浅析工程机械故障检测技术及维修措施
工程机械故障对于施工影响巨大，而一些机械故障难以通过常规检测手法进行检测，这就导致在工程进行中，要停止继续建设，需要长时间的对机械故障进行排除和检测，同时需要针对性的对故障进行解决。本文收集和整理了大量的关于工程机械故障发面的资料，介绍了国内外工程机械故障检测技术的发展，介绍了工程机械故障的检测技术，包括普通诊断技术、特征测定方法、振荡测定法、油体测定法、温度测定法，介绍了不同的分析诊断技术包括：树状逻辑分析法、专业故障测定系统、参考弗晰数学的测定方法、参考神经网络法的技术、支持向量机的故障诊断方法等。另外介绍了不同的维修措施，主要包括应急维修措施、专业维修措施和机械保养方法和原则等。为机械故障的检测及排除提供了理论方法，并对维修方案提供了不同的选择性，为机械维修的发展做出应有的贡献。
机械的使用比较广泛，在各个行业和领域均具有很大的作用，无论是民用行业还是军用行业，各种机械是行业发展的基础。这就决定了机械程度的发展，体现着国家科技能力和技术水平。当代科学技术水平较高，各种机械设施的发展较快，更加的庞大、更加的精确、更加的精密以及更加的智能。对应各种机械设施的维修方法和一起设备也更加的高效和快捷。从最初只在问题出现后才加以修理，到现如今的预防修理，这就能确保机械在使用时更加的稳定，事故率更低，企业或个人造成的损失更小。从而获得人们的认可，为经济建设做强力的后盾[1-2]。
对于工程设备领域而言，要想稳定长远地发展，必须做好故障维修与技术升级工作。因此，相关人员必须高度重视工程机械可能发生的故障，有效提升工程机械故障检测与维修效率。通过分析国际及国内先进的、科学的经验，可以认识到，借助特征测定方法、分析诊断技术及故障诊断技术等，可以对机械故障情况与故障原因之间的联系进行全面挖掘，找到科学、合理的控制手段，对工程机械的应用进行优化，一旦遇到故障情况，可以在较短时间内分析故障原因并对故障进行及时、有效的处理，从而在极大程度上降低工程机械设备的故障发生概率[3]。现代化发展中，最为关键的是通过运用顶尖先进的技术来提高工程的效率。
如何让机械设施能够高效且稳定的工作，这就需要对器械的故障进行事先了解和分析，尽可能的将事故率降到最低。在机械设施使用的这些年中，由于各种突发性或严重的故障引起的重大经济损失，使得我们对机械故障的认识更加的深入。故障不应该仅仅靠在出现后进行处理，同时也需要时刻对设备进行维护及潜在故障排除。这就能够有效的避免或降低损失[4]。这时故障的检测及诊断方法就显得非常重要了。有效的检测方法能够帮助快速的定位及确定故障发生的位置及具体故障的原因，以降低人力成本及时间成本，有助于经济的发展。
机械使用情况及问题的发现方法和原理是从生物诊断学获得启示，生物诊断学是一个非常复杂和精深的学科，其以机械智能为基础并包含多个基础行业方法的集合。在其发展中各种问题发现及判定方法均是涉及天文写、计算机学、数据处理学及机械智能学等[5]。
机械故障的判断方法的研究最开始是用于大型和复杂机械来进行的，而后通过发展美国首先提出了其系统和更加创新的检测方法，从20世纪60年代开始，美国先后成立了各种用于机械设施故障分析的组织，并以此为研究基础推动了核能工业、重工业及很多领域的机械故障检测方法。其后德国也开始对这方面进行研究，并取得了不小的成果[6]。最初由美国的研究人员针对发动机的故障及问题进行研究，通过长时间的积累和研究，提出了故障预判体系及其具体的运作方式，其将各种发动机的问题归纳起来，并经过信息化处理，以此为基础为发动机的问题预判，做出了很好的理论积累[7。之后又学者对其提出的理论进行扩展，讲这种理论及方法运用到了多个机械领域，并取得了和好的预期效果，对机械设施的常见问题的检测及诊断做出了重要的贡献[8]。另外，国外的一些学者对机械故障检测技术做出了更多的研究，将机械设备的故障检测及维修理论运用到实际中，并提出了几种常见故障出现的规律，和故障引起的原因。并收集了电力领域及化工领域的多种设施运行资料，对各种设备的故障进行分类，并提出了多种分析方法和故障处理方法，这种处理方法是具有一定的通用性，对其他行业故障的检测和排除具有非常大的意义[9-13]。
