎn)子在氣隙中的動態(tài)位移值。換言之就是，當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)斷條、端環(huán)斷裂、轉(zhuǎn)子出現(xiàn)偏心等一系列的故障時，就會表現(xiàn)在定子電流的頻譜圖上。具體情況是，基頻兩側(cè)將出現(xiàn)一個邊頻帶，這時，我們在基頻與邊頻電流幅值的比值基礎(chǔ)上，就能得到準(zhǔn)確的斷裂轉(zhuǎn)子條數(shù)目。
2軸向柱塞泵松靴故障監(jiān)測與診斷
在液壓系統(tǒng)組成中，液壓泵是其中一個極為重要的元件，它為液壓系統(tǒng)的運用提供了主要的動力。為此，一旦該元件出現(xiàn)故障的話，就會造成整個系統(tǒng)的癱瘓、無法工作，這就要求我們在進行故障診斷的時候?qū)⒏嗟木蜁r間用在液壓泵的檢測上。其中，軸向柱塞泵更是在大型機械設(shè)備中占據(jù)了關(guān)鍵的地位。這些泵在運行的過程中出現(xiàn)的故障有松靴故障、配流盤磨損故障及軸承故障等，這里面又以松靴故障最為普遍。
2.1振動信號的組成和機理分析
就軸向柱塞泵的振動來說，它包括兩個方面的內(nèi)容：一方面，機械振動主要由柱塞缸體部分旋轉(zhuǎn)帶動大軸承產(chǎn)生的；另一方面，流體振動的產(chǎn)生是以柱塞腔的周期性液壓沖擊或者氣穴、吸空為基礎(chǔ)的。其中，液壓沖擊引起的振動是軸向柱塞泵振動的主要原因。為此，在對軸向柱塞泵進行故障診斷的時候要重點關(guān)注液壓沖擊引起振動的基頻（f=nz/60）及其諧波頻率。另外，伴隨著該故障的發(fā)生，會使得柱塞球頭與滑靴套之間的間隙增大，也將伴有柱塞腔內(nèi)油液壓力的上升。換言之就是，在液壓沖擊逐漸增加的時候，還會使柱塞球頭對滑靴產(chǎn)生強烈沖擊。另外，在該沖擊的影響下還會帶來殼體的振動（附加沖擊振動）。其基頻表達式為f=nz/60，并且在研究附加沖擊振動的基礎(chǔ)上，還能得到軸向柱塞泵是否存在松靴故障以及松靴程度等多方面的重要信息。
2.2振動信號監(jiān)測位置的確定
就軸向柱塞泵液壓的振動而言，它的發(fā)生可以經(jīng)由三條路徑來達到。第一條途徑為，柱塞、滑靴、斜盤、變量頭；第二條途徑為，缸體到軸承，再到泵殼體；第三條途徑為，缸體到配流盤，再到泵殼體。其中第一條途徑主要反映的是柱塞吸、排油腔的液壓沖擊產(chǎn)生的振動和滑靴，而第二、三條途徑反映的則是所有軸承和組件的運轉(zhuǎn)情況。我們要研究的松靴故障則主要出現(xiàn)在第一條路徑傳送的過程中。由于該故障的附加沖擊振動主要是通過第一條途徑而到達軸向柱塞泵變量頭上去的，為此，該位置就是最佳的檢測部位。
3設(shè)備裂紋故障監(jiān)測和診斷技術(shù)的應(yīng)用
在煤礦機械故障診斷領(lǐng)域中，設(shè)備裂紋故障的監(jiān)測和診斷技術(shù)也是極為關(guān)鍵和不容忽視的。下面我們將具體介紹裂紋產(chǎn)生的一些主要原因及傳統(tǒng)的診斷方式，并就該診斷的發(fā)展趨勢和核心技術(shù)進行簡要的探討。
3.1裂紋故障簡介
由于很多的機器零件都是由金屬材料制成的，它們又是在不一樣的載荷及環(huán)境下進行工作的。為此，就會出現(xiàn)眾多的機件失效形式（過量彈性變形、過量塑性變形、磨損和斷裂等）。其中，最為嚴(yán)重的就要屬斷裂失效了，該故障直接關(guān)系著安全事故的發(fā)生和經(jīng)濟的損失。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，斷裂失效的過程是在宏觀裂紋的擴展下產(chǎn)生的，該裂紋有可能屬于工藝裂紋（冶金缺陷、鑄造裂紋、鍛造裂紋、焊接裂紋、淬火裂紋和磨削裂紋等）的范疇，也有可能屬于使用裂紋（疲勞裂紋和腐蝕裂紋）的領(lǐng)域。以往在檢測這些裂紋的時候，我們常使用的方法有觀察法、聽響法、測量法和液壓試驗法。
3.2無損檢測技術(shù)
就無損檢驗來說，它要求整個檢驗過程不能對零件、構(gòu)件和材料有絲毫的破壞，要確保它們的形狀、尺寸、成分及性能。通常使用的方法是物理和化學(xué)的措施來對其進行缺陷和物理性能的檢測?，F(xiàn)如今，我國已經(jīng)投入使用的靜態(tài)裂紋診斷的無損檢測方法包括有超聲波、液體滲透著色、磁粉、射線、渦流、微波和綜合探傷法等。
3.3設(shè)備裂紋缺陷診斷的現(xiàn)代技術(shù)和發(fā)展趨勢
設(shè)備裂紋監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的研究對象是那些在工作中相對來說較為復(fù)雜并且也非常關(guān)鍵的設(shè)備，另外，該技術(shù)的應(yīng)用必須建立在高新技術(shù)的基礎(chǔ)上，并且還要掌握和融合多種工程技術(shù)系統(tǒng)設(shè)備及領(lǐng)域，該技術(shù)具備著極強的工程應(yīng)用性。伴隨著各相關(guān)技術(shù)的廣泛普及和其應(yīng)用研究的日益深入，已經(jīng)為我國煤礦機械設(shè)備故障診斷技術(shù)指明了發(fā)展方向（傳感器的精密化、多維化、診斷理論；診斷模型的多元化；診斷技術(shù)的智能化），具體來說為：
3.3.1設(shè)備裂紋缺陷診斷方法的融合。就現(xiàn)如今的診斷方法來說，我們正在逐漸擺脫單一性質(zhì)技術(shù)診斷的禁錮，并全面應(yīng)用上了多參數(shù)、多故障的綜合有效診斷方法，并且該診斷方法所應(yīng)用的信息是極為普遍的，無論是噪聲、振動、應(yīng)力，還是射線都可以作為診斷的依據(jù)。此外，我們也在逐步研究一種新的措施，以便脫離原來的基于快速傅立葉變換的設(shè)備信號分析技術(shù)。
3.3.2多元傳感器信息的融合及虛擬儀器技術(shù)。目前，我們對一些較為復(fù)雜的設(shè)備系統(tǒng)的要求也在不斷增強，為此，需要應(yīng)用到眾多的傳感器來檢測運行的設(shè)備，以便能夠得到更為全面、準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。此時就誕生了虛擬儀器技術(shù)，該技術(shù)涵蓋了計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)等多個領(lǐng)域，具備著周期短、資金少、擴展性強和應(yīng)用簡單等多個優(yōu)點。另外，它還具備著極高的經(jīng)濟效益，為故障診斷技術(shù)的前進和發(fā)展提供了良好的施展平臺。
3.3.3智能BIT技術(shù)研究與應(yīng)用。該技術(shù)為系統(tǒng)和設(shè)備內(nèi)部提供了故障檢測和隔離的自動測試能力，改革和完善了原有技術(shù)在最優(yōu)化設(shè)計、信息獲取、分析處理和綜合決策等方面的缺陷。它為裝備測試和實用效能的增強奠定了基礎(chǔ)。這些主要依靠的是該技術(shù)所具備的智能設(shè)計、智能檢測、智能診斷與智能決策等眾多優(yōu)勢。
3.3.4基于網(wǎng)絡(luò)的分布式故障診斷系統(tǒng)。現(xiàn)有設(shè)備裂紋故障診斷方法的應(yīng)用并不是最為有效、準(zhǔn)確的，我們通過研究分析發(fā)現(xiàn)，遠程分布式設(shè)備監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)能夠在一定程度上解決傳統(tǒng)方法中存在的問題和缺陷（單機操作形式、不支持在線監(jiān)視等）。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：機械密封；故障處理；原因分析
機械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。
從機械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。
一、機械密封的原理及要求
機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的的端面在液體壓力和補償機構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。它廣泛應(yīng)用于泵、釜、壓縮機及其他類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封。
機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，動環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質(zhì)泄漏。動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進入密封端面。密封元件起密封動環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關(guān)系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術(shù)要求，使機械密封發(fā)揮它應(yīng)有的作用。
二、機械密封的故障表現(xiàn)及原因
2.1機械密封的零件的故障旋轉(zhuǎn)設(shè)備在運行當(dāng)中，密封端面經(jīng)常會出現(xiàn)磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現(xiàn)裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2機械密封振動、發(fā)熱故障原因
