機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是同一學(xué)科的兩個不同層次， 它們既有聯(lián)系又 有區(qū)別，為了方便起見統(tǒng)稱為機(jī)械設(shè)備故障診斷。
機(jī)械設(shè)備故障診斷是識別機(jī)械設(shè)備(機(jī)器或機(jī)組)運行狀態(tài)的一門綜合應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)，它主要研究機(jī)械設(shè)備 運行狀態(tài)的變化在診斷信息中的反映。具體來說，就是通過測取設(shè)備運行的狀態(tài) 信號，并結(jié)合其歷史狀況對所測取的信號進(jìn)行處理、分析、提取特征，從而定量診斷(識別)機(jī)械設(shè)備及其零部件的運行狀態(tài)(正常、異常、故障) ，再進(jìn)一步 預(yù)測設(shè)備未來的運行狀態(tài)， 最終確定需要采取何種必要的措施來保證機(jī)械設(shè)備取 得最優(yōu)的運行效果。
主要內(nèi)容包括對機(jī)械設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測、診斷(識別)和預(yù)測三個方面。 其中，狀態(tài)監(jiān)測也被稱為簡易診斷，一般是通過測定設(shè)備的某些較為單一的特征 參數(shù)(如：振動、溫度、壓力等)來檢查設(shè)備運行狀態(tài)，再根據(jù)特征參數(shù)值與門 限值之間的關(guān)系來確定設(shè)備當(dāng)前是處于正常、異常還是故障狀態(tài)。如果對設(shè)備進(jìn)行定期或連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)測，就可以獲得設(shè)備運行狀態(tài)變化的趨勢和規(guī)律，據(jù)此就 可以預(yù)報設(shè)備的未來運行發(fā)展趨勢，也就是人們常說的趨勢分析。診斷(識別)則不僅要掌握設(shè)備的運行狀態(tài)和發(fā)展趨勢，更重要的是查找產(chǎn) 生故障的原因，識別、判斷故障的嚴(yán)重程度，為科學(xué)檢修指明方向。
這就是人們常說的精密診斷，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與設(shè)備故障診斷可以從以下兩個方面來理解。
一、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的基本環(huán)節(jié)
基本環(huán)節(jié)可分為狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和治理預(yù)防。
轉(zhuǎn)軸、軸承、齒輪是組成設(shè)備傳動鏈的三大組件，用振動法進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷時，可用電渦流位移傳感器在盡量靠近軸承的平面內(nèi)相互垂直的兩個方向上，測量轉(zhuǎn)軸的徑向振動，在靠近轉(zhuǎn)軸端面處測量其軸向位移；也可用加速度傳感器或速度傳感器在軸承座底部或側(cè)面測量機(jī)殼(軸承座)的水平、垂直和軸向振動。通過對特征信號的監(jiān)測、采集、記錄、分析處理及數(shù)據(jù)或圖譜顯示，對照判斷標(biāo)準(zhǔn)和參考圖譜，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)識別，并作出診斷結(jié)論。根據(jù)該結(jié)論選擇巡回檢測、監(jiān)護(hù)運行或停機(jī)檢修，對已確診原因、部位和危險程度的設(shè)備故障，可采取調(diào)整、檢修、更換等措施，防止類似故障再發(fā)生。
二、監(jiān)測與診斷的方法技巧
1.概念清晰
異常振動往往標(biāo)志著故障，欲根據(jù)提取的振動信號特征識別故障，就必須緊緊圍繞時間、頻率(轉(zhuǎn)速)、周期、相位、振幅(能量)等參量進(jìn)行分析。