国内的机械行业发展起步较晚，器械化深度较小，但是随着经济及技术的发展，我国在机械行业的发展也不容小觑。尤其是对各种机械问题的研究及分析方面有着非常丰富的经验。其中有学者在很早的时期就提出了常用轴向转动机械的故障表现及解决方法汇总，通过其多年的整理和分析，对多种机械的常见故障进行了整理，并提出了具体的故障检测和排除方法，之后对故障进行处理。另外，还对故障的成因及故障演变过程进行了详细介绍，提出了多种故障排除方法，这些理论方法为我国机械行业的发展做出了不小的贡献，在最初机大型机高精尖械主要靠进口的年代，机械故障的排除的检测为机械的使用带来了不小的困难。这些方法的整理和介绍为我国机械领域的发展提供了很大的技术支持[14]。之后有学者提出了发动机械故障检测及排除方法，对各种军用发动机及大型发动机的使用及故障问题给出了详细的介绍，并整理出了常见故障出现的原因及检测技术。将我国机械领域的发展推向了更高的平台[15]。有研究人员提出了机械裂缝的检测方法技术。通过建立和使用机械裂缝运行模型，能够快速的定位和得到裂缝出现的位置及大小。在不同的材料中实践之后均得出准确的定位数据，这为机械故障的检测提供一种重要的方法[16-17]。
文章主要介绍了国内外工程机械故障检测技术的发展，介绍了工程机械故障的检测技术，包括普通诊断技术、特征测定方法、振荡测定法、油体测定法、温度测定法，介绍了不同的分析诊断技术包括：树状逻辑分析法、专业故障测定系统、参考弗晰数学的测定方法、参考神经网络法的技术、支持向量机的故障诊断方法等。另外介绍了不同的维修措施，主要包括应急维修措施、专业维修措施和机械保养方法和原则等。
故障排除及检测是一种非常专业的手段，有利于相关人员及时了解工程机械的运行情况是否正常及工程机械故障的位置、原因及严重程度。故障诊断技术的主要内容如下[18-19]。首先，是通过声音测试来排除故障，从机械设备的运行过程中，以声音的变化及位置来做出大致的判断。在声音判断之中可以在短时间内对故障做出判断，可以应对很多的机械故障，能有效的减少故障排除所需要的时间。其次，机械的故障问题，通常是发生之后才能知道，而发生什么样的故障，故障造成了什么原因，这就是通过观察可以得到的部分，这部分的故障时通过查看之后进行分析排查的，这就会排除大部分的机械故障，也有很大的判断准确定。再次，就是在一些机械问题出现或发生之后，会产生特定的味道的气体，通过对气体味道的判断，来了解机械问题。这种方式的使用在一定程度上可以预防重大问题的发生，大家都知道防火要止于起始阶段，所以对味道的判断也会将机械问题扼杀到发生起始阶段。最后，就是通过使用故障排除的方法进行测试，在种检测方法也是最为准确和有效的问题排除方法，通常是使用特殊的方法或者技术甚至仪器经行排查，能够有效的对问题就行发现，并且在一定程度上能够防止更大事故的发生。
状态检测技术又称为特征检测方法，加机械故障检测方法中占有很大的比重，通常来说特征检测方法是一种比较简单但是有效的方法，一般是根据机械故障的外部特征及表现情况等进行初步判断，之后通过一定的技术手段或检测方法加以确定。根据特定的数据特征进行分析之后，可以了解机械故障的发生的位置及其具体的原因。状态检测方法包含多个具体的方式[20-21]，例如：首先是分段测定方法，将机械分成若干的部分，对特定部分展开细致的检测，从而对具体故障进行确定，另外还包括对机械的维护及保养的过程。其次是系统性的测定方法，这种方法是根据机械设备的连续性作业方式而采用的，是根据机械设施在使用时，对其操作过程及实施过程进行测定，来达到故障排除的目的。最后是针对突发故障的测定，突发故障是机械故障中影响最大也最难处理的事故。在正常作业时发生，让工程无法进行，这就需要专业的方法进行测定，从而找到故障，并顺利的解决，在工程作业前期对突发故障应做好相应的预测和防护，来确保在作业时能够及时有效的解决故障。