設(shè)備旋轉(zhuǎn)過程中，會使動靜環(huán)貼合端面粗糙，動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質(zhì)，也會引起機械密封的振動和發(fā)熱。
2.3機械密封介質(zhì)泄漏的故障原因
（1）靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質(zhì)，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設(shè)備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質(zhì)泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發(fā)性泄漏。機械密封的轉(zhuǎn)子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內(nèi)。但在實際設(shè)計當(dāng)中，由于設(shè)計的不合理，往往泵軸產(chǎn)生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。（3）機械密封的經(jīng)常性泄漏。機械密封經(jīng)常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經(jīng)常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經(jīng)常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉(zhuǎn)子振動引起的泄漏，傳動、緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動引起泄漏，機械密封輔助機構(gòu)引起的泄漏，由于介質(zhì)的問題引起的經(jīng)常性泄漏等。（4）機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導(dǎo)致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產(chǎn)生振動的根源，如泵軸設(shè)計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。
三、處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現(xiàn)故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環(huán)的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環(huán)的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。
3.1機械密封振動、發(fā)熱的處理
如果是動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內(nèi)徑或減小轉(zhuǎn)動外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當(dāng)，就要更改動靜環(huán)材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發(fā)熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴(yán)格按照技術(shù)要求進行裝配，同時還要注意以下事項。
（1）裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環(huán)的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關(guān)圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動靜環(huán)組裝完后，用手按動補償環(huán)，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環(huán)是否定位可靠。動環(huán)安裝后，必須保證它在軸上軸向移動靈活。
3.3泵軸竄量大的處理
合理地設(shè)計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，設(shè)計方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4增加輔助沖洗系統(tǒng)
密封腔中密封介質(zhì)含有顆粒、雜質(zhì)，必須進行沖洗，否則會因結(jié)晶的析出，顆粒、雜質(zhì)的沉積，使機械密封的彈簧失靈，如果顆粒進入摩擦副，會導(dǎo)致機械密封的迅速破壞。因此機械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。
3.5泵振動的處理措施
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床故障維修
由于數(shù)控機床具有先進性、復(fù)雜性和高智能化的特點，特別是近幾年數(shù)控系統(tǒng)不斷更新?lián)Q代，數(shù)控機床被廣泛應(yīng)用于機械制造業(yè)，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來巨大的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的領(lǐng)頭軍。數(shù)控機床是一種典型而復(fù)雜的機電一體化產(chǎn)品，種類繁多，形式多樣，通常是集機械、電氣、液壓、氣動等于一體的加工設(shè)備，其中任何一部分出現(xiàn)故障，都可能使機床停機，從而造成生產(chǎn)停頓，給企業(yè)的正常生產(chǎn)帶來較大的影響。因此，提高數(shù)控機床維修人員的素質(zhì)和能力，就顯得十分重要。本文介紹了數(shù)控機床故障診斷與維修的一些原則和常用方法。
一、故障診斷的一般原則
數(shù)控機床主要由主機CNC裝置、PMC可編程控制器、主軸驅(qū)動單元、進給伺服驅(qū)動單元、顯示裝置、操作面板、輔助控制裝置、通信裝置等組成。故障原因不外乎是操作錯誤、參數(shù)錯誤、外界環(huán)境及電源造成的故障、線路故障、器件損壞等。通常的故障診斷原則有：（1）先靜后動。先在機床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)下，通過觀察測量，分析確定為非破壞性故障后，方可給機床送電。論文參考網(wǎng)。在工作狀態(tài)下，進行動態(tài)的的觀察、檢驗和測試，查找故障點。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可送電。（2）先機后電。一般來說，機械故障較易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷難度較大，先排除機械性故障，往往可以達到事半功倍的效果。（3）先外后內(nèi)。根據(jù)機床故障原因調(diào)查統(tǒng)計，80％以上來自于外部原因，只有不到20％是內(nèi)部原因引起的。因此維修人員應(yīng)由外向內(nèi)進行排查，盡量避免隨意啟封、拆卸，否則可能會擴大故障，使機床精度減弱，降低性能。（4）先簡后繁。當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。如果是功能性的故障，就應(yīng)先從執(zhí)行元件入手，看看氣缸、電磁閥、電機、接觸器等，是否存在卡滯等性能下降現(xiàn)象；然后是傳感器、行程開關(guān)等輸入信號元件；再次是電氣接頭、插件、活動的電線電纜等部位。這些外部元件受環(huán)境因素影響較大，比如磕碰、腐蝕、積塵等。還有元件本身的不良和機械磨損等原因，都決定了它們常是故障的根源。通常，簡單問題解決后，難度大的問題也就變得容易了。
二、故障診斷與完善方法
2.1常規(guī)檢測法是通過觀察或借助簡單的工具確定機床故障的方法。這種方法應(yīng)先弄清楚故障的癥狀，有何特征及伴隨情況，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷電路板。它可以簡單地歸納為4個字：“問，看，嗅，摸”。問，就是調(diào)查情況，在診斷故障前，修理人員詢問操作手故障發(fā)生前的機床運轉(zhuǎn)情況，產(chǎn)生在哪道程序及時間，操作方式是否得當(dāng)?shù)?；看，就是觀察，仔細檢查有無保險絲燒斷，元器件有無燒焦或開裂等情況；嗅，就是從機床散發(fā)出的某些特殊氣味來判斷，如某些元件燒焦的氣味；摸，就是用手觸試可能產(chǎn)生故障的溫度、振動情況，以及元器件有無松動等。
2.2測量比較診斷法數(shù)控機床的生產(chǎn)廠家為了調(diào)整、維修機床的便利，在印刷電路板上往往設(shè)計了多個檢測用的端子。用戶也可利用這些端子，將懷疑有故障的印刷電路板同正常電路板進行比較。通過測量這些端子的電壓與波形，可以分析故障的具體部位與原因。維修人員如果能在機床正常狀態(tài)時，留心記錄這些印刷電路板的測量端子，或一些關(guān)鍵部位的電壓值和波形，在機床出現(xiàn)故障時，查找故障部位及原因?qū)臃奖恪?/p>
2.3自診斷法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)具有很強的自診斷能力，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，借助系統(tǒng)的診斷功能，可以迅速、準(zhǔn)確地查明原因，并確定故障部位。