工程上遇到的多為動態(tài)信號，其幅值隨時間變化。動態(tài)信號又可分為確定性的周期信號(簡諧信號、復(fù)雜周期信號)和非周期信號(準(zhǔn)周期信號、瞬變信號)、非確定性的平穩(wěn)隨機(jī)信號(各態(tài)歷經(jīng)信號、非各態(tài)歷經(jīng)信號)和非平穩(wěn)隨機(jī)信號，這些信號與振動一一對應(yīng)，并與故障關(guān)系密切。
振動有四種分類方法。一是按振動實質(zhì)的動力學(xué)分類法，可分為強(qiáng)迫振動、瞬態(tài)振動、自激振動、參變振動；二是粗略估計故障部位的按振動頻率高低分類法；三是根據(jù)信號特點區(qū)分出各種振動特征，并能對譜圖特點作出理論說明的分類法；四是振動系統(tǒng)的特征(線性振動、非線性振動)分類法。
例如，轉(zhuǎn)子不平衡和不對中故障產(chǎn)生簡諧振動，這種在離心力作用下的振動屬于強(qiáng)迫振動；當(dāng)齒輪箱或機(jī)組同時存在幾個轉(zhuǎn)子不平衡或不對中故障時，產(chǎn)生復(fù)雜周期振動；滾動軸承元件損傷故障被激發(fā)導(dǎo)致的衰減振動，屬于準(zhǔn)周期振動；齒輪斷齒、轉(zhuǎn)子摩擦等故障則產(chǎn)生撞擊的瞬態(tài)振動。
2.思路明確
(1)了解測試對象的原理，結(jié)構(gòu)及運行狀況。監(jiān)測診斷前，應(yīng)確認(rèn)被測對象是旋轉(zhuǎn)機(jī)械還是往復(fù)機(jī)械，是滑動軸承還是滾動軸承，機(jī)組傳動鏈構(gòu)成，以及是否存在外來激勵；了解被測對象的運行狀況及其故障歷史，估計可能出現(xiàn)的故障及其部位，哪些參數(shù)變化最為敏感。
(2)估計被測對象的振動類型、振級和可能產(chǎn)生的最低、最高頻率，計算故障頻率，確定分析頻帶;根據(jù)機(jī)組結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件，選定傳感器及儀器或監(jiān)測診斷系統(tǒng)。例如滑動軸承可采用非接觸式電渦流位移傳感器，滾動軸承則采用速度或加速度傳感器。
(3)選用適宜的監(jiān)測診斷參數(shù)。位移d對低頻信號(100Hz以下)非常敏感，反映了質(zhì)點工作位置的變化程度，可監(jiān)測位能對設(shè)備的破壞；速度V對中頻信號(1kHz以下)非常敏感，反映了質(zhì)點運動的快慢，可監(jiān)測動能對設(shè)備的破壞；加速度a對高頻信號(I kHz以上)非常敏感，反映了質(zhì)點受力變化，可監(jiān)測沖擊力對設(shè)備的影響。雖然數(shù)學(xué)上三個量可以相互轉(zhuǎn)換，實際測試中則應(yīng)依據(jù)各自適宜的頻率合理選用。
(4)繪制機(jī)組測點示意圖、測試報告表。
(5)檢查測試系統(tǒng)，確定傳感器安裝位置。
(6)對實測的振動特征數(shù)據(jù)和圖譜，用判斷標(biāo)準(zhǔn)或參考圖譜反復(fù)對比、分析，從振動機(jī)理上逐項排除與故障無關(guān)的因素后，結(jié)合現(xiàn)場感官診斷經(jīng)驗作出診斷結(jié)論。
(7)采用對應(yīng)的治理預(yù)防措施，以消除隱患或故障。
3、方法得當(dāng)
如果有僅能顯示振動幅值(或能量)大小的簡易診斷儀器，應(yīng)根據(jù)傳感器的頻響范圍選擇最優(yōu)的安裝方式，選好測點并做標(biāo)記。要辨知儀器上顯示振動幅值大小是哪種參數(shù)(加速度、速度、位移)，有無分檔量程(低通、高通、帶通)及其用途，能否顯示有量綱(或無量綱)的診斷參數(shù)值或分貝值等。
利用這類儀器，可選用振幅值(有效值Xrms峰值Xr、均值萬)、趨勢圖、波形因數(shù)(峰值Xp，均值X)、波峰因數(shù)(峰值Xp、有效值 )、無量綱參數(shù)、沖擊脈沖等診斷法，對機(jī)組作出定性的簡易診斷。
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