《机电一体化设备的故障维修特点及可靠性分析》

发表时间:2020/7/23   来源:《当代电力文化》2020年第5期   作者:梁勇
[导读] 进入新时期以来,得益于科学技术日益进步,机电一体化设备在工业生产的
        【摘  要】进入新时期以来,得益于科学技术日益进步,机电一体化设备在工业生产的应用日益广泛,相比与传统机械控制设备,机电一体化设备不但能够极大程度地提高生产精确性,同时更在提升生产效率中发挥着积极的作用。然而结合实践来看,由于机电一体化设备集成了众多先进技术,这就使其出现故障的机率有一定提升,如此一来势必会造成机电一体化设备可靠性下降,进而对企业严重地影响正常生产秩序。有鉴于此,本文将基于笔者工作实践,首先对机电一体化设备的主要故障特点及其诊断方法展开论述,随后在对其可靠性进行分析并提出一些提高的措施,以期为保障机电一体化设备正常使用贡献绵薄之力。
        【关键词】机电一体化;故障特点;维修诊断方法;可靠性
一、机电一体化设备的故障特点
        1.1机器设备故障的特征
        机器设备发生故障有非常多的原因,可能一个小小的疏忽就能造成很多的影响,有时候则是众多的原因才会形成故障,无法运行。所以说我们在判断机器是否故障时,一定要认真观察后再得出结论,最后再进行维修处理。机器一般是不停转动的。每个时间所产生的数据和功率也是大不相同的,所以产生的故障也比较特殊。于是在判断机器运作中出现的原因的时候,绝不可以但从一个方面去妄加推测,而是要从各个方面的不同角度去判断分析,再得出结论。再加上机器运作发生故障时没有规律可言,大多数随机发生的,不能预算,无法预言,要耐心的从多种状态去研究探讨。
        1.2电子设备故障的特征
        机电一体化的最原始的理念便是机器与电子操作相结合,所以说在讨论其故障的时候必须要结合机械与电子,对其各个不同的特点去进行研究探讨。电子设备大多数是控制作用的,拥有着突然性、隐秘性的特征,且还会收到不同程度的外界干扰。机电一体化设备故障的发生不单单只是受到电子控制和机械操作的制约,还有其他更加复杂的元素,同时也使得本来就繁琐的程序变得更加复杂,又进一步加大了故障维修的难度。所以说今后在发现机电一体化设备出现故障时,不仅仅要考虑机械设备的问题,更多的要注重电子控制的是否正常,并结合二者的故障的原因后再进行维修。
        1.3 机电一体化设备常见故障分类
        (1)破坏性故障和非破坏性故障。
        这是按照故障出现是否破坏了工件以及机床来进行划分的[1]和破坏性故障相比,损坏故障在故障分类中是极为常见的。损坏工件乃至于在机床发生故障的情况下,是禁止对其进行维修的,关于非破坏性故障,就要采取及时性措施来解决这一问题。
        (2)系统故障和偶然性故障。
        这是以系统的或然性进行划分的。系统性故障主要指的是先对一定条件进行满足,在此基础上所引发的一些不确定故障。而随机性故障的发生则是条件相同的情况下。通常说来,分析的时候,随机性故障分析起来较为艰难,一般都是要经过了反复的试验之后才能做出综合判定,故障的排除才能确保。
          二、机电一体化设备故障维修诊断方法
        由于机电一体化设备自身具有的特殊性,所以在对其故障进行诊断与分析时,应当转变固定的思维模式,将电子设备与机械设备的故障特点进行有机结合,以提高故障诊断的有效性与准确性。第一,应对机电一体化设备进行仔细的分析与研究,对其各个功能模板框架做到了然于心,并严格遵循各部分功能的结合形式,对有可能出现的故障形式进行分析。第二,应深入研究故障形式间存在的逻辑关系,并对其可靠性因素进行分析,进而正确发现故障的根源与实质,且同时评估出其对机电一体化设备的影响程度。通常常用的故障诊断方法主要有自诊断法、故障树分析法、环境因素检测诊断法等。其中,自诊断法指的是根据设备自身安装的故障指示灯、故障代码或是报警系统来诊断出设备的具体故障。这是最为简单也是最为基础的一种故障诊断方法,如若无法采用该种方法来检测故障时,则可考虑采取其他方法来对故障进行检测。