三、舉例說明常見非機械故障和排除方法
3.1北京第一機床廠生產(chǎn)的XK5040數(shù)控立銑，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-3MA1.故障現(xiàn)象驅(qū)動Z軸時就產(chǎn)生31號報警。2.檢查分析查維修手冊，31號報警為誤差寄存器的內(nèi)容大于規(guī)定值。論文參考網(wǎng)。根據(jù)31號報警指示，將31號機床參數(shù)的內(nèi)容由2000改為5000，與X、Y軸的機床參數(shù)相同，然后用手輪驅(qū)動Z軸，31號報警消除，但又產(chǎn)生了32號報警為：Z軸誤差寄存器的內(nèi)容超過±32767式數(shù)模交換器的命令值超出了-8192～+8191的范圍。將參數(shù)改為3333后，32號報警消除，31號報警又出現(xiàn)。反復(fù)修改機床參數(shù)，故障均不能排除。為診斷Z軸位置控制單元是否出現(xiàn)了故障，將800，801，802診斷號調(diào)出，實現(xiàn)800在-1與-2之間變化，801在+1與-1之間變化，802卻為0，沒有任何變化，這說明Z軸、Y軸的位置信號控制進行交換，即用Y軸控制信號去控制Z軸，用Z軸去控制Y軸，Y軸就產(chǎn)生31號報警（實際是Z軸報警）。論文參考網(wǎng)。同時，診斷號8012為“0”，802有了變化。通過這樣交換，再次說明Z軸位置控制單元有問題，這樣就將故障定位在Z軸伺服電動機上。打開Z軸伺服電動機，發(fā)現(xiàn)位置編碼器與電動機之間的十字聯(lián)絡(luò)塊脫落，致使電動機在工作中無反饋信號而產(chǎn)生上述故障報警。3.故障處理將十字聯(lián)絡(luò)塊與伺服電動機位置編碼器重新連接好，故障排除。
3.2一臺加工中心配量FANUC-6M1.故障現(xiàn)象機床在自動方式中出現(xiàn)416號報警。2.故障分析按下列順序檢查：脈沖編碼器未出現(xiàn)不良；各連接器均牢固連接；X軸卯制線路板未出現(xiàn)異常；用萬用表測量電動機連接線，也未發(fā)現(xiàn)問題。在重新啟動機床，回零之后，用自動方式運轉(zhuǎn)，機床正常但1H后又出現(xiàn)416號報警，再次按上述順序復(fù)查一遍，發(fā)現(xiàn)反饋信號有一根已斷，換按備用線后，機床正常，報警不再出現(xiàn)。
四、結(jié)論
因此，對維修人員來說，熟悉系統(tǒng)的自診斷功能是十分重要。包括開機自診斷和運行自診斷。開機自診斷，就是數(shù)控系統(tǒng)通電后，系統(tǒng)自診斷軟件會對系統(tǒng)最關(guān)鍵的硬件和控制軟件檢查，如CPU、RAM、ROM等芯片，I／O口及監(jiān)控軟件。如果正常，將進人正常操作界面，如檢測不通過，即在液晶上顯示報警信息或報警號，指出哪個部分發(fā)生了故障，將故障原因定位在一定的范圍內(nèi)，然后通過維修手冊找出造成故障的真正原因，根據(jù)書上的說明進行排除；運行自診斷，
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論文關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；高壓斷路器；故障原因
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，用戶對電能質(zhì)量的要求也越來越高，保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行也越來越重要。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備之一，在電網(wǎng)中起到控制和保護作用，即正常運行時通過開合斷路器來投入或切除相應(yīng)的線路或電氣設(shè)備從而變換電網(wǎng)的運行狀態(tài)；當(dāng)線路或電氣設(shè)備發(fā)生故障時，將故障部分從電網(wǎng)中快速切除，保證電網(wǎng)無故障部分正常運行。若斷路器不能在系統(tǒng)發(fā)生故障時正確動作、消除故障，就可能使事故擴大甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰。因此高壓斷路器性能優(yōu)劣、工作是否可靠是電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行的重要決定因素。
由于受設(shè)計、生產(chǎn)、運行工況、檢修與維護、電動力及大電流沖擊等因素的影響，斷路器在系統(tǒng)中發(fā)生故障的幾率較大。下面詳細介紹高壓斷路器的故障及其產(chǎn)生原因。
一、絕緣故障
因絕緣問題而引發(fā)高壓斷路器故障發(fā)生的次數(shù)是最多的，主要有內(nèi)、外絕緣對地閃絡(luò)擊穿，相間絕緣閃絡(luò)擊穿，雷電過電壓擊穿，瓷套管、電容套管污閃、閃絡(luò)、擊穿、爆炸，絕緣拉桿閃絡(luò)，電流互感器閃絡(luò)、擊穿、爆炸等。其中以內(nèi)絕緣故障、外絕緣和瓷套閃絡(luò)故障發(fā)生次數(shù)較多。
（一）內(nèi)絕緣故障。在斷路器安裝或運行過程中，斷路器內(nèi)出現(xiàn)的異物或剝落物可導(dǎo)致斷路器本體內(nèi)發(fā)生放電。此外，因觸頭及屏蔽罩安裝位置不正而引起的金屬顆粒磨損脫落也可導(dǎo)致斷路器內(nèi)部發(fā)生放電。
（二）外絕緣和瓷套閃絡(luò)故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外絕緣泄露比距不符合標(biāo)準(zhǔn)要求以及瓷套的質(zhì)量有缺陷。由于斷路器與開關(guān)柜不匹配、柜內(nèi)隔板吸潮、絕緣距離不夠、爬電比距不足、無加強絕緣措施等原因?qū)е赂邏洪_關(guān)柜發(fā)生絕緣故障的次數(shù)也較多，主要有電流互感器閃絡(luò)、柜內(nèi)放電和相間閃絡(luò)等。此外開關(guān)柜內(nèi)元件有質(zhì)量缺陷也將導(dǎo)致相間短路故障。
二、拒動故障
高壓斷路器的拒動故障包括拒分和拒合故障。其中拒分故障最嚴(yán)重，可能造成越級跳閘從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障，擴大事故范圍。造成斷路器拒動主要有機械原因和電氣原因。
（一）機械原因。機械故障主要由生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、檢修等環(huán)節(jié)引發(fā)。因操動機構(gòu)及其傳動系統(tǒng)機械故障而引發(fā)斷路器拒動占拒動故障65%以上，具體故障有機構(gòu)卡澀，部件變形、位移、損壞、軸銷松斷，脫扣失靈等。
（二）電氣原因。由電氣控制和輔助回路故障而引發(fā)。具體故障有分合閘線圈燒損、輔助開關(guān)故障、合閘接觸器故障、二次接線故障、分閘回路電阻燒毀、操作電源故障，保險絲燒斷等。其中分合閘線圈燒損一般因機械故障而引起線圈長時間帶電所致；輔助開關(guān)及合閘接觸器故障雖表現(xiàn)為二次故障，實際多為接點轉(zhuǎn)換不靈或不切換等機械原因引起；二次接線故障基本是由于二次線接觸不良、斷線及端子松動引起。 轉(zhuǎn)貼于 三、誤動故障
高壓斷路器的誤動主要是由二次回路故障、液壓機構(gòu)故障和操動機構(gòu)故障引起。
（一）二次回路。二次回路故障主要由因接線端子排受潮絕緣降低，合閘回路和分閘回路接線端子間發(fā)生放電而產(chǎn)生的二次回路短路引發(fā)。此外還有二次電纜破損、二次元件質(zhì)量差、斷路器誤動、繼電保護裝置誤動等原因。
（二）液壓機構(gòu)。斷路器出廠時因閥體緊固不夠、裝配不合格、清潔度差而造成密封圈損壞，從而促發(fā)液壓油泄露或機械機構(gòu)泄壓，最終導(dǎo)致斷路器強跳或閉鎖。
（三）彈簧操動機構(gòu)。檢修斷路器時，因調(diào)整操動機構(gòu)分(合)閘摯子使彈簧的預(yù)壓縮量不當(dāng)，導(dǎo)致彈簧機構(gòu)無法保持而引起斷路器自分或自合。
四、開斷與關(guān)合故障
少油和真空斷路器出現(xiàn)開斷與關(guān)合故障較多，主要集中于7.2~12kV電壓范圍內(nèi)。少油斷路器發(fā)生故障主要是因為噴油短路燒損滅弧室，導(dǎo)致斷路器開斷能力不足，在關(guān)合時發(fā)生爆炸；真空斷路器發(fā)生故障主要是因為真空滅弧室真空度下降，導(dǎo)致真空斷路器開斷關(guān)合能力下降，引起開斷或關(guān)合失敗；SF6斷路器發(fā)生故障主要是由于SF6氣體泄漏或者微水含量超標(biāo)引起滅弧能力下降。
五、載流故障
載流故障主要是由于觸頭接觸不良過熱或者引線過熱而造成。觸頭接觸不良是由于裝配過程沒有使動、靜觸頭完全對準(zhǔn)或?qū)?zhǔn)偏差過大，操作過程中滅弧室噴口與靜弧觸頭碰撞導(dǎo)致噴口斷裂造成開關(guān)事故。7.2-12kV電壓等級開關(guān)柜發(fā)生載流故障主要是由于開關(guān)柜中觸頭燒融或隔離插頭接觸不良過熱導(dǎo)致燃弧而引發(fā)。
六、外力和其他故障
外力和其他故障主要為泄露故障和部件損壞，主要包括：氣動部分漏氣、液壓部分漏油、斷路器本體漏油等，約占此類故障的55%以上。
（一）泄露故障。主要由氣動部分漏氣和液壓部分漏油引發(fā)（內(nèi)漏也引發(fā)打壓頻繁）。泄露一般由閥系統(tǒng)密封不嚴(yán)、密封圈(墊)老化損壞、壓力表接口部分泄露、壓力泵接頭質(zhì)量差和清潔度差而引起，此外安全閥動作值錯誤、環(huán)溫升高致安全閥誤動以及安全閥動作后不復(fù)位都會引發(fā)泄壓。由于生產(chǎn)制造水平的限制，國產(chǎn)斷路器液壓機構(gòu)露油現(xiàn)象普遍，SF6斷路器本體或者氣動部分泄露點主要位于表計和管路的接頭處。
