故障诊断发展..doc

随着现代工业和科学技术的飞速发展，现代机械设备的功能越来越多，性能指标越越高，组成和结构越来越复杂，自动化程度也越来越高，在现代工业化生产中的作用和影响显得越来越大。这些发展降低了生产成本，提高了劳动生产率，改善了产品质量，节约了能源，满足了工业生产的客观要求；但是，从机械系统设计的观点来看，其设计、制造、安装、运行、维护等都相应地提出了更高的要求，这些设备一般都是机械、能源、石化、冶金、运输、航空航天等其他国民经济支柱产业中的关键重要设备，在运行过程中内部的受力、热应变、摩擦、磨损、安装不良、维护不当等主客观因素作用，一旦发生故障，轻则造成停机、停产，影响正常生产和产品质量，造成巨大的经济损失，重则造成机毁人亡的重大灾难性事故，带来不良的社会影响[1,2]。 近年来，国内外由于机械设备故障引起的灾难性事故很多，200年9月，三峡大坝工地发生了一起由于吊耳根部裂缝引起的截带机断裂严重事故，造成3人死亡，0多人受伤，产生了极坏的社会影响；2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机由于泡沫隔绝工艺上存在缺陷致使从航天飞机的外部油箱上脱落下来造成返航着陆前爆炸解体7名宇航员身亡的人类航天史上的重大灾难。2003年4月我海军一艘361号常规动力潜艇在内长山以东我领海进行训练时，因机械故障失事，艇上名官兵不幸全部遇难。2003年9月至2004年2月，在浙赣线、古太线、京沪线等处，发生4次因机车车轴疲劳断裂和1次因车轮疲劳断裂造成的货物列车脱轨重大事故，直接与间接经济损失20亿元人民币。2004年2月18日上午伊朗东北部呼罗珊省一列装有燃料和化学物品的列车发生强烈爆炸，造成近320多人死亡，450多人受伤，5个村庄遭到严重损毁，造成至少2750万美元的经济损失。2005年2月14日15时，辽宁省阜新矿业(集团)有限责任公司孙家湾煤矿海州立井发生一起特别重大瓦斯爆炸事故，共造成214人死亡，30人受伤，直接经济损失4968.9万元。2005年8月6日，哥伦比亚西加勒比航空公司的一架麦道－82客机16日从巴拿马飞往法属马提尼克岛的途中在委内瑞拉西部山区由于发动机故障而坠毁，机上152名法国乘客和名机组人员全部遇难。2006年1月20日19时许，青藏铁路两列工程车由于机械故障造成火车追尾，致使1死8伤的严重事故。北京时间2006年7月9日6时50分，俄罗斯一架从莫斯科出发飞往伊尔库茨克的客机A－310在降落时由于制动系统液压刹车装置失灵而冲出跑道，造成火灾，致约150人死亡，多人受伤。且继9日发生重大空难后，10日又有3架飞机因引擎故障紧急着陆[]。2007年4月18日7时45分左右，辽宁省铁岭市清河特殊钢有限公司发生钢水包滑落事故，装有30吨钢水的钢包在吊运下落至就位处2-3米时，由于单位管理不善、起重设备动力系统故障而突然滑落，钢水撒出，冲进车间内5米远的一间房屋，造成在屋内正在交接班的32人全部死亡，2名操作工轻伤，直接经济损失达866.2万元的严重事故，这是多年来冶金行业最惨痛的事故。2008年3月2日4时左右，山西省朔州市平鲁区冯家岭煤矿由主斜井提升皮带起火发生火灾事故，造成9人死亡、6人受伤[]。2008年6月20日，宁夏吉元冶金有限公司2号炉，熔融的硅铁出炉时，钢包脱落，铁水遇水引发爆炸，共造成2人死亡、3人重伤、11人轻伤[]。2008年8月20日14时45分西班牙航空公司EC-HFP号麦道82型客机在西班牙马德里巴拉哈斯国际机场起飞时冲出跑道，机身断裂成两半并燃起大火，造成153人死亡，19受伤的重大空难[15]。因此，对设备进行状态监测与故障诊断，除故障隐患，防止重大事故发生，已成当前工业领域的重要研究课题之一。节约维修费用10~30%。1992年太原钢铁公司制氧车间内制氧设备上的一对高速齿轮突然发生故障，造成该公司的所有炼钢、轧钢分厂运行瘫痪，导致整个公司停产检修三天，同时紧急从德国空运设备所需的高速齿轮对，使公司蒙受了巨大的经济损失。由此可见，齿轮箱一旦发生故障，往往会导致严重的后果。因此，必须在事故发生前诊断出故障并加以消除，亦即在齿轮运行过程中对其运行状况及时作出准确判断，采取相应的对策消除事故隐患，杜绝事故的发生。这样就可以大大提高机器运行的可靠性和有效工作时间，为机器设备的正常维护和检修合理地安排时间、进一步提高机器的使用率，从而为企业节省大量的资金。因此，对齿轮箱运行状态进行监测和故障诊断具有重大的现实意义，齿轮箱故障诊断技术的研究和应用也是非常重要的课题。 1.2 故障诊断技术的研究现状与发展 设备状态监测与故障诊断技术是一个多学科交叉的综合性技术，涉及振动理论、信号处理、计算机、电子、声学、光学、人工智能、模糊数学等众多知识领域，最早起源于美国，1967年在美国国家宇航局（NASA）的创导下，由美国海军研