故障树分析法值得是采用个逻辑的方法,来对设备进行形象、生动的分析,对其各个部件间的关系进行直观的把握,使得在分析故障时能够具有较强的逻辑性以及清晰的思路。并且,还可以利用转移符号、逻辑符号来对不同事件间的英国关系进行描述,从而发现故障问题所在。环境因素检测法指的是将当时的外部环境因素进行充分考虑,包括外界压力、空气湿度、温度等内容。通过采用上述诊断方法,能够帮助工作人员透过故障表面现象,深入本质发现其蕴含的逻辑关系与因果关系,从而将故障的本质和根源诊断与检测出来。
          三、机电一体化设备可靠性分析及提高
        可靠性设计是近年来得到发展的和广泛应用的一种现代设计方法,它把概率论和数理统计应用于工程设计。不仅解决了传统设计不能处理的一些问题,而且能有效的提高产品设计水平和质量并降低了成本。
        影响机电一体化设备可靠性的因素:一台设备,从数控柜到伺服电机,电子和电力元器件五花八门,要对影响整机可靠性的因素作全面评价是十分困难的,只能从一些具体问题入手来提高整机的可靠性,影响可靠性的因素有:
              3.1元器件失效
        元器件是构成整个数控设备的基本单元,单个元器件的可靠性是整机可靠性的基础。按照概率运算法则,整机的失效率等于各组成部分的失效率之和。因此,应该严格挑选失效率低的产品用于实际系统。
               3.2元器件的联接与组装
        机电一体化设各控制系统复杂,电气元器件之间纵横交错,要保证整机的可靠性,就必须解决好联接与组装的可靠性,而插接件的接触不良会造成信号传送失灵,是产生系统故障的原因之一。此外,由于温度湿度变化较大,油污粉尘对元器件的污染以及机械振动的影响都会影响系统的可靠性。
               3.3电磁干扰
        机电一体化设备是利用电能进行加工的电气控制设备,在运行中必然伴随着电磁能量的转换,往往一方面对周围环境发生影响,同时,另一方面本身也会受到所处环境电磁干扰的影响。作为机电一体化的产物,数控机床和加工中心是机械、电子、电力、强电、弱电、硬件、软件等紧密结合的自动化系统,电磁环境和电磁干扰问题是一个极为复杂的问题,一般,电磁干扰源引入数控系统的主要途径有:(1)交流供电系统受邻近大功率用电设备启动(如使用电焊机)、制动影响(有大功率用于制动的电机),造成电源电压波动,以及电器开关接通断电时由电火花产生的高频电磁干扰;(2)直流电源负载能力不足,缺乏足够稳定的功率储备,造成直流电源电压随负载变化而波动;(3)电源与地线的线径太细或布局不合理,电子元器件相互之间通过公共的导线阻抗,发生信号畸变或交叉干扰;(4)控制信号引线过长又没有采取必要的屏蔽隔离措施,或与强电电线一起走线,而没有分开走线,信号线易受电磁噪声的干扰产生错误信号,尤其对于高频脉冲信号,若处理不当极易发生信号畸变。
        结束语:机电一体化是现代社会不断发展的重要标志,更是现代企业的重要生产设备。而要想更好的合理使用机电一体化设备去创造更多的发展利益,必须高度重视对其设备故障维修的处理,并研究出可靠的策略去保证机电一体化设备故障的发生,这对未来更好的发展高新技术行业有着重要意义。这需要更多的科研人员去钻研,去学习并开拓创新,才能更好的控制机电一体化设备的维修技术。
        参考文献
        [1]钟国樑.机电一体化设备的故障诊断方法分析[J].科学之友.2012.
        [2]施晓东,陈仁兴.机电一体化设备的故障维修特点及可靠性分析[J].现代经济信息.2013.
        [3]许秋香.机电一体化设备故障维修特点及可靠性分析[J].机电信息.2012.
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