（二）部件損壞。易損壞的部件主要有傳動機構(gòu)部件、密封部件、閥體及拉桿等。損壞主要是由于傳動部件機械強度不足、密封部件質(zhì)量差而引起，此外安裝、檢修水平不高，發(fā)現(xiàn)隱患不及時也將使斷路器缺陷加劇而形成故障。密封件質(zhì)量差易老化或是安裝或檢修中，密封件因受損、安裝位置不正或緊固力過大而變形是密封件損壞的主要原因。
隨著船舶自動化的發(fā)展，設(shè)備故障問題相應(yīng)增多，機械狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)維修是現(xiàn)代化船舶機械的有力工具。傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)己無法準(zhǔn)確診斷出船舶機械設(shè)備運行狀態(tài)，我們必須借助新的技術(shù)方法，適當(dāng)?shù)貙Υ皺C械設(shè)備進行功能和運行狀態(tài)監(jiān)測，提前預(yù)測故障，才能更好掌握船舶機械狀態(tài)，保證船舶機械安全、經(jīng)濟的運行。有資料證明，世界上60%的船舶故障來自機艙，世界各國為保障船舶機械的安全運行，加大了對船舶機械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和技術(shù)診斷的研究。
1 船舶機械設(shè)備
船舶機械的工作環(huán)境大多數(shù)比較苛刻，并且它的動力機械構(gòu)造復(fù)雜，形式多樣，這些要求船舶動力機械設(shè)備應(yīng)該有較高的可靠性。船舶機械設(shè)備的監(jiān)測和維護已成為船舶營運技術(shù)管理的主要內(nèi)容。雖然船舶動力裝置有了較大的提高但還是會出現(xiàn)船舶機械故障。
生活實踐證明，船舶機械運行過程中主機，輔助機械都有可能發(fā)生故障，其中柴油機故障占首位，排在第二的是軸系。主機故障中，活塞、缸套、曲軸、氣閥故障較為多見；在輔助機械故障中，系統(tǒng)故障較多，還包含冷卻系統(tǒng)故障、燃油系統(tǒng)故障、壓縮空氣故障和進化系統(tǒng)故障。以上故障多為長期損耗、老化、損壞、疲勞、斷裂、鐵銹腐蝕、松脫、缺少、缺水、泄露、堵塞、燃油劣質(zhì)和蟲蝕等多種因素造成。據(jù)統(tǒng)計，在四沖程柴油機中，大多都是因為不合適造成曲柄銷軸承和主軸承的軸瓦磨損，在二沖程柴油機中，以活塞損傷為主。只要適當(dāng)?shù)膶C械狀態(tài)監(jiān)測，出現(xiàn)問題后及時診斷，應(yīng)該能保證船舶機械的正常運行。
2.船舶機械狀態(tài)的診斷、監(jiān)測技術(shù)
對船舶機械狀態(tài)進行監(jiān)測有助于提前發(fā)現(xiàn)問題，這不僅為問題的解決爭取了時間，而且提早的維修可以降低維修經(jīng)費，進而提高設(shè)備的利用率。目前在船舶機械狀態(tài)的診斷和維修中常用以下幾種方法。
2.1 油液監(jiān)測
油液分析法是通過船舶機械設(shè)備油中的磨粒含量、磨粒大小和形狀變化、油質(zhì)變化、、鐵含量的變化來分析設(shè)備的損壞狀態(tài)?，F(xiàn)今，油液監(jiān)測方法包括光譜分析、鐵譜分析、污染度分析和理化分析，并且該分析法形成了離線、在線、離線與在線結(jié)合的分析模式。此外中國船級社編寫了相應(yīng)的書目，為油液分析法監(jiān)測螺旋槳軸、柴油機狀態(tài)提供了使用說明。
2.2 震動監(jiān)測
振動監(jiān)測分析法是指通過對工作中的船舶柴油機產(chǎn)生的振動信號進行測定、分析和處理來獲知機械內(nèi)部零部件的狀態(tài)并進行診斷。主要有活塞缸套損壞震動監(jiān)測、氣閥漏氣故障振動監(jiān)測和柴油機主軸承的、損壞故障的振動監(jiān)測這三種。該方法診斷速度快、準(zhǔn)確率較高、能夠在線診斷，主要應(yīng)用在船舶動力機械以下的設(shè)備診斷檢測中。
2.3熱力參數(shù)監(jiān)測
熱力參數(shù)監(jiān)測分析法通過對運行中的船舶機械的柴油機的氣缸壓力、排氣溫度、轉(zhuǎn)動速度、油溫度、冷卻水進出口溫度和排放等這些熱力參數(shù)的變化進行監(jiān)測，分析出船舶機械工作狀態(tài)和故障。
2.4綜合監(jiān)測
綜合監(jiān)測是指將油液監(jiān)測、振動監(jiān)測和熱力參數(shù)監(jiān)測的多種診斷監(jiān)測方法綜合利用。以掌握大量的診斷知識為前提，采用融合的理念，通過計算機系統(tǒng)來確定船舶機械設(shè)備的工作狀態(tài)和未來故障。
3.船舶機械診斷監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用實踐分析
下面通過船舶機械狀態(tài)診斷檢測技術(shù)在我國航道運營企業(yè)和水路運輸支持系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，來進一步說明該技術(shù)的重要性。
（1）湖北航運企業(yè)和原武漢水運工程學(xué)院在1986年左右，開展了一項對220千瓦拖輪上的某柴油機和船舶齒輪箱進行追蹤檢測項目。在監(jiān)測過程中，拖輪的左邊主機發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重磨損磨粒，經(jīng)鐵譜分析后，由磨粒的顏色推斷出磨粒分別是鐵和鋁，掃面電鏡進一步證實了柴油機的缸套活塞組被嚴(yán)重損壞的真實性。在隨后的維修中又發(fā)現(xiàn)第3、5缸活塞側(cè)面發(fā)生損傷，這些與鐵譜監(jiān)測的結(jié)果是完全符合的。
（2）隨后，原武漢水運工程學(xué)院又和當(dāng)?shù)氐囊粋€輪船企業(yè)將鐵譜監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到具體的柴油機的工作狀態(tài)監(jiān)測和診斷中，在鐵譜的監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)柴油機的前端齒輪箱工作異常，因為左主機的磨粒含量增多明顯，鐵譜中磨粒較大，藍色磨粒較多，這表明磨粒成分是低合金鋼。據(jù)相關(guān)的操作人員反應(yīng)，左邊主機前端齒輪有異常噪音，結(jié)合鐵譜分析推斷出前端齒輪發(fā)生故障，及時拆解檢查發(fā)現(xiàn)是過橋齒輪發(fā)生磨損，對其進行更換后，船舶仍正常工作。通過對20艘不同類別船舶的不同工作階段的特定型號柴油機進行油采樣，分析不同性質(zhì)船舶主機的磨粒變化和基線值，繪制了具有代表性的磨損形式的磨粒圖譜，人們可依照該圖譜判斷船舶機械主機的磨損情況。
4.結(jié)束語
總體來說，船舶機械狀態(tài)診斷監(jiān)測技術(shù)正朝著儀器和系統(tǒng)，簡單和精密，定性分析和定量監(jiān)測，離線監(jiān)測和在線診斷等多種手段相融合的方向發(fā)展，進而實現(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)智能化。船舶機械狀態(tài)診斷檢測技術(shù)不但能夠縮短我國在系統(tǒng)性船舶維修管理中與發(fā)達國家的差距，而且有利于提高船舶機械設(shè)備的無故障率，延長船舶機械的使用壽命，大大降低了維修費用。為追趕上船舶智能化發(fā)展的腳步，我們應(yīng)要加大診斷監(jiān)測技術(shù)在船舶機械管理中的應(yīng)用。
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【關(guān)鍵詞】齒輪箱；故障診斷；小波變換；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：U226文獻標(biāo)識碼： A
Abstract：As companies increasingly sophisticated processing equipment, on a higher gear requirements.The thesis analyze the characteristics and the method of gearbox fault diagnosis, and give a example to introduce the application of wavelet transform in gearbox fault diagnosis. The wavelet transform can be used in the gearbox condition signal to decompose and reconstructed as well as extract the detail signal envelope spectrum, the operators can accurately and quickly determine wether the gearbox equipment operation is abnormal, and make use of BP neural network to locate the fault diagnosis. The method is more effective than traditional methods. Gearbox fault for the company in advance to prevent and ensure operational efficiency gearbox, providing a scientific basis.
