时间：2022-03-09 21:18:34
导语：在机械故障论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
1.1振动检测法。在机器运转工作过程中，一旦机器内部不能正常运行的话，就会造成整个过程都出现不同程度的振动现象。此时就要进行振动监测措施，该措施主要是应用振动监测设备及振动技术取得机器的振动频谱来分析机器运行状态的过程。通过运动测量的实施，可以得到更为全面和准确的相关参数（速度、位移、相位等）。并在进一步分析、研究这些参数的基础上，了解到设备的当前状态，以便为设备故障的寻找奠定基础。将出现故障的地方与正常情况下的特性进行比较，就可以准确地对机器的工作状态进行判断和预测。而只有在严格对比测量数据与判断标准的前提下，才能真正判断出机器的工作情况。就判断标准而言，包括绝对判断标准和相对判断标准两种方式。其中，相对判断标准的对象是同一个部位、不同时间的比较，而绝对判断标准的对象则包括机器全部的数据统计分析。具体的做法，以采煤机牵引电机轴承出现故障的情况分析来说，它主要通过处理振动信号和频谱图来找出具体的故障特征频段，通过这些频段的能量值就能发现设备运转是否正常、有没有故障出现。一旦振动极值超过参考频谱的2.5倍的时候，就表示该机器需要维修了。
1.2温度记录传感器监测法。当工作中的设备出现异常情况（连接松动、故障或损坏等）后，就会使机器或者是部件的油温逐渐上升。此时，使用传感器与计算机监测系统相连接的措施，就可以达到连续监测机器温度的目的了。
1.3油液分析法。该方法的主要依据是，通过全面诊断和了解油液中的磨损残留物、泄漏物的具体情况来分析故障的一种措施。另外，由于该法并不是在线分析的，故此还必须要进行现场取样环节，然后才能进行诊断。换言之，该方式较其他现场分析而言要花费更多的时间。
1.4感应电流分析传感器监测法。就感应电流分析传感器来说，它的主要功能是用来探测电机转子断裂情况的。具体的运转方式为，通过一种机器供电电流的使用，来进行对高解析频谱的分析，进一步找出转子的不足，并给出相对准确的频谱分析图线，由此，便能更为清楚地了解到机器转子的状态了。在出现装配不当的情况（定、转子间产生摩擦或轴承磨损、轴弯曲等）时，就会使得电机转子的静、动气隙偏离原来的位置，致使沿气隙圆周方向的磁导不能均匀地分布在该领域中，即气隙磁场分布不对称，也就会出现定子电流异常的现象。就定子和转子电流的关系来说，可以用一个公式来表示，即I1=I2/Ki（Ki为异步电动机的电流变换系数；I1为定子电流；I2为转子电流）。此式向我们清楚地展示了定子和转子之间的关系，转子电流的变化带动定子电流的变化，并且由于它们之间存在着很大的气隙，所以也有一定的磁阻出现在电流中对其造成一定的影响。如果在频谱图中出现气隙偏心特征频率的情况时，要在全面了解和掌握特征频率分量大小和变化的基础上，准确判断出来转子在气隙中的动态位移值。换言之就是，当转子出现断条、端环断裂、转子出现偏心等一系列的故障时，就会表现在定子电流的频谱图上。具体情况是，基频两侧将出现一个边频带，这时，我们在基频与边频电流幅值的比值基础上，就能得到准确的断裂转子条数目。
2轴向柱塞泵松靴故障监测与诊断
在液压系统组成中，液压泵是其中一个极为重要的元件，它为液压系统的运用提供了主要的动力。为此，一旦该元件出现故障的话，就会造成整个系统的瘫痪、无法工作，这就要求我们在进行故障诊断的时候将更多的精力和时间用在液压泵的检测上。其中，轴向柱塞泵更是在大型机械设备中占据了关键的地位。这些泵在运行的过程中出现的故障有松靴故障、配流盘磨损故障及轴承故障等，这里面又以松靴故障最为普遍。
2.1振动信号的组成和机理分析
就轴向柱塞泵的振动来说，它包括两个方面的内容：一方面，机械振动主要由柱塞缸体部分旋转带动大轴承产生的；另一方面，流体振动的产生是以柱塞腔的周期性液压冲击或者气穴、吸空为基础的。其中，液压冲击引起的振动是轴向柱塞泵振动的主要原因。为此，在对轴向柱塞泵进行故障诊断的时候要重点关注液压冲击引起振动的基频（f=nz/60）及其谐波频率。另外，伴随着该故障的发生，会使得柱塞球头与滑靴套之间的间隙增大，也将伴有柱塞腔内油液压力的上升。换言之就是，在液压冲击逐渐增加的时候，还会使柱塞球头对滑靴产生强烈冲击。另外，在该冲击的影响下还会带来壳体的振动（附加冲击振动）。其基频表达式为f=nz/60，并且在研究附加冲击振动的基础上，还能得到轴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振动信号监测位置的确定
就轴向柱塞泵液压的振动而言，它的发生可以经由三条路径来达到。第一条途径为，柱塞、滑靴、斜盘、变量头；第二条途径为，缸体到轴承，再到泵壳体；第三条途径为，缸体到配流盘，再到泵壳体。其中第一条途径主要反映的是柱塞吸、排油腔的液压冲击产生的振动和滑靴，而第二、三条途径反映的则是所有轴承和组件的运转情况。我们要研究的松靴故障则主要出现在第一条路径传送的过程中。由于该故障的附加冲击振动主要是通过第一条途径而到达轴向柱塞泵变量头上去的，为此，该位置就是最佳的检测部位。
3设备裂纹故障监测和诊断技术的应用
在煤矿机械故障诊断领域中，设备裂纹故障的监测和诊断技术也是极为关键和不容忽视的。下面我们将具体介绍裂纹产生的一些主要原因及传统的诊断方式，并就该诊断的发展趋势和核心技术进行简要的探讨。
3.1裂纹故障简介
由于很多的机器零件都是由金属材料制成的，它们又是在不一样的载荷及环境下进行工作的。为此，就会出现众多的机件失效形式（过量弹性变形、过量塑性变形、磨损和断裂等）。其中，最为严重的就要属断裂失效了，该故障直接关系着安全事故的发生和经济的损失。调查研究发现，断裂失效的过程是在宏观裂纹的扩展下产生的，该裂纹有可能属于工艺裂纹（冶金缺陷、铸造裂纹、锻造裂纹、焊接裂纹、淬火裂纹和磨削裂纹等）的范畴，也有可能属于使用裂纹（疲劳裂纹和腐蚀裂纹）的领域。以往在检测这些裂纹的时候，我们常使用的方法有观察法、听响法、测量法和液压试验法。
3.2无损检测技术
就无损检验来说，它要求整个检验过程不能对零件、构件和材料有丝毫的破坏，要确保它们的形状、尺寸、成分及性能。通常使用的方法是物理和化学的措施来对其进行缺陷和物理性能的检测。现如今，我国已经投入使用的静态裂纹诊断的无损检测方法包括有超声波、液体渗透着色、磁粉、射线、涡流、微波和综合探伤法等。
3.3设备裂纹缺陷诊断的现代技术和发展趋势
