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摘 要：机械是工业进步的重要产物，其对于社会的发展和进步，有着极为重要的影响。但是，机械设备在使用的过程中，也经常会出现各种各样的事故。本文将主要对机械的故障诊断进行分析，探讨解决相关故障的方法和策略。
关键词：机械故障诊断；稀疏特征；解决方法
随着现代科学技术的发展和进步，其在各种设备中的应用也越来越广，现代机械设备的结构越来越复杂，功能也在逐渐增多，其全自动化水平在不断的提升。但是由于外界因素的影响，机械设备在日常使用时，也经常出现各种各样的故障。下面，笔者将从故障的定义、特征等角度入手，探讨解决的方法和策略
一、机械故障的定义与分类
1、机械故障的定义
当前人们对于机械故障的定义还有一个较为统一的说法，各种资料和文献上的定义也不尽相同，从故障诊断的角度来说，比较流行的一种说法是机械设备在运行过程中表现出异常，不能达到预期的性能要求，或者是表征其工作性能的参数超过某一规定界限，有可能会导致设备部分或全部丧失功能的现象。
2、机械故障的分类
机械故障的类型多种多样，不同分类方法也反映了机械故障的不同侧面，在提取机械故障时，分类的主要目的也是为了使设备能够得到更好的运行，笔者认为，首先可以将其按照原因进行分类，则其一般有劣化故障和人为故障两种不同的类型，所谓的劣化故障是机械设备投入使用之后，随着时间的推移，由于受到了多种因素的影响，其零部件发生了磨损、疲劳、腐蚀和蜕变等现象，这些现象使得机械设备的功能随着时间的推移逐渐降低，由这种原因引发的故障被称作为劣化故障或者是时间相关故障。而人为故障则主要是因为企业的管理制度不健全、工作人员设备使用不当等原因造成的，这种故障又被称为错误故障。
其次，则可以按照故障持续的时间进行分类，其一般可以分为临时性故障和持久性故障。临时性故障持续的时间比较短，在故障期内设备可能会丧失某些局部的功能。而持久性故障发生的时间比较久，在故障发生之后，设备就无法正常的运行，其会一直持续到故障修复或者是相关零部件更换之后才会停止故障，并保证设备的正常运行。
最后，则是按照故障的形成速度进行分类，其一般可以分为突发性故障和渐发性故障。突发性故障发生的往往比较突然，而且在事前毫无征兆，其是由于设备本身各种不利因素和偶然的外界因素共同作用的结果。渐发性故障则是一些小的故障问题逐渐变大，设备老化之后造成的一种故障。
此外，在对故障进行分类时，还可以按照故障的性质、故障是否发生等进行分类。
二、机械故障诊断的解决方法
1、对比分析法
对比分析法的基本思路是：事先在故障机理的研究基础之上，通过计算分析、试验研究、统计归纳等手段，确定与各有关状态的特征作为标准模式，然后在设备运行过程中选，选择某一种特征，根据该特征的表现特点进行分析，采用人工的方法，分析该设备的运行状态，判断其是否存在有故障。
2、模型分析法
近些年来，随着计算机技术的不断发展和进步，计算机与应用数学结合的数学模型法在机械故障诊断中的应用也越来越广泛，在设备运行过程中，可以根据模型结构或模型参数的变化，研究机器的运行状态。最为经典的模型分析法是采用时间序列分析，这种分析方法是根据观测数据建立相应的数据表达式，也就是通常所说的模型，如果工作人员所建立的模型是正确的，那么机械设备的动态过程的基本规律、工况状态正常与异常等重要信息就会通过模型显现出来，尤其是模型的参数、残差平方和、实践证明等都可以分析分析建模方法，在工况状态预测及预报等领域也可以应用模型分析法，其效果也比较显著。但是在应用该方法时对于工作人员的计算机水平以及应用数学知识的要求比较高，其需要花费较多的时间，难以在实时性要求比较高的场合应用。
3、故障树分析法
所谓的故障树分析法就是把所研究的最不希望发生的故障状态作为故障分析目标，然后再以该故障为主干，分析导致该故障发生的所有因素，进而再找出造成下一事件发生的全部直接因素，一直追查到找到深层次因素为止。在这个故障中一般是将最不希望发生的故障称为大事件，不需要进行深究的事件称之为底事件，介于二者之间的事件则称之为中间事件。这几种事件可以联结成为树形图，在机械设备故障分析过程中，又可以将其称之为故障树，在对这些故障因素进行分析时，一个故障因素又与其他多个故障因素之间存在联系，这样能够加快故障分析的速度。
总之，对机械设备的故障进行分析和诊断，并结合相关的故障探讨解决问题的方法和策略，是当前解决机械设备故障一种比较实用的方法。当然，笔者在分析过程中，由于自身认识有限，對于许多故障的分析和理解尚有较多不足之处，谨希望以本文的分析，抛砖引玉，引起更多人关注机械设备故障诊断的特征分析以及诊断。
参考文献
[1] 陈向民，于德介，罗洁思.基于信号共振稀疏分解的包络解调方法及其在轴承故障诊断中的应用[J].振动工程学报.2012（06）：628-636.
[2] 李蓉，于德介，陈向民，刘坚.基于线调频小波路径追踪算法与EEMD的齿轮箱复合故障诊断方法[J].振动与冲击.2014（03）：51-56+62.