振动监测诊断技术又称为振荡测定法是通过使用专业的设备对机械问题进行排除检出的方法。机械在使用时各部件之间连接处会产生缝隙和摩擦，在设备使用时不会对其产生较大的影响，但是在出现故障之后，这些特征将会被放大，从而影响设备的正常运行。而振荡测定法是根据专业设备对机械内部的各个部件连接处的摩擦系数、振荡情况和转动情况等进行测定。之后通过设备输出相应的指标，在对这些指标进行分析之后就会得到相应部件的故障情况。这种方式的测定方法是一种比较科学和准确的方法，在机械故障检测中具有很大的应用性[22]。
油液分析诊断技术即油体测定法机械在使用过程中各个零件及部件之间往往会产生摩擦，对机械的损耗巨大，而通过加入润滑油等措施则能够降低摩擦系数，减少零部件的损耗。而润滑油的使用是一个加入和流出的持续性过程，所以在机械故障检测中就可以对这些流出的润滑剂的成分进行分析，在一定程度上可以对部分故障进行排除，如摩擦损耗过大造成的部件损失，机械部件表面某些功能性涂料的损耗等这在机械故障排查中具有很重要的作用[23]。
机械的使用情况与机械设备的冷热程度有关，过冷或过热均是机械故障的先兆，同时是机械设备运行所要时刻注意的问题。大部分的大型机械是采用液压传动系统来输出动力，同时采用相应的系统进行控制，来实现大型机械设施的运行和施工。在机械运行的过程中温度的时刻监测是必要的步骤，当温度出现异常时，往往是故障的前兆，这时候就需要对机械设施进行检查，排除故障。另外机械设施出现问题之后，应对各部件的温度进行检查，对过冷或过热的部件的问题进行排查，很大的几率是温度异常部件发生的故障。在使用温度对机械故障进行监测和排查的时候，往往需要使用专业的设备来进行。在机械领域通常会有专门对温度进行监测控制的设备和设施，并对温度产生的原因进行分析，从而有效的对机械故障进行解决。使用温度监测及排查的方法是一种简便有效的方式[24-25]。
机械的故障中大多数的问题不会被及时的发现，需要借助一定的方法和手段来进行。而问题难以找出的一般是大型机械和精密复杂的机械，其问题产生之后，应使用专业的技术手段来进行分析。其中最为常见的属于问题的分析诊断方法，通过对所产生的的问题进行归纳，并对问题的结果进行分析。将具体问题带入到分析过程之中，并在一定时间内对问题进行初步判断，依照判断结果进一步的采取相关监测手段进行排除[26]。机械故障的分析检测方法很多，已经形成了各自的组织和构架，已经向着更加专业的方向发展了，其中主要包括树状逻辑分析法、专业故障测定系统、参考弗晰数学的测定方法、参考神经网络法的方法及支持向量机的故障诊断方法等内容[27]。
故障树诊断技术又称为树状逻辑分析方法简称问题树法，其是类似于树枝和树根的上下级分析方法。在机械问题中，树枝常常被比作机械设施的操作部分，即是在机械使用过程中主要施工或者发挥作用的设备部件。而树根则被比作机械设备的动力提供部分，如设备的发动机、液压机、转子等部件。而树干则是被比作动力传输部分，主要用于动力系统向作业系统的传输，如传输轴、齿轮、杠杆及传输带等部件。在整个分析系统中类似于大树的结构，某个部位发生故障，往往向着上游部件进行寻找，这就很容易的找出或分析出问题的原因，从而对事故做出及时的反应。但是这个分析方式存在着其缺陷型，往往是针对已发生的事故进行分析，不能提前预防和排查潜在问题，所以其应用的范围就比较[28]。
在机械故障的检修中，往往需要比较系统的方式来进行分析。而专业故障测定系统的开发则是为专业的检修做基础，其测定系统的建立模式是通过收集整理大部分机械故障的资料，并在此基础上扩展而建立的故障分析框架。在机械设施出现问题之后，个人或部门无法对问题进行排查，这就需要专业的组织或个人来介入，而这些专业人士往往使用的是专业故障测定系统，他们主要靠着积累的经验和对机械深入的认识为基础来进行分析的。另外借助现代化的科技手进行排查，更能够快速准确的定位问题[29]。
模糊数学又称为弗晰数学是一种基于一定的逻辑顺序方法而产生的，其分析方法是将各个部分按照隶属关系进行划分。在机械领域的实际应用中则是根据具体故障的实际问题加以判断。在参考弗晰数学的分析方法中，需要针对某个问题的各个层面进行划分，将问题的表现形式及可能出现问题的原因进行纵向排列，再通过具体的表现形式加以排除。这种方式虽然能够彻底的找出问题的原因，但是由于其耗费时间同时又增大工作量，使得其在实际应用不够广泛，仅在面对难以解决的故障时采用[30]。