设备裂纹监测与故障诊断技术的研究对象是那些在工作中相对来说较为复杂并且也非常关键的设备，另外，该技术的应用必须建立在高新技术的基础上，并且还要掌握和融合多种工程技术系统设备及领域，该技术具备着极强的工程应用性。伴随着各相关技术的广泛普及和其应用研究的日益深入，已经为我国煤矿机械设备故障诊断技术指明了发展方向（传感器的精密化、多维化、诊断理论；诊断模型的多元化；诊断技术的智能化），具体来说为：
3.3.1设备裂纹缺陷诊断方法的融合。就现如今的诊断方法来说，我们正在逐渐摆脱单一性质技术诊断的禁锢，并全面应用上了多参数、多故障的综合有效诊断方法，并且该诊断方法所应用的信息是极为普遍的，无论是噪声、振动、应力，还是射线都可以作为诊断的依据。此外，我们也在逐步研究一种新的措施，以便脱离原来的基于快速傅立叶变换的设备信号分析技术。
3.3.2多元传感器信息的融合及虚拟仪器技术。目前，我们对一些较为复杂的设备系统的要求也在不断增强，为此，需要应用到众多的传感器来检测运行的设备，以便能够得到更为全面、准确的诊断结果。此时就诞生了虚拟仪器技术，该技术涵盖了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感技术、显示技术等多个领域，具备着周期短、资金少、扩展性强和应用简单等多个优点。另外，它还具备着极高的经济效益，为故障诊断技术的前进和发展提供了良好的施展平台。
3.3.3智能BIT技术研究与应用。该技术为系统和设备内部提供了故障检测和隔离的自动测试能力，改革和完善了原有技术在最优化设计、信息获取、分析处理和综合决策等方面的缺陷。它为装备测试和实用效能的增强奠定了基础。这些主要依靠的是该技术所具备的智能设计、智能检测、智能诊断与智能决策等众多优势。
3.3.4基于网络的分布式故障诊断系统。现有设备裂纹故障诊断方法的应用并不是最为有效、准确的，我们通过研究分析发现，远程分布式设备监测与故障诊断系统能够在一定程度上解决传统方法中存在的问题和缺陷（单机操作形式、不支持在线监视等）。
4结语
关键词：机械密封；故障处理；原因分析
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
一、机械密封的原理及要求
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
二、机械密封的故障表现及原因
2.1机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2.2机械密封振动、发热故障原因
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
2.3机械密封介质泄漏的故障原因
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经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经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
三、处理故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
3.1机械密封振动、发热的处理
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
3.2机械密封泄漏的处理
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
3.3泵轴窜量大的处理
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
3.4增加辅助冲洗系统
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。
3.5泵振动的处理措施
关键词：数控机床故障维修
由于数控机床具有先进性、复杂性和高智能化的特点，特别是近几年数控系统不断更新换代，数控机床被广泛应用于机械制造业，给传统制造业带来巨大的变化，使制造业成为工业化的领头军。数控机床是一种典型而复杂的机电一体化产品，种类繁多，形式多样，通常是集机械、电气、液压、气动等于一体的加工设备，其中任何一部分出现故障，都可能使机床停机，从而造成生产停顿，给企业的正常生产带来较大的影响。因此，提高数控机床维修人员的素质和能力，就显得十分重要。本文介绍了数控机床故障诊断与维修的一些原则和常用方法。
一、故障诊断的一般原则
数控机床主要由主机CNC装置、PMC可编程控制器、主轴驱动单元、进给伺服驱动单元、显示装置、操作面板、辅助控制装置、通信装置等组成。故障原因不外乎是操作错误、参数错误、外界环境及电源造成的故障、线路故障、器件损坏等。通常的故障诊断原则有：（1）先静后动。先在机床断电的静止状态下，通过观察测量，分析确定为非破坏性故障后，方可给机床送电。论文参考网。在工作状态下，进行动态的的观察、检验和测试，查找故障点。而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可送电。（2）先机后电。一般来说，机械故障较易察觉，而数控系统故障的诊断难度较大，先排除机械性故障，往往可以达到事半功倍的效果。（3）先外后内。根据机床故障原因调查统计，80％以上来自于外部原因，只有不到20％是内部原因引起的。因此维修人员应由外向内进行排查，尽量避免随意启封、拆卸，否则可能会扩大故障，使机床精度减弱，降低性能。（4）先简后繁。当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。如果是功能性的故障，就应先从执行元件入手，看看气缸、电磁阀、电机、接触器等，是否存在卡滞等性能下降现象；然后是传感器、行程开关等输入信号元件；再次是电气接头、插件、活动的电线电缆等部位。这些外部元件受环境因素影响较大，比如磕碰、腐蚀、积尘等。还有元件本身的不良和机械磨损等原因，都决定了它们常是故障的根源。通常，简单问题解决后，难度大的问题也就变得容易了。
二、故障诊断与完善方法
2.1常规检测法是通过观察或借助简单的工具确定机床故障的方法。这种方法应先弄清楚故障的症状，有何特征及伴随情况，将故障范围缩小到一个模块或一块印刷电路板。它可以简单地归纳为4个字：“问，看，嗅，摸”。问，就是调查情况，在诊断故障前，修理人员询问操作手故障发生前的机床运转情况，产生在哪道程序及时间，操作方式是否得当等；看，就是观察，仔细检查有无保险丝烧断，元器件有无烧焦或开裂等情况；嗅，就是从机床散发出的某些特殊气味来判断，如某些元件烧焦的气味；摸，就是用手触试可能产生故障的温度、振动情况，以及元器件有无松动等。