Keywords: gearbox ; ault diagnosis; wavelet transform; BP neural network
齒輪箱是機械設(shè)備中的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響整體設(shè)備的運行和精度。由于齒輪箱工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，其精確性和各部件的磨損及裂紋日趨成為齒輪箱各部件監(jiān)測診斷的關(guān)鍵。為了更好地監(jiān)控齒輪箱運行的狀態(tài)，做到故障提前預(yù)防，使設(shè)備發(fā)揮出更高的經(jīng)濟效益，對齒輪箱進行了故障信號診斷。齒輪箱構(gòu)件故障診斷分為檢測信號、提取特征、識別狀態(tài)以及決策診斷四步。在齒輪箱運行過程中利用現(xiàn)代化的測試分析手段，監(jiān)測其運動形態(tài)，分析故障產(chǎn)生的原因與機理，通過信號分析與處理識別產(chǎn)生故障的部位以及故障程度，提出一種能在多干擾、低信噪比的復(fù)雜振動信號中，準(zhǔn)確、快速提取故障特征信息并判決故障的方法，是齒輪箱運行狀態(tài)監(jiān)測與診斷領(lǐng)域亟待解決的問題[1]。
小波變換是近年發(fā)展起來的一種新的時域-頻域分析方法，克服了短時傅里葉變
換在單分辨率上的缺陷，在時域-頻域都有
表征信號局部信息的能力，具有多分辨率分
析的特點，可以探測正常信號的瞬態(tài)成分并展示其頻率成分，被廣泛應(yīng)用于各個時頻分析領(lǐng)域，這對齒輪箱故障診斷提供了很大的便利。
1 齒輪箱故障診斷特點與診斷方法
1.1 常見的齒輪箱故障形式
通常齒輪箱運行過程中，由于齒輪箱本身制造裝配誤差以及操作維護不善或者不合適的環(huán)境下使用等，均會使其極易產(chǎn)生各種形勢的故障。故障類型也會隨著齒輪材料、熱處理工藝程度、運轉(zhuǎn)狀態(tài)等因素的不同而產(chǎn)生不同的變化。常見的齒輪箱故障形式有：齒面磨損、粘著撕傷、齒面疲勞剝落、輪齒龜裂和斷齒、齒面點蝕、齒面膠合與擦傷以及齒面接觸式疲勞、彎曲疲勞等故障。
1.2 齒輪箱的振動特征
在齒輪箱高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，伴隨著內(nèi)部構(gòu)件故障的發(fā)生與發(fā)展，必定會產(chǎn)生異常的振動，振動信號可以很快的反映出齒輪箱的運行狀態(tài)，判別出各構(gòu)件是否出現(xiàn)異常。大量實驗證明，對齒輪箱故障檢測進行振動分析是最有效的方法。由于齒輪箱的零部件在工作過程中所受得激勵源不同會使其產(chǎn)生出多種復(fù)雜的振動類型，而且其中齒輪在嚙合過程中產(chǎn)生的齒形和周期誤差、偏心以及質(zhì)量不平衡等故障，同時還會是齒輪箱工作過程中發(fā)生齒面磨損、疲勞斷齒等故障[2]，嚴(yán)重影響到機械設(shè)備的運行，進而影響的經(jīng)濟效益，甚至出現(xiàn)傷亡事故。由于故障對振動信號的影響是多方面的，因此如果僅僅依靠對齒輪箱振動信號出現(xiàn)嚙合頻率和倍頻成分的差異來識別齒輪箱各部件的故障是遠遠不夠的，其中包括幅值調(diào)制、頻率調(diào)制等頻率成分進行診斷。
1.3 故障診斷過程對小波的內(nèi)在需求[3]
小波分析應(yīng)用于機械故障診斷，快速準(zhǔn)確的識別故障，是小波分析要完成在齒輪箱的故障診斷過程對小波的內(nèi)在需求中的主要任務(wù)。通過實驗研究說明，機械故障診斷和信號特征提取的所采用的方式是對特征信號進行高效的時域-頻域分析，該分析方法是故障診斷的必要要求。
通過對齒輪箱各部件故障診斷全過程進行分析，建立故障診斷系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。目前對振動信號分析以分析時域-頻域特征為主，但是故障特征信號的特殊性需要對其進行高效的時頻分析，而且診斷理論也要求對特征信號進行深度分析，時域-頻域分析是主要的分析手段，提取微弱信號對診斷過程有著至關(guān)重要的意義。
2 小波基本理論
2.1 小波變換
小波變換是一種時間-尺度分析方法，在時間、尺度（頻率）兩域都具有較高的時間分辨率和較低的頻率分辨率，很適合于探測正常信號中夾帶的瞬間反?，F(xiàn)象并展示其成分。
小波函數(shù)[4]：設(shè)滿足條件：
（1）為一平方可積函數(shù)，即；
（2），（2.1）
其中，為的傅里葉變換，則稱為一個小波母函數(shù)或者小波函數(shù)，,式（2.1）為小波函數(shù)的可容性條件。
小波基函數(shù)：將小波函數(shù)進行伸縮和平移有 ，其中為伸縮因子（或尺度因子）；為平移因子；稱為依賴于，的小波基函數(shù)。
2.2 連續(xù)小波變換和離散小波變換[5]
設(shè)為一個能量有限的信號，連續(xù)小波變換為：
，
（t,a,b為連續(xù)變量）；
選取，（,），其中為固定伸縮步長，為移位步長，離散小波變換為：
2.3 小波函數(shù)的選取
故障診斷過程中小波函數(shù)的選取是多種多樣的。因為作為小波變換的基函數(shù)不是唯一的，因此不同的小波函數(shù)分析對同一個問題會產(chǎn)生不同的診斷效果。由此可之選取小波函數(shù)是準(zhǔn)確快速診斷故障的尤為關(guān)鍵。
3 小波變換的工程應(yīng)用
快速準(zhǔn)確的判斷齒輪箱是否出現(xiàn)異常狀態(tài)通常是通過對頻域波形和幅值及頻譜等特征參數(shù)進行診斷分析。不同故障的振動波形顯示出不同的振動形態(tài)，振動信號的能量也會隨著頻率的不同分布也顯現(xiàn)不同的變化[6]。所測齒輪箱的正常運行、外圈裂紋故障信以及保持架故障等三種運行狀態(tài)下的振動信號所呈現(xiàn)的振動時域波形如圖3.1所示：
圖3.1 齒輪箱三種運行狀態(tài)的振動信號
由圖3.1中三種振動信號可以看出，故障齒輪箱的信號加速度沖擊幅值明顯增大，可以判別出齒輪箱中齒輪外圈以及保持架出現(xiàn)故障。但要通過時域該圖的時域波形判斷出齒輪箱故障的具體部位，則需要做進一步的分析。根據(jù)圖像中相同頻率中的數(shù)據(jù)計算出各自的峰值，將其作為頻域分析的一個主要信號特征函數(shù)，該分析法是目前應(yīng)用于故障診斷技術(shù)中的最新處理方法。對圖3.1中的兩種故障信號用db2正交小波基進行4層小波分解，分解結(jié)果如圖3.2和圖3.3所示：
圖3.2 外圈裂紋故障4層小波分解
圖3.3 保持架故障4層小波分解
由此兩圖的4層小波分解重構(gòu)圖可知，仍舊不能準(zhǔn)確的判別出故障的具置，而且信號中夾雜著其他很多噪聲信號，有很多混疊的成分，根本不能準(zhǔn)確快速的診斷出故障發(fā)生的部位以及類型，需要進一步對兩種故障信號第1層細節(jié)信號d1做希爾伯特變換，提取各自第1層的包絡(luò)譜，進行譜分析。如圖3.4和3.5所示：
圖3.4 外圈裂紋故障第1層細節(jié)信號包絡(luò)譜
圖3.5 保持架故障第1層細節(jié)信號包絡(luò)譜
由此包絡(luò)譜圖可知，齒輪箱故障信號分頻譜中，在100Hz附近出現(xiàn)了幅值變化較大的邊頻帶，可以推出齒輪箱的故障，在通過對照齒輪箱故障特征頻率可知，判別出齒輪箱故障的具置，以便快速準(zhǔn)確的診斷出齒輪箱的故障。
4 針對小波變換分解的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷
本文采用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為3層結(jié)構(gòu)，12個輸入層神經(jīng)元，3個輸出層神經(jīng)元,經(jīng)多次網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，10個隱層神經(jīng)元能更好的取得分類效果和收斂速度。輸入和輸出神經(jīng)元采用的傳遞函數(shù)為logsig，隱含層神經(jīng)元采用的傳遞函數(shù)則是雙曲正切S型函數(shù)tansig，訓(xùn)練步數(shù)為1000，目標(biāo)誤差為0.1*10^-4。
針對齒輪箱的三種情況，每種情況都有12個學(xué)習(xí)樣本，目標(biāo)輸出為（1,0,0）、（0，1，0）、（0，0，1）分別對應(yīng)正常、外圈裂紋故障、保持架故障三種狀態(tài)，訓(xùn)練結(jié)束以后，檢驗網(wǎng)絡(luò)模型，不斷修正閾值和權(quán)值，使網(wǎng)絡(luò)誤差達到最小，即滿足訓(xùn)練要求。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和對應(yīng)的齒輪箱故障如表4.1所示：
表4.1 樣本數(shù)據(jù)輸入
序號 樣本數(shù)據(jù) 齒輪
故障
1
2
3 0.9142 0.7163 0.0138 0.0564 0.1197 0.0370 0.0395 0.0179 0.0126 0.8361 0.0351 0.0029