神经网络系统是生物体中最为复杂且最为重要的系统，是营养运输和排出废物主要途径。而在机械设施故障的测定中使用的一种方法则是参考网络神经的规律而模拟建立的。由于机械故障的发生的原因多种多样，各种原因之间又存在对立和统一的成分。这种方法是通过研究主要连接关系，动力组成部分到传动设备的运行到施工设备的过程来进行排查，而次要连接关系则是通过在排查主要关系时带入到问题排查之中的[31。这种方法比较细致，在故障排查中不容易出错，也是机械设施故障检修中常见的方式。
支持向量机法是在统计学的基础上开发出来的技术方法，应用在机械维修领域则是按照机械设施中特定算法对机械故障进行排除的方法。其分析过程较为简单，并且应用范围较广，能够在小范围的机械问题中归纳出较为广谱性的检测方法。但是其缺陷也较为明显，使用的专业性程度较低，仅能用于一些简单问题的分析[32-33]。
这种维修方法主要是为零部件维修、替代维修。关于零部件维修，具体指对于损坏的零部件，需要对这些零部件进行焊接、修磨、加工及更换，让工程机械能够在较短时间内恢复使用性能。对于这一维修措施的实施，要求维修人员制订备品备件清单，区别管理易损件与事故件，并对这些零部件进行定期维护保养，通过做好预防工作，即可在故障发生时第一时间开展维修工作。关于替代维修，具体指企业需要聘用具有丰富维修经验的工程师，在工程机械现场直接找到恰当的零件来替换损坏的零件[34]。
一般情况下，某些工程机械设备具体使用阶段不可以长期处在维修状况或者故障状况中，以防对其他工作的运行造成影响。但如果发生这种情况时，维修单位人员就能够通过原位抢修技术来解决相关事宜。原位抢修技术一般是指在进行设备维修时要在设备发生故障的原位置，保证机械设备可以迅速恢复功能。在具体使用阶段，原位抢修技术一般分为以下4种类型：①耐磨修复技术。这一技术主要针对与设备发生磨损情况下进行设备维修。②贴体封贮技术。这种技术主要应用于保护机械设备的表层结构，避免设备接触到空气中的化学腐蚀物质造成设备损伤。③结构切片修补技术。这种技术主要是为了防止设备出现薄壁破裂情况或者漏洞情况。④管路封漏技术。如果机械设备中发现裂缝或者细纹，技术人员便能够借助管路封漏技术来维修，并加固其内部零件，防止相关问题再次发生[34]。
由于材料科学的持续发展，一些新型材料在工程设备维修方面获得了一定程度上的应用，比如：借助某些高分子材料，使之与具备高阻隔、低摩擦、耐高温等特征的设备表层材料结合在一起，使得工程设备最后的修复效果可以获得有效提高。定点维护和修复技术在这种材料的帮助下，当遇到机械设备在使用阶段某些零件发生划伤、磨损、腐蚀等情况时，工作人员可以快速通过定点维护和修复技术来解决相关问题，防止机械设备长期维持在故障停工状态[35]。
对于工程机械的维修工作，维修人员应积极借鉴专业厂家的专业维修经验，比如橡胶材质零件的种类非常多，每种零部件需应用到对应类型的工程机械之中，企业可邀请专业厂家人员参与到工程机械的故障维修工作之中，专业厂家人员与企业故障维修人员一起对工程机械的运行情况进行观察，选择最佳的物料，这就是专业故障维修，这种维修方式可有效提升工程机械的故障维修效率。同时，在选择专业故障维修方式时，维修人员应积极学习最新的工程机械故障检测与维修知识与技能，不断提升综合能力，且企业应定期组织维修人员进行专业维修技能培训，使其能够及时掌握最新的维修理念、手段、技术[36-39]。
机械设备同人一样，有着好的身体才能进行正常的工作，才能够按照要求来实施，而保养则是提高其利用率的有效手段。对设备进行维护也要依据设备说明书的相关标准进行科学的维护，切忌盲目的维修。要由专业的保养和维修人员对设备进行保养，设备保养要科学化、专业化、合理化[40]。