2.2测量比较诊断法数控机床的生产厂家为了调整、维修机床的便利，在印刷电路板上往往设计了多个检测用的端子。用户也可利用这些端子，将怀疑有故障的印刷电路板同正常电路板进行比较。通过测量这些端子的电压与波形，可以分析故障的具体部位与原因。维修人员如果能在机床正常状态时，留心记录这些印刷电路板的测量端子，或一些关键部位的电压值和波形，在机床出现故障时，查找故障部位及原因将会更加方便。
2.3自诊断法现代数控系统具有很强的自诊断能力，当数控系统一旦出现故障，借助系统的诊断功能，可以迅速、准确地查明原因，并确定故障部位。
三、举例说明常见非机械故障和排除方法
3.1北京第一机床厂生产的XK5040数控立铣，数控系统为FANUC-3MA1.故障现象驱动Z轴时就产生31号报警。2.检查分析查维修手册，31号报警为误差寄存器的内容大于规定值。论文参考网。根据31号报警指示，将31号机床参数的内容由2000改为5000，与X、Y轴的机床参数相同，然后用手轮驱动Z轴，31号报警消除，但又产生了32号报警为：Z轴误差寄存器的内容超过±32767式数模交换器的命令值超出了-8192～+8191的范围。将参数改为3333后，32号报警消除，31号报警又出现。反复修改机床参数，故障均不能排除。为诊断Z轴位置控制单元是否出现了故障，将800，801，802诊断号调出，实现800在-1与-2之间变化，801在+1与-1之间变化，802却为0，没有任何变化，这说明Z轴、Y轴的位置信号控制进行交换，即用Y轴控制信号去控制Z轴，用Z轴去控制Y轴，Y轴就产生31号报警（实际是Z轴报警）。论文参考网。同时，诊断号8012为“0”，802有了变化。通过这样交换，再次说明Z轴位置控制单元有问题，这样就将故障定位在Z轴伺服电动机上。打开Z轴伺服电动机，发现位置编码器与电动机之间的十字联络块脱落，致使电动机在工作中无反馈信号而产生上述故障报警。3.故障处理将十字联络块与伺服电动机位置编码器重新连接好，故障排除。
3.2一台加工中心配量FANUC-6M1.故障现象机床在自动方式中出现416号报警。2.故障分析按下列顺序检查：脉冲编码器未出现不良；各连接器均牢固连接；X轴卯制线路板未出现异常；用万用表测量电动机连接线，也未发现问题。在重新启动机床，回零之后，用自动方式运转，机床正常但1H后又出现416号报警，再次按上述顺序复查一遍，发现反馈信号有一根已断，换按备用线后，机床正常，报警不再出现。
四、结论
因此，对维修人员来说，熟悉系统的自诊断功能是十分重要。包括开机自诊断和运行自诊断。开机自诊断，就是数控系统通电后，系统自诊断软件会对系统最关键的硬件和控制软件检查，如CPU、RAM、ROM等芯片，I／O口及监控软件。如果正常，将进人正常操作界面，如检测不通过，即在液晶上显示报警信息或报警号，指出哪个部分发生了故障，将故障原因定位在一定的范围内，然后通过维修手册找出造成故障的真正原因，根据书上的说明进行排除；运行自诊断，
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论文关键词：电力系统；高压断路器；故障原因
随着经济的快速发展，用户对电能质量的要求也越来越高，保证电力系统的安全可靠运行也越来越重要。高压断路器是电力系统中最重要的开关设备之一，在电网中起到控制和保护作用，即正常运行时通过开合断路器来投入或切除相应的线路或电气设备从而变换电网的运行状态；当线路或电气设备发生故障时，将故障部分从电网中快速切除，保证电网无故障部分正常运行。若断路器不能在系统发生故障时正确动作、消除故障，就可能使事故扩大甚至发生系统崩溃。因此高压断路器性能优劣、工作是否可靠是电力系统能否安全稳定运行的重要决定因素。
由于受设计、生产、运行工况、检修与维护、电动力及大电流冲击等因素的影响，断路器在系统中发生故障的几率较大。下面详细介绍高压断路器的故障及其产生原因。
一、绝缘故障
因绝缘问题而引发高压断路器故障发生的次数是最多的，主要有内、外绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压击穿，瓷套管、电容套管污闪、闪络、击穿、爆炸，绝缘拉杆闪络，电流互感器闪络、击穿、爆炸等。其中以内绝缘故障、外绝缘和瓷套闪络故障发生次数较多。
（一）内绝缘故障。在断路器安装或运行过程中，断路器内出现的异物或剥落物可导致断路器本体内发生放电。此外，因触头及屏蔽罩安装位置不正而引起的金属颗粒磨损脱落也可导致断路器内部发生放电。
（二）外绝缘和瓷套闪络故障。主要原因是瓷套的外型尺寸和外绝缘泄露比距不符合标准要求以及瓷套的质量有缺陷。由于断路器与开关柜不匹配、柜内隔板吸潮、绝缘距离不够、爬电比距不足、无加强绝缘措施等原因导致高压开关柜发生绝缘故障的次数也较多，主要有电流互感器闪络、柜内放电和相间闪络等。此外开关柜内元件有质量缺陷也将导致相间短路故障。
二、拒动故障
高压断路器的拒动故障包括拒分和拒合故障。其中拒分故障最严重，可能造成越级跳闸从而导致系统故障，扩大事故范围。造成断路器拒动主要有机械原因和电气原因。
（一）机械原因。机械故障主要由生产制造、安装调试、检修等环节引发。因操动机构及其传动系统机械故障而引发断路器拒动占拒动故障65%以上，具体故障有机构卡涩，部件变形、位移、损坏、轴销松断，脱扣失灵等。
（二）电气原因。由电气控制和辅助回路故障而引发。具体故障有分合闸线圈烧损、辅助开关故障、合闸接触器故障、二次接线故障、分闸回路电阻烧毁、操作电源故障，保险丝烧断等。其中分合闸线圈烧损一般因机械故障而引起线圈长时间带电所致；辅助开关及合闸接触器故障虽表现为二次故障，实际多为接点转换不灵或不切换等机械原因引起；二次接线故障基本是由于二次线接触不良、断线及端子松动引起。 转贴于 三、误动故障
高压断路器的误动主要是由二次回路故障、液压机构故障和操动机构故障引起。
（一）二次回路。二次回路故障主要由因接线端子排受潮绝缘降低，合闸回路和分闸回路接线端子间发生放电而产生的二次回路短路引发。此外还有二次电缆破损、二次元件质量差、断路器误动、继电保护装置误动等原因。
（二）液压机构。断路器出厂时因阀体紧固不够、装配不合格、清洁度差而造成密封圈损坏，从而促发液压油泄露或机械机构泄压，最终导致断路器强跳或闭锁。
（三）弹簧操动机构。检修断路器时，因调整操动机构分(合)闸挚子使弹簧的预压缩量不当，导致弹簧机构无法保持而引起断路器自分或自合。
四、开断与关合故障