0.0123 0.0981 0.0761 0.0951 0.7235 0.5898 0.0731 0.3143 0.7241 0.4470 0.1099 0.4567
0.0444 0.2286 0.1110 0.3165 0.6133 0.5715 0.1510 0.3283 0.4422 0.5992 0.1512 0.4805 正常
外圈裂紋故障
保持架故障
將齒輪箱三種工況數(shù)據(jù)提取其對應(yīng)的特征頻段作為測試數(shù)據(jù)對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行檢驗，表4.2為測試數(shù)據(jù)輸入：
表4.2 測試數(shù)據(jù)輸入
序號 測試數(shù)據(jù) 齒輪
故障
1
2
3 0.1651 0.3342 0.0908 0.0776 0.1558 0.1742 0.1914 0.2071 0.8462 0.6637 0.0819 0.3024
0.1950 0.1543 0.2506 0.2336 0.2211 0.1966 0.1760 0.4061 0.4293 0.7408 0.4719 0.8512
0.7895 0.5785 0.4567 0.4767 0.7895 0.4547 0.4521 0.4567 0.2745 0.2494 0.1240 0.2456 正常
外圈裂紋故障
保持架故障
將表4.2的測試樣本數(shù)據(jù)輸入到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行檢驗，得到測試結(jié)果如表4.3所示：
表4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷輸出
序號 實際輸出 期望輸出
1
2
3 0.9999 0.0003 0.0004 0.0012 0.0002
0.0023 0.0010 0.0081 0.9988 0.0103
0.0312 0.0215 0.0091 0.0012 0.9998 1 0 0
0 1 0
0 0 1
5 結(jié)論
通過分析可知，該BP網(wǎng)絡(luò)模型能有效地對齒輪箱運行狀態(tài)進行分類識別，并判決故障具體部位。本文采用了大量測試數(shù)據(jù)對該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行檢驗，進而計算診斷，測試誤差很小，在測試中對各種工況實現(xiàn)了準(zhǔn)確判斷。因此只要有足夠的樣本數(shù)據(jù)，便可對齒輪箱的運行狀態(tài)進行分析判別，準(zhǔn)確快速定位故障。此項目可以在齒輪箱出現(xiàn)故障停機前準(zhǔn)確判斷出將要發(fā)生故障的位置，從而避免了因齒輪破損造成多個齒輪故障或是整個齒輪箱報廢的情況發(fā)生，降低了機床維修成本，同時也避免了因機床故障停機而耽誤生產(chǎn)時間造成的損失，依據(jù)公司現(xiàn)有的加工設(shè)備規(guī)模和生產(chǎn)產(chǎn)值來看，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益將會是可觀的。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】電動機；啟動失??；分析
0 前言
輸油主泵是保障原油、成品油大動脈正常輸送的核心，輸油主泵的正常運行是輸油氣生產(chǎn)安全的前提。影響輸油主泵啟動的因素很多，本文將從輸油泵啟動過程的電氣控制、電機自身和泵的聯(lián)鎖保護程序入手，闡述影響輸油主泵啟動的因素及其解決辦法。
1 影響電動機啟動的因素及其解決方法
西部管道輸油站輸油主泵均采取直接啟動方式，由中控/站控或就地操作發(fā)出的合閘信號作用于高壓開關(guān)柜控制回路，通過開關(guān)柜執(zhí)行機構(gòu)動作帶動斷路器合閘，電機通電并啟動，啟動過程中檢測泵機組運行狀態(tài)的狀態(tài)信號反饋到上位機，若各項信號正常，則啟動過程結(jié)束，啟動成功，若有某項參數(shù)異常，達到保護裝置設(shè)定值時，通過連鎖程序，發(fā)出分閘信號，通過開關(guān)柜控制回路，斷開斷路器，使電動機斷電，啟動過程結(jié)束，啟動失敗。
1.1 影響電動機啟動的因素及其解決方法
1.1.1 高壓開關(guān)柜故障
1）高壓開關(guān)柜儲能故障及其處理措施
3）高壓開關(guān)柜機械故障及處理措施
高壓柜常見的機械故障主要有：機械連鎖故障、操作機構(gòu)故障等。操作機構(gòu)出現(xiàn)故障最多的部位是限位點偏移。操作機構(gòu)中扇形輪與脫扣半軸嚙合量嚙合量較大，脫扣阻力就大，容易卡死；嚙合量較小，容易連跳，不能合閘。
相應(yīng)措施：
確保電氣春秋檢過程中各項試驗準(zhǔn)確可靠，定期維護保養(yǎng)機械機構(gòu)和操作機構(gòu)。
1.1.2 繼電保護動作
1）電動機在啟動過程中常出現(xiàn)的繼電保護動作
當(dāng)電動機狀態(tài)檢測值超過電動機保護設(shè)定值時，就會導(dǎo)致保護動作跳閘，從而導(dǎo)致停泵。如：電動機過流保護（速斷保護包括零序保護與反時限速斷保護）、啟動超時保護、負序電流保護、低電壓保護、過熱保護和差動保護，都會導(dǎo)致電動機保護動作跳閘，停運行輸油泵。
2）相應(yīng)的處理措施
（1）電動機過流、過熱和啟動超時保護動作
電動機過流、過熱和啟動超時保護動作應(yīng)當(dāng)做到：①盡量消除工藝和設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象，對在惡劣環(huán)境中運行的電機要縮短維修周期，填加油脂時必須保證潔凈，且保證油脂的質(zhì)量；②組裝電機時一定要保證定、轉(zhuǎn)子鐵心對中，對于長期不用的電機要定期盤車，使用前必須進行必要的檢查；③盡量避免電動機過載運行，避免電動機頻繁啟動。
（2）電動機負序保護動作
當(dāng)電機發(fā)生斷相、反相、匝間短路或三相合閘觸頭不同步時，將產(chǎn)生負序電流，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱大大增加，危及電動機的安全運行。為了避免該保護動作，應(yīng)當(dāng)在對電機進行日常維護和檢修的同時，必須對電機相應(yīng)的功能單元進行全面的檢查和試驗，提高其可靠性。
（3）電動機差動保護動作
當(dāng)斷路器三相不同期、電動機出現(xiàn)匝間短路、相間短路、接地短路，或電動機進出線兩端CT采樣值不平衡，且達到動作整定值時，會發(fā)生差動保護動作，其中包括：差動速斷保護和比率差動保護。
為了避免差動保護動作，在對電機進行日常維護和檢修的同時，必須對電機相應(yīng)的功能單元進行全面的檢修和試驗。尤其是要認真檢查負荷開關(guān)、動力線路、靜動觸點的可靠性，盡量避免電動機過載運行，減少電動機頻繁啟動次數(shù)，必要時需對電機轉(zhuǎn)子做動平衡試驗，并保證電動機潔凈并通風(fēng)散熱良好。
1.1.3 輸油泵聯(lián)鎖保護程序動作
1）站內(nèi)連鎖保護程序?qū)е峦］斢捅秒姍C的條件
（1）泵軸承非驅(qū)動端溫度、泵軸承驅(qū)動端溫度、泵殼體內(nèi)溫度、泵電機三相繞組溫度、泵電機軸承非驅(qū)動端溫度、泵電機軸承驅(qū)動端溫度高高報，泵ESD鎖定狀態(tài)、泵故障，泵機械密封泄漏報警，這些信號持續(xù)2秒后會導(dǎo)致泵的報警從而導(dǎo)致連鎖停泵。
（2）泵入口匯管壓力開關(guān)低低報警15秒后停所有泵；
（3）泵出口匯管壓力開關(guān)高高報警15秒后停第一臺啟動的泵，當(dāng)?shù)谝慌_啟動泵停止后，如果20秒內(nèi)壓力開關(guān)還是高高報停第二臺啟動的泵，直到壓力開關(guān)回復(fù)或者停掉所有泵。
2）相應(yīng)的處理措施
（1）在啟、停輸油泵現(xiàn)場監(jiān)護中，對講機要遠離泵非驅(qū)動端的振動傳感器。
（2）泵軸承運行溫度高，達到高報警。及時更換油，對泵機組對中情況定期檢測。
（3）機械密封溫度高。泵檢修后，由于泵體排空不充分，造成機械密封沖洗量減少，引起溫度升高，檢修后或運行中反復(fù)間隔排氣。
（4）管道應(yīng)力問題，在日常維修中，應(yīng)對泵機組重新對中，避免管道應(yīng)力集中。
（5）傳感器誤報。泵機組的振動傳感器、溫度傳感器易發(fā)生錯誤報警，按時定期測試傳感器的工作情況。
2 結(jié)束語
通過本文對各種影響輸油泵電動機啟動的原因的分析，積極的思考后提出了一些筆者的建議：
（1）多臺電機連續(xù)啟動時間間隔不能太短，這樣容易造成啟動電流疊加，從而導(dǎo)致母線電壓急劇下降，過流保護或低電壓保護動作跳閘。
（2）避免電動機過載運行和頻繁啟動。
（3）盡量消除工藝和機械設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象，檢修時注意搞好電機的每個部位的密封，防止電機因內(nèi)部進水或其它帶有腐蝕性液體、氣體，導(dǎo)致電機發(fā)生短路現(xiàn)象的發(fā)生。