在道路施工中，机械施工的条件比较差，而且由于工期或经济原因长时间的使用，而不加以停歇，这对机械设备的要求也相对较高，机械的使用性能是否良好，对机械的保养是否得当，都是在公路建设建设中应该重视的问题。能够对筑路机械进行正确的保养和维护，可以从一定程度上提高机械的使用效率，在筑路的过程中机械出事故的概率得到了大幅降低，同时也节省了一定的成本，降低了在维修时的配件成本和施工中停开机的成本，与此同时，推动了公路施工的进度，保证了工程的质量[41]。
机械的护理是一个必须要进行的工作，并且需要参照相关的管理程序来实施，不能自以为是的只进行使用，而不进行定期维护。要在施工团队中进行定期的设备管理培训，使相关工作者能够认识到机械设备使用和管理的相关内容，同时能够认识到机械保养的重要性，机械设备的使用寿命和完好率都与是否进行正确的保养息息相关。一味的追求工程的工期进度，而忽略了机械的保养，这是只考虑眼前的而没有长远眼光的表现，机械的使用寿命是有限的，长时间的运转而没有保养措施，只会降低机械的寿命和零件的性能，严重的可能会产生一些工程的安全隐患。
机械使用单位要对机械的使用负好责任，不仅仅是使用，还应在空闲期内做好护理和检修工作。除了要进行日常的保养和检测以外，还要定期的进行机械的维护，简单的保养可以由操作人员直接进行，而复杂的高级保养应该由专业的人员进行。日常保养和定期保养相结合，共同来维护机械设备的性能，降低机械出故障的几率，提高生产效率和工作效率。与此同时，机械在使用的过程中，维修和保养时要做好相应的记录，根据保养周期来掌握设备的使用情况，对设备中系统的使用要求和标准做相应的分析，并开展有针对性的保养计划[42]。
在建设工程的施工中，由于工程自身的特点性较强，如工程量大、投入高、工程周期紧张等，同时工程受到季节性的影响较为严重。机械设备在使用中，会受到操作时间长、季节变换、作业环境恶劣的条件影响，所以要根据不同的外界因素，分析机械设备的使用性能，加强对设备的保养和检修，保证机械设备能够持续正常的运转[43]。
文章详细介绍了国内外工程机械故障检测技术的发展，工程机械故障的检测技术，包括普通诊断技术、特征测定方法、振荡测定法、油体测定法、温度测定法。不同的分析诊断技术包括：树状逻辑分析法、专业故障测定系统、参考弗晰数学的测定方法、参考神经网络法的技术、支持向量机的故障诊断方法等。另外介绍了不同的维修措施，主要包括应急维修措施、专业维修措施和机械保养方法和原则等方面。
文章的介绍非常的详细，但是不同的机械检测及维修方式有着很大的差别，例如，医疗领域的机械与建筑领域的机械故障检测和维修方式是不一样的，不仅仅受制于检测方法的限制，还受到检测技术的限制，懂方法但是不一定有检测设备和维修设备来进行检测和维修。所以，本文的机械检测和维修方法仅限于理论上的指导，对于实际的指导意义有多大，需要进一步的考察和研究。我们相信随着我国科学技术的发展，我们的检测和维修技术会有很大的提高，逐步将会领导和引领世界范围内机械检测和维修技术的发展。
感谢在整个论文写作过程中帮助过我的每一个人。首先，也是最主要感谢的是我的指导老师。在整个过程中，给与了我很大的帮助。老师在论文撰写过程中对我遇到的困难和疑惑给予悉心指导，提出了许多有益的改善性意见，投入了很多的心血和精力。老师对我的帮忙和关怀在这里我表示诚挚的谢意。
同时，还要感谢授课老师们和所有同学们，大家在写论文的过程中也给予了我很多鼓励和支持，给我带来极大的启发。也要感谢参考文献中的作者们，透过他们的文章，是我对研究课题有了很好的出发点和思路、
弓武.煤矿机电设备质量管理中机械故障检测诊断技术的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(15):51-52.
林文斌.煤矿机电设备管理中机械故障检测诊断技术的应用策略研究[J].山东工业技术,2019(17)：77-110.
李秀广,吴旭涛,师愉航,等.基于声学成像的GIS 机械故障带电检测系统[J].高压电器,2019,55(5)：42-46.
李亚钧.对汽车发动机机械故障非接触式检测技术的几点探讨[J].南方农机,2019,50(7)：170-199.
董洪达,冯世涛,黄涛,等.高压隔离开关典型机械故障与检测方法分析[J].电工技术,2018(7)：36-38.