少油和真空断路器出现开断与关合故障较多，主要集中于7.2~12kV电压范围内。少油断路器发生故障主要是因为喷油短路烧损灭弧室，导致断路器开断能力不足，在关合时发生爆炸；真空断路器发生故障主要是因为真空灭弧室真空度下降，导致真空断路器开断关合能力下降，引起开断或关合失败；SF6断路器发生故障主要是由于SF6气体泄漏或者微水含量超标引起灭弧能力下降。
五、载流故障
载流故障主要是由于触头接触不良过热或者引线过热而造成。触头接触不良是由于装配过程没有使动、静触头完全对准或对准偏差过大，操作过程中灭弧室喷口与静弧触头碰撞导致喷口断裂造成开关事故。7.2-12kV电压等级开关柜发生载流故障主要是由于开关柜中触头烧融或隔离插头接触不良过热导致燃弧而引发。
六、外力和其他故障
外力和其他故障主要为泄露故障和部件损坏，主要包括：气动部分漏气、液压部分漏油、断路器本体漏油等，约占此类故障的55%以上。
（一）泄露故障。主要由气动部分漏气和液压部分漏油引发（内漏也引发打压频繁）。泄露一般由阀系统密封不严、密封圈(垫)老化损坏、压力表接口部分泄露、压力泵接头质量差和清洁度差而引起，此外安全阀动作值错误、环温升高致安全阀误动以及安全阀动作后不复位都会引发泄压。由于生产制造水平的限制，国产断路器液压机构露油现象普遍，SF6断路器本体或者气动部分泄露点主要位于表计和管路的接头处。
（二）部件损坏。易损坏的部件主要有传动机构部件、密封部件、阀体及拉杆等。损坏主要是由于传动部件机械强度不足、密封部件质量差而引起，此外安装、检修水平不高，发现隐患不及时也将使断路器缺陷加剧而形成故障。密封件质量差易老化或是安装或检修中，密封件因受损、安装位置不正或紧固力过大而变形是密封件损坏的主要原因。
随着船舶自动化的发展，设备故障问题相应增多，机械状态监测和故障诊断技术维修是现代化船舶机械的有力工具。传统的故障诊断技术己无法准确诊断出船舶机械设备运行状态，我们必须借助新的技术方法，适当地对船舶机械设备进行功能和运行状态监测，提前预测故障，才能更好掌握船舶机械状态，保证船舶机械安全、经济的运行。有资料证明，世界上60%的船舶故障来自机舱，世界各国为保障船舶机械的安全运行，加大了对船舶机械设备的状态监测和技术诊断的研究。
1 船舶机械设备
船舶机械的工作环境大多数比较苛刻，并且它的动力机械构造复杂，形式多样，这些要求船舶动力机械设备应该有较高的可靠性。船舶机械设备的监测和维护已成为船舶营运技术管理的主要内容。虽然船舶动力装置有了较大的提高但还是会出现船舶机械故障。
生活实践证明，船舶机械运行过程中主机，辅助机械都有可能发生故障，其中柴油机故障占首位，排在第二的是轴系。主机故障中，活塞、缸套、曲轴、气阀故障较为多见；在辅助机械故障中，系统故障较多，还包含冷却系统故障、燃油系统故障、压缩空气故障和进化系统故障。以上故障多为长期损耗、老化、损坏、疲劳、断裂、铁锈腐蚀、松脱、缺少、缺水、泄露、堵塞、燃油劣质和虫蚀等多种因素造成。据统计，在四冲程柴油机中，大多都是因为不合适造成曲柄销轴承和主轴承的轴瓦磨损，在二冲程柴油机中，以活塞损伤为主。只要适当的对机械状态监测，出现问题后及时诊断，应该能保证船舶机械的正常运行。
2.船舶机械状态的诊断、监测技术
对船舶机械状态进行监测有助于提前发现问题，这不仅为问题的解决争取了时间，而且提早的维修可以降低维修经费，进而提高设备的利用率。目前在船舶机械状态的诊断和维修中常用以下几种方法。
2.1 油液监测
油液分析法是通过船舶机械设备油中的磨粒含量、磨粒大小和形状变化、油质变化、、铁含量的变化来分析设备的损坏状态。现今，油液监测方法包括光谱分析、铁谱分析、污染度分析和理化分析，并且该分析法形成了离线、在线、离线与在线结合的分析模式。此外中国船级社编写了相应的书目，为油液分析法监测螺旋桨轴、柴油机状态提供了使用说明。
2.2 震动监测
振动监测分析法是指通过对工作中的船舶柴油机产生的振动信号进行测定、分析和处理来获知机械内部零部件的状态并进行诊断。主要有活塞缸套损坏震动监测、气阀漏气故障振动监测和柴油机主轴承的、损坏故障的振动监测这三种。该方法诊断速度快、准确率较高、能够在线诊断，主要应用在船舶动力机械以下的设备诊断检测中。
2.3热力参数监测
热力参数监测分析法通过对运行中的船舶机械的柴油机的气缸压力、排气温度、转动速度、油温度、冷却水进出口温度和排放等这些热力参数的变化进行监测，分析出船舶机械工作状态和故障。
2.4综合监测
综合监测是指将油液监测、振动监测和热力参数监测的多种诊断监测方法综合利用。以掌握大量的诊断知识为前提，采用融合的理念，通过计算机系统来确定船舶机械设备的工作状态和未来故障。
3.船舶机械诊断监测技术的应用实践分析
下面通过船舶机械状态诊断检测技术在我国航道运营企业和水路运输支持系统中的具体应用，来进一步说明该技术的重要性。
（1）湖北航运企业和原武汉水运工程学院在1986年左右，开展了一项对220千瓦拖轮上的某柴油机和船舶齿轮箱进行追踪检测项目。在监测过程中，拖轮的左边主机发现了严重磨损磨粒，经铁谱分析后，由磨粒的颜色推断出磨粒分别是铁和铝，扫面电镜进一步证实了柴油机的缸套活塞组被严重损坏的真实性。在随后的维修中又发现第3、5缸活塞侧面发生损伤，这些与铁谱监测的结果是完全符合的。
（2）随后，原武汉水运工程学院又和当地的一个轮船企业将铁谱监测技术应用到具体的柴油机的工作状态监测和诊断中，在铁谱的监测中，发现柴油机的前端齿轮箱工作异常，因为左主机的磨粒含量增多明显，铁谱中磨粒较大，蓝色磨粒较多，这表明磨粒成分是低合金钢。据相关的操作人员反应，左边主机前端齿轮有异常噪音，结合铁谱分析推断出前端齿轮发生故障，及时拆解检查发现是过桥齿轮发生磨损，对其进行更换后，船舶仍正常工作。通过对20艘不同类别船舶的不同工作阶段的特定型号柴油机进行油采样，分析不同性质船舶主机的磨粒变化和基线值，绘制了具有代表性的磨损形式的磨粒图谱，人们可依照该图谱判断船舶机械主机的磨损情况。
4.结束语
总体来说，船舶机械状态诊断监测技术正朝着仪器和系统，简单和精密，定性分析和定量监测，离线监测和在线诊断等多种手段相融合的方向发展，进而实现技术的网络智能化。船舶机械状态诊断检测技术不但能够缩短我国在系统性船舶维修管理中与发达国家的差距，而且有利于提高船舶机械设备的无故障率，延长船舶机械的使用寿命，大大降低了维修费用。为追赶上船舶智能化发展的脚步，我们应要加大诊断监测技术在船舶机械管理中的应用。
参考文献
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【关键词】齿轮箱；故障诊断；小波变换；BP神经网络
中图分类号：U226文献标识码： 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