作者简介
马星宇，男，22周岁，黑龙江工业学院机械工程系机械设计制造与自动化专业，在校学生。
（作者单位：1.黑龙江工业学院；2.黑龙江哈尔滨）
关键词：机械故障诊断；稀疏特征；解决方法
随着现代科学技术的发展和进步，其在各种设备中的应用也越来越广，现代机械设备的结构越来越复杂，功能也在逐渐增多，其全自动化水平在不断的提升。但是由于外界因素的影响，机械设备在日常使用时，也经常出现各种各样的故障。下面，笔者将从故障的定义、特征等角度入手，探讨解决的方法和策略
一、机械故障的定义与分类
1、机械故障的定义
当前人们对于机械故障的定义还有一个较为统一的说法，各种资料和文献上的定义也不尽相同，从故障诊断的角度来说，比较流行的一种说法是机械设备在运行过程中表现出异常，不能达到预期的性能要求，或者是表征其工作性能的参数超过某一规定界限，有可能会导致设备部分或全部丧失功能的现象。
2、机械故障的分类
机械故障的类型多种多样，不同分类方法也反映了机械故障的不同侧面，在提取机械故障时，分类的主要目的也是为了使设备能够得到更好的运行，笔者认为，首先可以将其按照原因进行分类，则其一般有劣化故障和人为故障两种不同的类型，所谓的劣化故障是机械设备投入使用之后，随着时间的推移，由于受到了多种因素的影响，其零部件发生了磨损、疲劳、腐蚀和蜕变等现象，这些现象使得机械设备的功能随着时间的推移逐渐降低，由这种原因引发的故障被称作为劣化故障或者是时间相关故障。而人为故障则主要是因为企业的管理制度不健全、工作人员设备使用不当等原因造成的，这种故障又被称为错误故障。
其次，则可以按照故障持续的时间进行分类，其一般可以分为临时性故障和持久性故障。临时性故障持续的时间比较短，在故障期内设备可能会丧失某些局部的功能。而持久性故障发生的时间比较久，在故障发生之后，设备就无法正常的运行，其会一直持续到故障修复或者是相关零部件更换之后才会停止故障，并保证设备的正常运行。
最后，则是按照故障的形成速度进行分类，其一般可以分为突发性故障和渐发性故障。突发性故障发生的往往比较突然，而且在事前毫无征兆，其是由于设备本身各种不利因素和偶然的外界因素共同作用的结果。渐发性故障则是一些小的故障问题逐渐变大，设备老化之后造成的一种故障。
此外，在对故障进行分类时，还可以按照故障的性质、故障是否发生等进行分类。
二、机械故障诊断的解决方法
1、对比分析法
对比分析法的基本思路是：事先在故障机理的研究基础之上，通过计算分析、试验研究、统计归纳等手段，确定与各有关状态的特征作为标准模式，然后在设备运行过程中选，选择某一种特征，根据该特征的表现特点进行分析，采用人工的方法，分析该设备的运行状态，判断其是否存在有故障。
2、模型分析法
近些年来，随着计算机技术的不断发展和进步，计算机与应用数学结合的数学模型法在机械故障诊断中的应用也越来越广泛，在设备运行过程中，可以根据模型结构或模型参数的变化，研究机器的运行状态。最为经典的模型分析法是采用时间序列分析，这种分析方法是根据观测数据建立相应的数据表达式，也就是通常所说的模型，如果工作人员所建立的模型是正确的，那么机械设备的动态过程的基本规律、工况状态正常与异常等重要信息就会通过模型显现出来，尤其是模型的参数、残差平方和、实践证明等都可以分析分析建模方法，在工况状态预测及预报等领域也可以应用模型分析法，其效果也比较显著。但是在应用该方法时对于工作人员的计算机水平以及应用数学知识的要求比较高，其需要花费较多的时间，难以在实时性要求比较高的场合应用。
3、故障树分析法
所谓的故障树分析法就是把所研究的最不希望发生的故障状态作为故障分析目标，然后再以该故障为主干，分析导致该故障发生的所有因素，进而再找出造成下一事件发生的全部直接因素，一直追查到找到深层次因素为止。在这个故障中一般是将最不希望发生的故障称为大事件，不需要进行深究的事件称之为底事件，介于二者之间的事件则称之为中间事件。这几种事件可以联结成为树形图，在机械设备故障分析过程中，又可以将其称之为故障树，在对这些故障因素进行分析时，一个故障因素又与其他多个故障因素之间存在联系，这样能够加快故障分析的速度。
总之，对机械设备的故障进行分析和诊断，并结合相关的故障探讨解决问题的方法和策略，是当前解决机械设备故障一种比较实用的方法。当然，笔者在分析过程中，由于自身认识有限，對于许多故障的分析和理解尚有较多不足之处，谨希望以本文的分析，抛砖引玉，引起更多人关注机械设备故障诊断的特征分析以及诊断。
参考文献
[1] 陈向民，于德介，罗洁思.基于信号共振稀疏分解的包络解调方法及其在轴承故障诊断中的应用[J].振动工程学报.2012（06）：628-636.
[2] 李蓉，于德介，陈向民，刘坚.基于线调频小波路径追踪算法与EEMD的齿轮箱复合故障诊断方法[J].振动与冲击.2014（03）：51-56+62.
作者简介
马星宇，男，22周岁，黑龙江工业学院机械工程系机械设计制造与自动化专业，在校学生。
（作者单位：1.黑龙江工业学院；2.黑龙江哈尔滨）