【參考文獻】
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論文關(guān)鍵詞：Lycoming活塞發(fā)動機配氣機構(gòu)維修特性研究現(xiàn)狀綜述
發(fā)動機的換氣過程直接影響發(fā)動機的性能。良好的配氣機構(gòu)不僅要求氣門開啟有盡可能大的時面值，而且要求其配氣正時在任何情況下都能使發(fā)動機性能最佳。在設(shè)計中，配氣機構(gòu)的布置與發(fā)動機整體結(jié)構(gòu)布置密切相關(guān)，要達到總體設(shè)計要求，布置緊湊，協(xié)調(diào)合理。同時提高進、排氣工作性能與改善機構(gòu)動力學(xué)特性常常是設(shè)計中的主要矛盾。對配氣機構(gòu)進行有效的分析研究，不僅能有效防止機械故障的產(chǎn)生．而且有利于維修方式從定期維修向“以可靠性為中心”的視情維修發(fā)展．控制維護成本，提高經(jīng)濟效益。
一、 國內(nèi)外對配氣機構(gòu)研究狀況
配氣機構(gòu)是發(fā)動機的重要組成部分，配氣機構(gòu)的維修特性，直接影響到發(fā)動機的經(jīng)濟性、動力性和可靠性，并與發(fā)動機的噪音與振動有著直接的關(guān)系。配氣凸輪、氣門，氣門彈簧是配氣機構(gòu)的心臟，在配氣機構(gòu)中起著決定性的作用，其維修特性對機構(gòu)的充氣性能和動力性能具有決定性的影響。其維護與使用直接影響發(fā)動機的可靠性及維修特性指標(biāo)。這些指標(biāo)不僅包括動力性、經(jīng)濟性，也包括運轉(zhuǎn)性能，如發(fā)動機的振動、噪聲及排放指標(biāo)。此外，它對發(fā)動機的耐久性和可靠性也會產(chǎn)生直接影響。因此，研究發(fā)動機的配氣機構(gòu)維修特性，對發(fā)動機的發(fā)展格外重要。隨著現(xiàn)代航空活塞發(fā)動機技術(shù)的迅猛發(fā)展，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率逐漸要求更加安全可靠，配氣機構(gòu)各零件的負荷不斷增加，這種由于構(gòu)件本身彈性所導(dǎo)致的工作異常機械論文，很可能使配氣機構(gòu)正常工作遭到嚴(yán)重破壞，直到發(fā)動機不能正常運轉(zhuǎn)。只有在知道了氣門及其驅(qū)動零件的真實運動和載荷變化情況后，才能對其工作條件和日常維護做出正確結(jié)論。
人類對配氣凸輪機構(gòu)的使用要追溯到18世紀(jì)，直到19世紀(jì)末，對凸輪機構(gòu)還未曾有過具有詳細歷史記載的系統(tǒng)研究。隨著人類文明的進步和工業(yè)化的逐步發(fā)展，對高效的自動機械的需求大大增加。特別是在發(fā)動機誕生之后，以發(fā)動機為動力的機械逐漸增多，大大提高了人們對凸輪機械的重視程度。隨著發(fā)動機動力機械的逐漸普及和發(fā)展，發(fā)動機配氣機構(gòu)的特性對工作性能的影響逐步被認識期刊網(wǎng)。在20世紀(jì)40年代以后，由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，配氣凸輪乃至配氣機構(gòu)引起的故障日益增多，人們開始對配氣機構(gòu)的深入研究。研究的方法也從經(jīng)驗性的設(shè)計過渡到有理論依據(jù)的運動學(xué)與動力學(xué)的分析研究隨著技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)也逐步得到了應(yīng)用。目前，配氣凸輪機構(gòu)設(shè)計己廣泛采用各種專用軟件借助計算機來完成，用數(shù)控機床完成加工。氣門和氣門座在工作中承受極高的機械負荷、熱負荷及腐蝕性氣體的沖刷，狀態(tài)極為不良，因而在工作中磨損比較嚴(yán)重，常造成氣門下沉，燃燒室的有害容積增大，使發(fā)動機性能變壞，嚴(yán)重時氣門一氣門座的密封作用失效，影響發(fā)動機的正常工作和大修期，因此在發(fā)動機配氣機構(gòu)設(shè)計中應(yīng)給予足夠的重視。氣門和氣門座處于燃燒室和氣道之間，由于缺乏有效的油供應(yīng)，在氣門工作表面上不可能形成油膜，從而使摩擦運動產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損作用。通過對配氣機構(gòu)的動態(tài)模擬可以知道各零件的真實運動情況和載荷變化規(guī)律;通過對氣門副破壞方式的分析與研究，找出其規(guī)律，以便對氣門副材料的選取、表面加工，以及對配氣機構(gòu)的優(yōu)化和配氣間隙的調(diào)整提供更為有效的理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗。這樣既研究了配氣機構(gòu)整體性又研究了配氣機構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。
二、配氣機構(gòu)維修診斷特性現(xiàn)狀
隨著發(fā)動機新品種的不斷出現(xiàn)和新技術(shù)新產(chǎn)品的引進，配氣機構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)這樣或那樣的問題，據(jù)英國發(fā)動機工程師和用戶協(xié)會提供的發(fā)動機停機故障表明，造成發(fā)動機停機故障的各種原因中，配氣機構(gòu)的故障在發(fā)動機的故障中占有比例達11.9%。它也日益引起從事發(fā)動機生產(chǎn)、研究和有關(guān)教學(xué)方面的重視。目前國內(nèi)外對于配氣機構(gòu)的零星報導(dǎo)不少，但完整的資料或書刊卻未見到。航空配氣系統(tǒng)故障的原因往往是多方面的，而故障的發(fā)展也受多方面因素的影響。因此，航空的配氣系統(tǒng)故障診斷技術(shù)應(yīng)是針對整個系統(tǒng)的綜合診斷。現(xiàn)在已經(jīng)投入實用的故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)大多功能單一，系統(tǒng)化、智能化水平低，診斷準(zhǔn)確度不高。目前與汽車及船用活塞發(fā)動機比較，使用在航空上的活塞發(fā)動機較少使用電子控制裝置，在使用過程中測量的參數(shù)也較少，維護檢修主要依靠維護人員的經(jīng)驗和維護手冊提供的排故程序。根據(jù)這種情況，航空活塞發(fā)動機的配氣系統(tǒng)故障診斷可以利用人工智能結(jié)合排故手冊和經(jīng)驗豐富的維護人員的排故經(jīng)驗開發(fā)采用基于故障樹的故障診斷系統(tǒng)，用于日常維護中故障的快速準(zhǔn)確的排除。由于發(fā)動機自身的工作原理，凸輪與挺柱之間、氣門與氣門座圈之間不可避免的存在碰撞作用，配氣機構(gòu)工作條件十分惡劣;而且機械論文，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速不斷提提高，配氣機構(gòu)各零件的負荷不斷增加，這種由于構(gòu)件本身彈性所導(dǎo)致的工作異常，很可能使配氣機構(gòu)正常工作遭到嚴(yán)重破壞，例如:凸輪與挺柱之間、氣門與氣門座圈之間的早期磨損;而且凸輪與挺柱之間的磨損將導(dǎo)致噪聲增加，甚至影響換氣性能;同時氣門與氣門座圈過早的磨損現(xiàn)象，會造成氣門強度降低，進一步發(fā)生氣門掉頭，氣門頭與活塞運動干涉產(chǎn)生撞擊，最終導(dǎo)致發(fā)動機故障。利用試車臺測試的大量參數(shù)，采集發(fā)動機的各種具有某些特征的動態(tài)信息，并對這些信息進行各種分析和處理、區(qū)分、識別并確認其異常表現(xiàn)，預(yù)測其發(fā)展趨勢及潛在的故障，查明其產(chǎn)生原因、發(fā)生部位和嚴(yán)重程度，提出針對性的維修措施和處理方法。