齿轮箱是机械设备中的关键部件，其质量优劣直接影响整体设备的运行和精度。由于齿轮箱工作环境复杂恶劣，其精确性和各部件的磨损及裂纹日趋成为齿轮箱各部件监测诊断的关键。为了更好地监控齿轮箱运行的状态，做到故障提前预防，使设备发挥出更高的经济效益，对齿轮箱进行了故障信号诊断。齿轮箱构件故障诊断分为检测信号、提取特征、识别状态以及决策诊断四步。在齿轮箱运行过程中利用现代化的测试分析手段，监测其运动形态，分析故障产生的原因与机理，通过信号分析与处理识别产生故障的部位以及故障程度，提出一种能在多干扰、低信噪比的复杂振动信号中，准确、快速提取故障特征信息并判决故障的方法，是齿轮箱运行状态监测与诊断领域亟待解决的问题[1]。
小波变换是近年发展起来的一种新的时域-频域分析方法，克服了短时傅里叶变
换在单分辨率上的缺陷，在时域-频域都有
表征信号局部信息的能力，具有多分辨率分
析的特点，可以探测正常信号的瞬态成分并展示其频率成分，被广泛应用于各个时频分析领域，这对齿轮箱故障诊断提供了很大的便利。
1 齿轮箱故障诊断特点与诊断方法
1.1 常见的齿轮箱故障形式
通常齿轮箱运行过程中，由于齿轮箱本身制造装配误差以及操作维护不善或者不合适的环境下使用等，均会使其极易产生各种形势的故障。故障类型也会随着齿轮材料、热处理工艺程度、运转状态等因素的不同而产生不同的变化。常见的齿轮箱故障形式有：齿面磨损、粘着撕伤、齿面疲劳剥落、轮齿龟裂和断齿、齿面点蚀、齿面胶合与擦伤以及齿面接触式疲劳、弯曲疲劳等故障。
1.2 齿轮箱的振动特征
在齿轮箱高速运转状态下，伴随着内部构件故障的发生与发展，必定会产生异常的振动，振动信号可以很快的反映出齿轮箱的运行状态，判别出各构件是否出现异常。大量实验证明，对齿轮箱故障检测进行振动分析是最有效的方法。由于齿轮箱的零部件在工作过程中所受得激励源不同会使其产生出多种复杂的振动类型，而且其中齿轮在啮合过程中产生的齿形和周期误差、偏心以及质量不平衡等故障，同时还会是齿轮箱工作过程中发生齿面磨损、疲劳断齿等故障[2]，严重影响到机械设备的运行，进而影响的经济效益，甚至出现伤亡事故。由于故障对振动信号的影响是多方面的，因此如果仅仅依靠对齿轮箱振动信号出现啮合频率和倍频成分的差异来识别齿轮箱各部件的故障是远远不够的，其中包括幅值调制、频率调制等频率成分进行诊断。
1.3 故障诊断过程对小波的内在需求[3]
小波分析应用于机械故障诊断，快速准确的识别故障，是小波分析要完成在齿轮箱的故障诊断过程对小波的内在需求中的主要任务。通过实验研究说明，机械故障诊断和信号特征提取的所采用的方式是对特征信号进行高效的时域-频域分析，该分析方法是故障诊断的必要要求。
通过对齿轮箱各部件故障诊断全过程进行分析，建立故障诊断系统的数学模型。目前对振动信号分析以分析时域-频域特征为主，但是故障特征信号的特殊性需要对其进行高效的时频分析，而且诊断理论也要求对特征信号进行深度分析，时域-频域分析是主要的分析手段，提取微弱信号对诊断过程有着至关重要的意义。
2 小波基本理论
2.1 小波变换
小波变换是一种时间-尺度分析方法，在时间、尺度（频率）两域都具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，很适合于探测正常信号中夹带的瞬间反常现象并展示其成分。
小波函数[4]：设满足条件：
（1）为一平方可积函数，即；
（2），（2.1）
其中，为的傅里叶变换，则称为一个小波母函数或者小波函数，,式（2.1）为小波函数的可容性条件。
小波基函数：将小波函数进行伸缩和平移有 ，其中为伸缩因子（或尺度因子）；为平移因子；称为依赖于，的小波基函数。
2.2 连续小波变换和离散小波变换[5]
设为一个能量有限的信号，连续小波变换为：
，
（t,a,b为连续变量）；
选取，（,），其中为固定伸缩步长，为移位步长，离散小波变换为：
2.3 小波函数的选取
故障诊断过程中小波函数的选取是多种多样的。因为作为小波变换的基函数不是唯一的，因此不同的小波函数分析对同一个问题会产生不同的诊断效果。由此可之选取小波函数是准确快速诊断故障的尤为关键。
3 小波变换的工程应用
快速准确的判断齿轮箱是否出现异常状态通常是通过对频域波形和幅值及频谱等特征参数进行诊断分析。不同故障的振动波形显示出不同的振动形态，振动信号的能量也会随着频率的不同分布也显现不同的变化[6]。所测齿轮箱的正常运行、外圈裂纹故障信以及保持架故障等三种运行状态下的振动信号所呈现的振动时域波形如图3.1所示：
图3.1 齿轮箱三种运行状态的振动信号
由图3.1中三种振动信号可以看出，故障齿轮箱的信号加速度冲击幅值明显增大，可以判别出齿轮箱中齿轮外圈以及保持架出现故障。但要通过时域该图的时域波形判断出齿轮箱故障的具体部位，则需要做进一步的分析。根据图像中相同频率中的数据计算出各自的峰值，将其作为频域分析的一个主要信号特征函数，该分析法是目前应用于故障诊断技术中的最新处理方法。对图3.1中的两种故障信号用db2正交小波基进行4层小波分解，分解结果如图3.2和图3.3所示：
图3.2 外圈裂纹故障4层小波分解
图3.3 保持架故障4层小波分解
由此两图的4层小波分解重构图可知，仍旧不能准确的判别出故障的具置，而且信号中夹杂着其他很多噪声信号，有很多混叠的成分，根本不能准确快速的诊断出故障发生的部位以及类型，需要进一步对两种故障信号第1层细节信号d1做希尔伯特变换，提取各自第1层的包络谱，进行谱分析。如图3.4和3.5所示：
图3.4 外圈裂纹故障第1层细节信号包络谱
图3.5 保持架故障第1层细节信号包络谱
由此包络谱图可知，齿轮箱故障信号分频谱中，在100Hz附近出现了幅值变化较大的边频带，可以推出齿轮箱的故障，在通过对照齿轮箱故障特征频率可知，判别出齿轮箱故障的具置，以便快速准确的诊断出齿轮箱的故障。
4 针对小波变换分解的神经网络故障诊断
本文采用的BP神经网络模型为3层结构，12个输入层神经元，3个输出层神经元,经多次网络训练发现，10个隐层神经元能更好的取得分类效果和收敛速度。输入和输出神经元采用的传递函数为logsig，隐含层神经元采用的传递函数则是双曲正切S型函数tansig，训练步数为1000，目标误差为0.1*10^-4。
针对齿轮箱的三种情况，每种情况都有12个学习样本，目标输出为（1,0,0）、（0，1，0）、（0，0，1）分别对应正常、外圈裂纹故障、保持架故障三种状态，训练结束以后，检验网络模型，不断修正阈值和权值，使网络误差达到最小，即满足训练要求。BP神经网络的训练样本数据和对应的齿轮箱故障如表4.1所示：
表4.1 样本数据输入
序号 样本数据 齿轮
