一、机械故障诊断与监测的重要性

当今科学技术的进步和社会化大生产的发展，机械设备构造的复杂程度加深，机械功能的完善度增强，并且自动化水平也在逐年提升。但有很多无法避免的因素促进机械设备出现各种故障，以致于降低设备功能性的体现甚至会产生灾难性的事故，给人身及财产安全带来了严重损害，并会造成不良的社会影响。例如日本福岛及时核电站的反应堆厂房爆炸事件。该座核电站始建于1971年，在安全理念和防护措施都出现过诸多问题，此次爆炸源于在安全壳和厂房之间的氢气爆炸，但起源是由于反应堆停堆后缺乏强制散热手段而导致的。本次爆炸引起一定程度的核泄漏，日本当局在爆炸周边划设了长12.5英里的禁区，禁区内有约16万名居民被迫搬离家园。由此可见，机械故障诊断与监测在社会化大生产中的重要性，因此着力开展故障诊断与监测工作具有深远的意义。

二、机械故障诊断与监测的发展历程

在第二次世界大战期间，大量武器设备缺乏足够的故障诊断与监测，导致诸多非战斗型损耗，如在二战期间飞机失事频繁，据后期考证部分是由于驾驶员在起飞及降落时操作不当外，大多数原因都是飞行过程中飞机机械故障造成的。但直到20世纪中后期对于机械故障诊断的研究才得到足够重视，20世纪60年代美国机械故障预防小组成立，开始有计划的有目的对故障诊断技术做分类别研究，现阶段在航空航天、军事等技术领域处于经验丰富地位。20世纪70年代初期英国成立了机器保健与状态监测协会，开展故障诊断的专项研究工作，现阶段在汽车、飞机发动机监测和诊断方面具有经验丰富的地位。20世纪70年代中期，新日本制铁公司开展对于故障诊断技术领域的研究，并逐步达到实用阶段，现阶段日本在钢铁、化工、铁路等行业的诊断技术经验丰富。我国的研究起步相对较晚，从20世纪80年代开始逐步组建故障诊断的研究机构，从最初的简易诊断到如今的智能化诊断，并在化工、冶金、电力等行业取得广泛的应用。经过几十年的发展，机械设备故障的诊断与监测有了质的飞跃，已形成了完备的学科体系，并随着信号分析和处理技术的发展，不断推动着诊断技术和监测方法向更加科学更加实用化的方向发展。

三、机械故障诊断过程与监测方法

机械故障诊断与监测是基于过往和现阶段机械设备运行中的状态体现，来判断出现故障的原因以及对于未来的影响，以便形成相应的解决方案。这是一个综合性极强的技术，涉及到如通信技术、传感技术、计算机技术及人工智能领域的相关知识和技术。故障诊断的基本过程为，首先要进行信号采集的工作，是相关数据的收集工作，是故障诊断的前提。之后要把故障信号进行特征提取，要运用计算机视觉和图像处理技术进行呈现。进行状态识别，通过识别和诊断的结果来做出决策。由于领域内及各行业专家学者的努力，机械故障的诊断监测方法在不断趋于完善，很多新技术的出现也给诊断方式方法的创新起到了很大的促进作用。首先是振动分析诊断技术，是利用设备正常运转的动态性指标与设备异常出现的动态性指标的不同来判定设备故障的技术。同时该项技术在机械设备故障诊断的技术体系中有着重要的地位。振动分析是一项非常复杂的技术手段，涉及振作测绘、信号分析处理等诸多方面技术要求，需要故障诊断人员有深厚的理论功底及丰富的实践经验。在振动分析诊断中振动信号是机械设备的信息载体，但振动信号要依赖于监测点的选择，只有选择的监测点及运用合理的检测方式才能更好的反映设备运行的信息，在实际运用中监测点的选择要满足三个方面：能对设备振动状态作出的描述，选取设备振动的关键点，选取离机械设备核心部位最近的敏感点。大量的事实证明振动分析的预见性能节约许多的维修费用，且理论知识雄厚测试设备完善，在各行业都取得了良好的经济效益。同时随着传感技术的飞速发展，助力振作分析诊断结果更加更加。其次是无损检测诊断技术，是在不损害检测设备的条件下，对检测对象的内外部进行检查的技术，是对未知工艺缺陷的检查。无损检测根据原理与手段的不同有几种分类，及时是超声检测，是超声波进入物体缺陷时会发生反射来判断缺陷位置与大小。优点在于适用内部缺陷的检测，探测范围大灵敏度高并操作简单，大范围应用于金属及非金属的焊接与板材中。

第二是射线检测，是射线穿透检测对象时呈指数规律被吸收衰减，通过胶片记录下后形成底片，根据黑度不均的影像来评定产品缺陷。优点在于适用于所有材料，探伤结果直观并易于保存，特别是对于体积型缺陷有的检测效果。

第三是磁粉检测，是铁磁性材料被磁化后，由于不连续存在形成局部畸形并产生漏磁场，在吸附磁粉时形成目测可见的磁痕来评定缺陷。优点在于不受设备大小和形状限制，检测速度快并价格低廉，主要用于检测铁磁性材料的表面缺陷。另外还有渗透检测和涡流检测方式，都是针对不同材料不同缺陷的无损检测方式。

四、机械故障诊断的发展趋势

要不断推进诊断的精度和速度，需要在理论体系和实践应用上有更好的突破，展望未来以下两种诊断方式会形成发展的趋势。首先是基于机械故障诊断与计算机网络技术的深度融合，远程故障的诊断方式将逐步成为主流。该诊断方式重点为远程信号的采集与分析，实时监测数据的远程传输。其次是根据机械设备运行的状态决定下一步的运行策略，防止机械设备故障的发生，从萌芽阶段就消除安全隐患，形成监测、诊断、控制、管理一体化的智能体系。同时这也是故障诊断的较高目标，需要多种技术融合共同推进诊断技术的发展。随着国民经济和科学技术的不断发展，我国机械设备故障诊断与监测领域会取得更大的突破，并且会用的姿态助力我国社会主义现代化建设。