航空使用及維修性能指標(biāo)主要是依據(jù)動力性、經(jīng)濟性和廢氣排放指標(biāo)。動力性指標(biāo)主要以輸出的有效功率表示，經(jīng)濟性指標(biāo)主要用燃油消耗率表示，廢氣排放量指標(biāo)主要用C0，HC.NO、和碳粒表示。配氣機構(gòu)是的主要組成部分.在各種配氣機構(gòu)中，其主要零件都包括為氣門組和氣門驅(qū)動組。氣門組包括氣門座、氣門、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧及座和鎖瓣等，其主要功用是維持氣門的關(guān)閉。氣門驅(qū)動組是指從正時齒輪開始至推動氣門動作的所有零件，包括凸輪軸，氣門挺桿，推桿和搖臂等，其主要功用是定時驅(qū)動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和氣門間隙。配氣機構(gòu)的主要作用是按照每個氣缸的作功順序，按時打開和關(guān)閉各氣缸進氣門和排氣門，以保證各氣缸及時吸入清潔空氣和排出廢氣;同時在壓縮和作功行程中維持燃燒室的密封，保證正常工作。實踐表明，航空功率下降、排氣冒黑煙、燃料消耗率增加等問題均與配氣機構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)緊密相關(guān)。而配氣相位和氣門間隙是配氣機構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的主要方面，對的工作可靠性能影響極大。由于的轉(zhuǎn)速較高，活塞每一行程所經(jīng)歷的時間極短，如Lycoming四沖程轉(zhuǎn)速20O0r/min時，一個行程時間只有0.01，再加上氣門開啟有一個過程，氣門全開的時間就更短，在這樣短的時間內(nèi)，要使進氣充足、排氣干凈是比較困難的，為了增加氣門開啟和時間斷面，并充分利用氣流的流動慣性以及減少換氣過程的損失，從而改善換氣質(zhì)量，提高充氣系數(shù)，的進氣門和排氣門都要“早開晚關(guān)”，即進氣門要在活塞位于上止點前便提前打開，而推遲到下止點后再關(guān)閉;排氣門都是在活塞移動到下止點前便提前打開，而推遲到上止點后才關(guān)閉。表示進、排氣門開始開啟和關(guān)閉終了時刻及其持續(xù)過程的曲軸轉(zhuǎn)角機械論文，稱為配氣相位。它是設(shè)計單位經(jīng)過反復(fù)實驗而確定的，雖然近年來己可采用計算分析的方法來選擇最佳的配氣相位，然后經(jīng)實驗驗證，但大多數(shù)配氣相位仍是經(jīng)過試驗確定的。不同型號發(fā)動機的，因結(jié)構(gòu)參數(shù)不同，配氣相位也不同。正確的配氣相位應(yīng)能滿足下列要求:(l)良好的充氣系數(shù)，以保證的動力性;(2)合對于上磨損故障，國內(nèi)外的科研工作者已經(jīng)進行了長期的研究與探索，取得了一定成果。其中，對于滑油零部件的磨損故障，已經(jīng)形成了較為成熟的監(jiān)測與診斷技術(shù)體系；而對于氣路磨損故障，尚未形成很有效的解決方法。適的充氣系數(shù)特性，以適應(yīng)發(fā)動機扭矩特性的要求;(3)較小的換氣損失，以改善的經(jīng)濟性;(4)必要的燃燒室熱氣，適當(dāng)?shù)呐艢鉁囟?，以降低受熱零件的熱負荷，保證運轉(zhuǎn)的可靠性。由上可見，正確的配氣相位是保證氣缸內(nèi)有足夠的空氣充量，以保證燃油的完全燃燒，使發(fā)動機有良好的動力性、經(jīng)濟性和廢氣排放為目的。發(fā)動機工作時，氣門實際開閉的時刻是由凸輪的形狀和配氣機構(gòu)各零件的正確裝配保證的。在使用和維修過程中，由于零部件制造偏差、使用過程產(chǎn)生的磨損偏差及修理裝配過程各種工藝誤差等，一般都不同程度地改變了原規(guī)定的配氣相位值，如氣門間隙調(diào)整過小或凸輪外形加工太肥，使氣門早開晚關(guān)，氣門開啟延續(xù)時間過長期刊網(wǎng)。配氣相位誤差將導(dǎo)致的動力性下降、經(jīng)濟性變壞及排放惡化。相位差很大時，根本不能起動:嚴(yán)重時造成氣門和活塞碰撞，氣門桿頂彎、凸輪軸變形及打壞活塞。有資料顯示，某系列發(fā)動機因配氣相位的誤差使最大功率下降13%，最大扭矩下降11%，最低燃油消耗率增加19%。我院Lycoming發(fā)動機氣門的結(jié)構(gòu)形式為頂置式和。氣門間隙是指氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時，氣門尾端與搖臂之間留有的一定間隙值。氣門間隙的作用是保證氣門、推桿等傳動桿件受熱膨脹時留有余地，當(dāng)氣門在關(guān)閉時與氣門座緊密貼合，這對發(fā)動機是一個非常重要的因素，對其正常工作有很大影響。發(fā)動機在使用過程中，由于配氣機構(gòu)某些零件的磨損和緊固件的松動，氣門間隙會發(fā)生變化，氣門間隙過大會使氣門遲開早閉，縮短開放時間，減小開啟高度，造成氣缸內(nèi)進氣不足，廢氣排放不徹底，燃燒的準(zhǔn)備條件變壞，燃燒不完全，發(fā)動機的動力性下降機械論文，起動困難，怠速時發(fā)出“噠、噠、噠”氣門敲擊聲。隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的升高噪聲也隨之增大，單缸斷火試驗時聲響不變。若氣門間隙過小或沒有(液壓式配氣機構(gòu)除外)，當(dāng)氣門及傳動桿件受熱膨脹后氣門桿端抵觸搖臂，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)發(fā)生漏氣，造成氣缸壓縮壓力降低、氣門與氣門座容易燒損，使發(fā)動機起動困難，動力性和經(jīng)濟性下降，排放污染增加。
三、配氣機構(gòu)研究技術(shù)的發(fā)展趨勢
對于專門用于發(fā)動機的配氣機構(gòu)的研究，一直是該領(lǐng)域的研究前沿。研究
摘要進一步了解配氣機構(gòu)各零件的真實運動情況，氣門彈簧的顫振和高次振型時配氣機構(gòu)的異常振動，從而明確機構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)，單質(zhì)量模型則無能為力。因而隨后出現(xiàn)了多質(zhì)量動力學(xué)模型。根據(jù)使用者目的的不同，有三質(zhì)量、四質(zhì)量、五質(zhì)量，以至更多質(zhì)量的模型。多質(zhì)量動力學(xué)模型的建立、參數(shù)的確定、方程的求解等雖然較困難，但它可以分析傳動鏈中的各零件的真實運動規(guī)律以及對整個機構(gòu)的影響，并能計算出氣門內(nèi)、外彈簧圈的大致振動情況，使模擬值更接近實際情況，故近年來多質(zhì)量模型的應(yīng)用遠比單質(zhì)量模型的應(yīng)用廣泛。為了進一步提高配氣機構(gòu)動力學(xué)模擬精度，有人采用變剛度、變搖臂比進行多質(zhì)量模型的模擬計算。當(dāng)然其模擬精度又有一定程度的提高，多質(zhì)量動力學(xué)模型也得到了進一步的發(fā)展和完善
四、目前在配氣機構(gòu)維修特性方面存在的不足：
課題的難點是收集數(shù)據(jù)是一項艱難復(fù)雜的工作，本身發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引起失效的原因也復(fù)雜。維修特性技術(shù)在航空活塞發(fā)動機中應(yīng)用理論體系不完整。磨損機理分析采集數(shù)據(jù)多為實驗得，對于實際使用中以參數(shù)變化收據(jù)不足。
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論文摘要：數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調(diào)查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：
1、詢問調(diào)查在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現(xiàn)場檢查到達現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。
3、故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準(zhǔn)備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
①詢問向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
②目視總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
①硬件報警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調(diào)出。
(5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。
(6)備件置換法當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進入PC基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機現(xiàn)象。對于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。
1、電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。
2、數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障
①位置環(huán)報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂移過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。
3、機床坐標(biāo)找不到零點。可能是零方向在遠離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。