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
外圈裂纹故障
保持架故障
将齿轮箱三种工况数据提取其对应的特征频段作为测试数据对BP神经网络进行检验，表4.2为测试数据输入：
表4.2 测试数据输入
序号 测试数据 齿轮
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
外圈裂纹故障
保持架故障
将表4.2的测试样本数据输入到BP神经网络进行检验，得到测试结果如表4.3所示：
表4.3 BP神经网络诊断输出
序号 实际输出 期望输出
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 结论
通过分析可知，该BP网络模型能有效地对齿轮箱运行状态进行分类识别，并判决故障具体部位。本文采用了大量测试数据对该神经网络模型进行检验，进而计算诊断，测试误差很小，在测试中对各种工况实现了准确判断。因此只要有足够的样本数据，便可对齿轮箱的运行状态进行分析判别，准确快速定位故障。此项目可以在齿轮箱出现故障停机前准确判断出将要发生故障的位置，从而避免了因齿轮破损造成多个齿轮故障或是整个齿轮箱报废的情况发生，降低了机床维修成本，同时也避免了因机床故障停机而耽误生产时间造成的损失，依据公司现有的加工设备规模和生产产值来看，产生的经济效益将会是可观的。
参考文献
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[5]张蒲林。基于小波分析和神经网络二等图像数字水印技术研究[D].。西安科技大学硕士学位论文，12-14.
【关键词】电动机；启动失败；分析
0 前言
输油主泵是保障原油、成品油大动脉正常输送的核心，输油主泵的正常运行是输油气生产安全的前提。影响输油主泵启动的因素很多，本文将从输油泵启动过程的电气控制、电机自身和泵的联锁保护程序入手，阐述影响输油主泵启动的因素及其解决办法。
1 影响电动机启动的因素及其解决方法
西部管道输油站输油主泵均采取直接启动方式，由中控/站控或就地操作发出的合闸信号作用于高压开关柜控制回路，通过开关柜执行机构动作带动断路器合闸，电机通电并启动，启动过程中检测泵机组运行状态的状态信号反馈到上位机，若各项信号正常，则启动过程结束，启动成功，若有某项参数异常，达到保护装置设定值时，通过连锁程序，发出分闸信号，通过开关柜控制回路，断开断路器，使电动机断电，启动过程结束，启动失败。
1.1 影响电动机启动的因素及其解决方法
1.1.1 高压开关柜故障
1）高压开关柜储能故障及其处理措施
3）高压开关柜机械故障及处理措施
高压柜常见的机械故障主要有：机械连锁故障、操作机构故障等。操作机构出现故障最多的部位是限位点偏移。操作机构中扇形轮与脱扣半轴啮合量啮合量较大，脱扣阻力就大，容易卡死；啮合量较小，容易连跳，不能合闸。
相应措施：
确保电气春秋检过程中各项试验准确可靠，定期维护保养机械机构和操作机构。
1.1.2 继电保护动作
1）电动机在启动过程中常出现的继电保护动作
当电动机状态检测值超过电动机保护设定值时，就会导致保护动作跳闸，从而导致停泵。如：电动机过流保护（速断保护包括零序保护与反时限速断保护）、启动超时保护、负序电流保护、低电压保护、过热保护和差动保护，都会导致电动机保护动作跳闸，停运行输油泵。
2）相应的处理措施
（1）电动机过流、过热和启动超时保护动作
电动机过流、过热和启动超时保护动作应当做到：①尽量消除工艺和设备的跑冒滴漏现象，对在恶劣环境中运行的电机要缩短维修周期，填加油脂时必须保证洁净，且保证油脂的质量；②组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，对于长期不用的电机要定期盘车，使用前必须进行必要的检查；③尽量避免电动机过载运行，避免电动机频繁启动。
（2）电动机负序保护动作
当电机发生断相、反相、匝间短路或三相合闸触头不同步时，将产生负序电流，使转子发热大大增加，危及电动机的安全运行。为了避免该保护动作，应当在对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的功能单元进行全面的检查和试验，提高其可靠性。
（3）电动机差动保护动作
当断路器三相不同期、电动机出现匝间短路、相间短路、接地短路，或电动机进出线两端CT采样值不平衡，且达到动作整定值时，会发生差动保护动作，其中包括：差动速断保护和比率差动保护。
为了避免差动保护动作，在对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性，尽量避免电动机过载运行，减少电动机频繁启动次数，必要时需对电机转子做动平衡试验，并保证电动机洁净并通风散热良好。
1.1.3 输油泵联锁保护程序动作
1）站内连锁保护程序导致停输油泵电机的条件
（1）泵轴承非驱动端温度、泵轴承驱动端温度、泵壳体内温度、泵电机三相绕组温度、泵电机轴承非驱动端温度、泵电机轴承驱动端温度高高报，泵ESD锁定状态、泵故障，泵机械密封泄漏报警，这些信号持续2秒后会导致泵的报警从而导致连锁停泵。
（2）泵入口汇管压力开关低低报警15秒后停所有泵；
（3）泵出口汇管压力开关高高报警15秒后停第一台启动的泵，当第一台启动泵停止后，如果20秒内压力开关还是高高报停第二台启动的泵，直到压力开关回复或者停掉所有泵。
2）相应的处理措施
（1）在启、停输油泵现场监护中，对讲机要远离泵非驱动端的振动传感器。
（2）泵轴承运行温度高，达到高报警。及时更换油，对泵机组对中情况定期检测。
（3）机械密封温度高。泵检修后，由于泵体排空不充分，造成机械密封冲洗量减少，引起温度升高，检修后或运行中反复间隔排气。
（4）管道应力问题，在日常维修中，应对泵机组重新对中，避免管道应力集中。
（5）传感器误报。泵机组的振动传感器、温度传感器易发生错误报警，按时定期测试传感器的工作情况。
2 结束语
通过本文对各种影响输油泵电动机启动的原因的分析，积极的思考后提出了一些笔者的建议：
（1）多台电机连续启动时间间隔不能太短，这样容易造成启动电流叠加，从而导致母线电压急剧下降，过流保护或低电压保护动作跳闸。
（2）避免电动机过载运行和频繁启动。
（3）尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象，检修时注意搞好电机的每个部位的密封，防止电机因内部进水或其它带有腐蚀性液体、气体，导致电机发生短路现象的发生。
【参考文献】
[1]戴晨翔，王彦辉，等.数字式保护（测控）装置说明书[Z].2009，7.
