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《设备状态监测与故障诊断技术》教改初探

发布时间:2019-07-15  浏览次数:  来源:辽宁冶金职业技术学院机电工程系

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摘要:《设备状态监测与故障诊断技术》是上世纪七十年代起发展起来的新技术。近年来,由于计算机技术的飞速发展和故障诊断技术的不断成熟,设备故障诊断技术已成为保障设备安全运行、降低设备维修费用、提高设备可开动率的重要举措之一。它既能对设备状态运行变化及故障发展做出早期预报,又能对设备故障程度、原因、部位做出判断,避免或减少设备故障。所以《设备状态监测与故障诊断技术》是实现设备预知维修和主动维修及提升设备管理水平的重要基础技术。然而,《设备状态监测与故障诊断技术》理论较难,实际应用中还要求有一定的生产实践经验,使得这门课在基层设备管理与维修人员中较难推广。本文介绍了我院在《设备状态监测与故障诊断技术》课程培训推广中采用的教学方法。          

关键词:   能力训练  课程设计  企业培训

一、引言

《设备状态监测与故障诊断技术》是近几十年来发展起来的新学科,近年来由于计算机技术和虚拟技术的飞速发展,使得该项技术得到了迅速的普及。它已经成为“设备管理”学科优先发展的三项重点技术之一。这项技术是企业设备管理实现预知维修和主动维修的重要基础。然而,由于现场工程技术人员受到专业知识的限制,面对仪器中的分析功能、界面、曲线感到困惑,使得该项技术的推广产生了极大的障碍,为了更好地推进这项技术,我们采用任务驱动法教学,把课程按知识点设置了五个简明扼要的工作任务,通过学员的实际操作,较好地掌握了常见机械故障的特征与诊断方法。取得了良好的教学效果。

二、课程设计的理念及目标

(一)课程设计理念:按照“以学生为主体,教师为主导,实践为准绳,应用为目标”的设计目标,以工作任务为核心,重新构建教学体系。让学生在职业实践中,通过工作任务的完成掌握相关的专业知识及技能。本课程设计了五个相关任务,在教学过程中充分发挥学生的主体作用,通过教学任务的达成,实现学生实际能力的提高。见下表一所示。

表一:能力训练项目设计

(二)课程目标

1总目标:

通过本课程的学习,使学生系统了解《设备状态监测与故障诊断技术》课程的基本技术,了解《设备状态监测与故障诊断技术》的工作内容。理解设备振动信号故障诊断与分析方法,能熟练运用设备状态监测与故障诊断管理软件进行设备管理及故障诊断。

2能力目标:

1 能记住设备故障诊断技术的定义,明确设备故障诊断技术的基本技术,明确设备故障诊断技术的工作内容。

2 能根据振动的具体情况合理选择传感器及对设备进行振动测试。

3 能运用傅里叶级数公式对周期信号进行计算,能记住非周期信号的傅里叶变换的定义。

4)能根据振动情况合理选择振动参数及并能根据具体情况制定或选择标准。

5)能运用设备状态监测与故障诊断仪器进行旋转机械及齿轮、轴等常见零件的故障诊断。

6)能进行转子动平衡试验并对转子进行平衡调整。

7)能根据实际情况合理运用设备状态分析和故障诊断的方法。

8)能运用设备状态监测与故障诊断软件进行故障诊断。

3知识目标:

1 掌握设备故障诊断技术的定义,了解设备故障诊断技术的基本技术,了解设备故障诊断技术的工作内容。

2)掌握周期信号的傅里叶级数展开方法及绘制周期,了解非周期信号的傅里叶变换计算及连续频谱,理解自相关函数、互相关函数的定义、性质、应用,掌握幅值域分析的主要参数及分析应用方法,掌握自功率谱密度函数、互功率谱密度函数,相干函数,倒频谱的概念及应用,了解传递函数,频响函数的应用。

3)掌握机械振动定义及振动信号的分类及描述,掌握振动常用传感器工作原理,振动测试的步骤。

4 理解振动诊断标准的制定依据,理解振动量及其量级,振动标准。

5)理解设备各种故障分析方法。

4素质目标:

勤奋好学,诚实守信,善于合作,勇于创新。

三、企业培训案例

按照以上理念,我们为集团公司设备管理人员、点检员及设备维修人员先后开设了四个《设备状态监测与故障诊断技术》方面的培训班。即“设备状态监测与故障诊断”、“现代设备维修技术”、“现场动平衡实战”、“机械振动故障诊断实战”等培训班。取得了良好的教学效果(表二是“设备状态监测与故障诊断课程设计案例 ”)。并通过培训与厂矿建立了联系为厂矿解决了故障诊断问题,得到了厂矿工程技术人员的认可,使广大设备管理与维修人员进一步深入了解和掌握了设备状态监测与故障诊断技术的基本方法。

表二本钢集团设备管理人员设备状态监测与故障诊断培训案例



我们先后为本钢发电厂、本钢特钢厂、本钢二铁厂、本钢三冷轧厂进行了多次技术服务(见图1、图2、图3案例),通过与学员交流和探讨提高了学员故障诊断实践能力。培训学员把培训知识运用在生产实践中,撰写的论文 《设备故障诊断技术在圆筒制粒机管理中的应用》和《800/650棒材精轧线14H减速机故障诊断实践》 在国家级《设备管理与维修》杂志2018.12月和20191月发表, 取得了良好的社会效益与经济效益。

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图1本钢发电厂水泵轴承倒谱图

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图2 特钢厂轧机减速机振动时域波形图

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图3本钢三冷轧排雾风机轴承处频谱图

四、结语

经过几年的教改实践,我们深深体会到任务驱动法是一种先进的教学方法,采用这种方法能够激发学员的学习兴趣,从而提高了教师的课堂教学效果。同时感到教学改革任重道远,建立一种新的教学模式和体系还有许多工作。另外,实训基地、远程中心建设在本课程教改中占有举足轻重的作用。由于有了在线监测与远程诊断,使老师与学员真切感觉现场实际信号的动态演变过程,加深了学员对状态监测与故障诊断方法和概念的理解和掌握。

尽管我们已经有了很大进步,但是我们还将不断持续改善,不断修正我们课程授课任务和内容,不断加强设备状态监测与故障诊断技术的专业学习,进一步加强与企业设备维修与管理人员的联系,通过培训项目帮助企业解决故障诊断方面的问题,提高故障诊断水平,不断实现该课程新的建设目标。

 

 

参考文献

 

1】闻邦椿  机械设计手册第5卷(第5版)   机械工业出版社  2010

【2】张键  机械故障诊断技术   机械工业出版社   2014

【3】张碧波  设备状态监测与故障诊断   化学工业出版社  2005


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