论文关键词：Lycoming活塞发动机配气机构维修特性研究现状综述
发动机的换气过程直接影响发动机的性能。良好的配气机构不仅要求气门开启有尽可能大的时面值，而且要求其配气正时在任何情况下都能使发动机性能最佳。在设计中，配气机构的布置与发动机整体结构布置密切相关，要达到总体设计要求，布置紧凑，协调合理。同时提高进、排气工作性能与改善机构动力学特性常常是设计中的主要矛盾。对配气机构进行有效的分析研究，不仅能有效防止机械故障的产生．而且有利于维修方式从定期维修向“以可靠性为中心”的视情维修发展．控制维护成本，提高经济效益。
一、 国内外对配气机构研究状况
配气机构是发动机的重要组成部分，配气机构的维修特性，直接影响到发动机的经济性、动力性和可靠性，并与发动机的噪音与振动有着直接的关系。配气凸轮、气门，气门弹簧是配气机构的心脏，在配气机构中起着决定性的作用，其维修特性对机构的充气性能和动力性能具有决定性的影响。其维护与使用直接影响发动机的可靠性及维修特性指标。这些指标不仅包括动力性、经济性，也包括运转性能，如发动机的振动、噪声及排放指标。此外，它对发动机的耐久性和可靠性也会产生直接影响。因此，研究发动机的配气机构维修特性，对发动机的发展格外重要。随着现代航空活塞发动机技术的迅猛发展，发动机转速和功率逐渐要求更加安全可靠，配气机构各零件的负荷不断增加，这种由于构件本身弹性所导致的工作异常机械论文，很可能使配气机构正常工作遭到严重破坏，直到发动机不能正常运转。只有在知道了气门及其驱动零件的真实运动和载荷变化情况后，才能对其工作条件和日常维护做出正确结论。
人类对配气凸轮机构的使用要追溯到18世纪，直到19世纪末，对凸轮机构还未曾有过具有详细历史记载的系统研究。随着人类文明的进步和工业化的逐步发展，对高效的自动机械的需求大大增加。特别是在发动机诞生之后，以发动机为动力的机械逐渐增多，大大提高了人们对凸轮机械的重视程度。随着发动机动力机械的逐渐普及和发展，发动机配气机构的特性对工作性能的影响逐步被认识期刊网。在20世纪40年代以后，由于发动机转速增加，配气凸轮乃至配气机构引起的故障日益增多，人们开始对配气机构的深入研究。研究的方法也从经验性的设计过渡到有理论依据的运动学与动力学的分析研究随着技术的发展，计算机辅助设计和辅助制造技术也逐步得到了应用。目前，配气凸轮机构设计己广泛采用各种专用软件借助计算机来完成，用数控机床完成加工。气门和气门座在工作中承受极高的机械负荷、热负荷及腐蚀性气体的冲刷，状态极为不良，因而在工作中磨损比较严重，常造成气门下沉，燃烧室的有害容积增大，使发动机性能变坏，严重时气门一气门座的密封作用失效，影响发动机的正常工作和大修期，因此在发动机配气机构设计中应给予足够的重视。气门和气门座处于燃烧室和气道之间，由于缺乏有效的油供应，在气门工作表面上不可能形成油膜，从而使摩擦运动产生严重的磨损作用。通过对配气机构的动态模拟可以知道各零件的真实运动情况和载荷变化规律;通过对气门副破坏方式的分析与研究，找出其规律，以便对气门副材料的选取、表面加工，以及对配气机构的优化和配气间隙的调整提供更为有效的理论依据和实践经验。这样既研究了配气机构整体性又研究了配气机构的薄弱环节。
二、配气机构维修诊断特性现状
随着发动机新品种的不断出现和新技术新产品的引进，配气机构经常出现这样或那样的问题，据英国发动机工程师和用户协会提供的发动机停机故障表明，造成发动机停机故障的各种原因中，配气机构的故障在发动机的故障中占有比例达11.9%。它也日益引起从事发动机生产、研究和有关教学方面的重视。目前国内外对于配气机构的零星报导不少，但完整的资料或书刊却未见到。航空配气系统故障的原因往往是多方面的，而故障的发展也受多方面因素的影响。因此，航空的配气系统故障诊断技术应是针对整个系统的综合诊断。现在已经投入实用的故障监测与诊断系统大多功能单一，系统化、智能化水平低，诊断准确度不高。目前与汽车及船用活塞发动机比较，使用在航空上的活塞发动机较少使用电子控制装置，在使用过程中测量的参数也较少，维护检修主要依靠维护人员的经验和维护手册提供的排故程序。根据这种情况，航空活塞发动机的配气系统故障诊断可以利用人工智能结合排故手册和经验丰富的维护人员的排故经验开发采用基于故障树的故障诊断系统，用于日常维护中故障的快速准确的排除。由于发动机自身的工作原理，凸轮与挺柱之间、气门与气门座圈之间不可避免的存在碰撞作用，配气机构工作条件十分恶劣;而且机械论文，随着发动机转速不断提提高，配气机构各零件的负荷不断增加，这种由于构件本身弹性所导致的工作异常，很可能使配气机构正常工作遭到严重破坏，例如:凸轮与挺柱之间、气门与气门座圈之间的早期磨损;而且凸轮与挺柱之间的磨损将导致噪声增加，甚至影响换气性能;同时气门与气门座圈过早的磨损现象，会造成气门强度降低，进一步发生气门掉头，气门头与活塞运动干涉产生撞击，最终导致发动机故障。利用试车台测试的大量参数，采集发动机的各种具有某些特征的动态信息，并对这些信息进行各种分析和处理、区分、识别并确认其异常表现，预测其发展趋势及潜在的故障，查明其产生原因、发生部位和严重程度，提出针对性的维修措施和处理方法。
航空使用及维修性能指标主要是依据动力性、经济性和废气排放指标。动力性指标主要以输出的有效功率表示，经济性指标主要用燃油消耗率表示，废气排放量指标主要用C0，HC.NO、和碳粒表示。配气机构是的主要组成部分.在各种配气机构中，其主要零件都包括为气门组和气门驱动组。气门组包括气门座、气门、气门导管、气门弹簧及座和锁瓣等，其主要功用是维持气门的关闭。气门驱动组是指从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件，包括凸轮轴，气门挺杆，推杆和摇臂等，其主要功用是定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和气门间隙。配气机构的主要作用是按照每个气缸的作功顺序，按时打开和关闭各气缸进气门和排气门，以保证各气缸及时吸入清洁空气和排出废气;同时在压缩和作功行程中维持燃烧室的密封，保证正常工作。实践表明，航空功率下降、排气冒黑烟、燃料消耗率增加等问题均与配气机构的技术状态紧密相关。而配气相位和气门间隙是配气机构技术状态的主要方面，对的工作可靠性能影响极大。由于的转速较高，活塞每一行程所经历的时间极短，如Lycoming四冲程转速20O0r/min时，一个行程时间只有0.01，再加上气门开启有一个过程，气门全开的时间就更短，在这样短的时间内，要使进气充足、排气干净是比较困难的，为了增加气门开启和时间断面，并充分利用气流的流动惯性以及减少换气过程的损失，从而改善换气质量，提高充气系数，的进气门和排气门都要“早开晚关”，即进气门要在活塞位于上止点前便提前打开，而推迟到下止点后再关闭;排气门都是在活塞移动到下止点前便提前打开，而推迟到上止点后才关闭。表示进、排气门开始开启和关闭终了时刻及其持续过程的曲轴转角机械论文，称为配气相位。它是设计单位经过反复实验而确定的，虽然近年来己可采用计算分析的方法来选择最佳的配气相位，然后经实验验证，但大多数配气相位仍是经过试验确定的。不同型号发动机的，因结构参数不同，配气相位也不同。正确的配气相位应能满足下列要求:(l)良好的充气系数，以保证的动力性;(2)合对于上磨损故障，国内外的科研工作者已经进行了长期的研究与探索，取得了一定成果。其中，对于滑油零部件的磨损故障，已经形成了较为成熟的监测与诊断技术体系；而对于气路磨损故障，尚未形成很有效的解决方法。适的充气系数特性，以适应发动机扭矩特性的要求;(3)较小的换气损失，以改善的经济性;(4)必要的燃烧室热气，适当的排气温度，以降低受热零件的热负荷，保证运转的可靠性。由上可见，正确的配气相位是保证气缸内有足够的空气充量，以保证燃油的完全燃烧，使发动机有良好的动力性、经济性和废气排放为目的。发动机工作时，气门实际开闭的时刻是由凸轮的形状和配气机构各零件的正确装配保证的。在使用和维修过程中，由于零部件制造偏差、使用过程产生的磨损偏差及修理装配过程各种工艺误差等，一般都不同程度地改变了原规定的配气相位值，如气门间隙调整过小或凸轮外形加工太肥，使气门早开晚关，气门开启延续时间过长期刊网。配气相位误差将导致的动力性下降、经济性变坏及排放恶化。相位差很大时，根本不能起动:严重时造成气门和活塞碰撞，气门杆顶弯、凸轮轴变形及打坏活塞。有资料显示，某系列发动机因配气相位的误差使最大功率下降13%，最大扭矩下降11%，最低燃油消耗率增加19%。我院Lycoming发动机气门的结构形式为顶置式和。气门间隙是指气门处于关闭状态时，气门尾端与摇臂之间留有的一定间隙值。气门间隙的作用是保证气门、推杆等传动杆件受热膨胀时留有余地，当气门在关闭时与气门座紧密贴合，这对发动机是一个非常重要的因素，对其正常工作有很大影响。发动机在使用过程中，由于配气机构某些零件的磨损和紧固件的松动，气门间隙会发生变化，气门间隙过大会使气门迟开早闭，缩短开放时间，减小开启高度，造成气缸内进气不足，废气排放不彻底，燃烧的准备条件变坏，燃烧不完全，发动机的动力性下降机械论文，起动困难，怠速时发出“哒、哒、哒”气门敲击声。随发动机转速的升高噪声也随之增大，单缸断火试验时声响不变。若气门间隙过小或没有(液压式配气机构除外)，当气门及传动杆件受热膨胀后气门杆端抵触摇臂，使气门关闭不严发生漏气，造成气缸压缩压力降低、气门与气门座容易烧损，使发动机起动困难，动力性和经济性下降，排放污染增加。
三、配气机构研究技术的发展趋势
对于专门用于发动机的配气机构的研究，一直是该领域的研究前沿。研究
摘要进一步了解配气机构各零件的真实运动情况，气门弹簧的颤振和高次振型时配气机构的异常振动，从而明确机构中的薄弱环节，单质量模型则无能为力。因而随后出现了多质量动力学模型。根据使用者目的的不同，有三质量、四质量、五质量，以至更多质量的模型。多质量动力学模型的建立、参数的确定、方程的求解等虽然较困难，但它可以分析传动链中的各零件的真实运动规律以及对整个机构的影响，并能计算出气门内、外弹簧圈的大致振动情况，使模拟值更接近实际情况，故近年来多质量模型的应用远比单质量模型的应用广泛。为了进一步提高配气机构动力学模拟精度，有人采用变刚度、变摇臂比进行多质量模型的模拟计算。当然其模拟精度又有一定程度的提高，多质量动力学模型也得到了进一步的发展和完善
四、目前在配气机构维修特性方面存在的不足：
课题的难点是收集数据是一项艰难复杂的工作，本身发动机结构复杂，引起失效的原因也复杂。维修特性技术在航空活塞发动机中应用理论体系不完整。磨损机理分析采集数据多为实验得，对于实际使用中以参数变化收据不足。
参考文献
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论文摘要：数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法十分重要。
一、故障的调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
1、询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。
2、现场检查到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
3、故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
4、确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
5、排故准备有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。
(1)直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。
①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。
②目视总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。
(2)仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信号与报警指示分析法
①硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
②软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。
(5)参数调整法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。
(6)备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。
鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。
(7)交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
(8)特殊处理法当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。
二、电气维修与故障的排除
电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
1、电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。
2、数控系统位置环故障
①位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。
②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。
3、机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。
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