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机械电气系统设计与故障探析

发表时间：2020/9/23 来源：《基层建设》2020年第17期作者：付真荣

[导读] 摘要：随着科技迅速发展，电气系统开始在诸多领域得到广泛应用。

        安徽苏立清洁能源装备有限公司
        摘要：随着科技迅速发展，电气系统开始在诸多领域得到广泛应用。然而，在电气系统实际运行的过程中，故障多发，导致一些机械工作陷入停止状态。在机械工程的实际发展中，电气系统是不可忽视的环节，因此需要对电气系统加强重视。
        关键词：机械电气系统；设计；故障；分析
        1 电气系统的组成
        从功能上分，电气系统主要有四个部分。（1）电源线路。在机械工程的实际生产中，常见的一种电气系统就是单线制的直流系统，这种电气系统主要是以电压作为基础进行划分的，如 12V 和 24V 的电气系统。另外，在电气系统中，电源的总开关、起动机等都是直流电源非常关键的部分。（2）仪表。在电气系统中有各类仪表，如电压表、冷却液温度表等，这些仪表在机械工程中都是非常重要的，每一种仪表都是有其特殊用途，在电气系统的实际运行中，要结合工程的需求，为系统提供不同的仪表。另外，机械工程中，各类仪表非常繁杂，除了上述仪表，还有车速表等比较高端的设备。（3）照明系统。在机械工程中设置照明系统，一方面是为了照明，因为一些生产作业要在夜间进行，这样的情况下照明系统是保证正常工作的重要基础。另一方面照明系统也是有一定的警报作用，若是在电气系统中，有设备出现了故障，照明系统就会采用信号警示的方式，将故障反馈给相关的人员。在照明系统中，工作灯、前后组合灯等，都是非常重要的设备。（4）指示器。这部分在机械工程中起到的作用就是提醒以及警示，若是工作人员在实际的生产中，出现操作成功或失败，都会由指示器发信号，通常情况下是与一些仪表组合使用，可以保证人员在生产过程中的安全。
        2 机械电气系统的设计方法
        2.1 设计原理图
        在设计电气系统的原理图时，要按照国家的相关标准，用通用的符号以及标志取代一些器件在图纸上进行表示。并对其中的插件以及插件孔进行表示，了解各系统的功能以及需求，然后结合实际需求做好电气系统的各方面设计。
        2.2 控制成本
        电气系统的实际设计中，成本控制非常关键。要减少电气系统的成本消耗，设计人员需要对财务进行预算，设计要在预算的限制中，在电气系统的实际设计中，结合设备的实际环境，对预算以及器件展开适当的调整，尽量提升设备的性价比。
        2.3 选择电器件
        对电器件进行选择的时候，需要考虑电气系统内各类设备的实际作业环境，以及设备对系统的技术要求，选择的电器件需要符合国家的标准，比较常用的就是压力表以及蓄电池这些，另外，还要注重控制成本。
        2.4 整机线束及电器系统的装配设计
        设计线束是非常复杂的步骤，在实际设计中，需要详细了解结构，然后结合电气系统的实际情况，对线束进行适当设计。对装配装置进行设计，其实与线束的设计差不多。
        3 机械电气系统的常见故障
        工程机械电气控制系统大部分故障来源于没有对工程机械电气控制系统进行定期维护与检测，设备使用不当及运行不规范。同时，电气控制系统的运行状况会受到机械作用力的影响。此外，工程施工现场的温度、湿度及施工过程中形成的烟尘等都会对电气控制系统造成不利影响，继而导致电气控制系统运转迟缓、电气性能降低。电磁波对于电气控制系统的影响也不容忽视，当电气控制系统受到电磁波干扰时，电气控制系统输出的稳定性降低，还会出现非正常故障报警现象。
        3.1 传感器受损
        传感器在系统内的作用，就是将一些外部的信号转变为可以在系统内传播的电信号，若传感器有故障，就会导致外界的信号无法被系统识别，从而导致电气系统陷入停止工作的状态，一般情况下传感器的故障，主要是表现在短路、断路，因此实际的生产中，需要注重对传感器的有效检查，要及时对传感器采取维护的措施，一旦传感器的故障非常严重，要及时更换传感器。

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        3.2 发动机冷却液过热
        针对在电气系统中常见的发动机冷却液过热的现象，究其原因主要有：在系统正常情况下发动机过热、发动机冷却液温度传感器出现短路、线束出现短路及仪表故障等。在发动机冷却液发生过热的状况之时，首先要对展开故障检测分析，论断其原因。先要检查是否是因为发动机所造成的因素而致，如果是发动机方面的因素所造成的，则要进行修理或者是更换发动机。如若是发动机冷却液温度传感器存在有短路的状况，那么则要将温度传感器拆下，然后对其两引脚的电阻进行测量，在检测时，若阻值为零，那么就代表传感器存在内部短路的问题。在检测线束短路时，要对传感器两根连接线之间的电阻进行测量，若阻值为零，则表明线束短路。
        3.3 报警灯异常
        报警灯出现问题，表现就是发电机无法实现自主发电，这个时候就需要对发动机进行启动，让发电机处于中速的运行中，并对报警灯进行检查，让发电机的电压保持在一定的范围内，对发电机的输出电压展开检测。一般情况下，若电压低于一定的限度，就意味着发电机有问题，工作人员要对电路展开检查，是否在线路中出现了断路或者短路的情况，然后对报警灯展开分析。若是在实际生产中报警灯有异常的情况出现，或许是因为保险丝的问题，可以让维修人员对保险丝进行检查，看是否有熔断的问题。
        3.4 机油压力灯异常
        机油压力灯出现异常的主要原因与油压过低，或者机油压力开关受损有关，为解决机油压力灯异常的问题，需要对机油压力进行测量，如果存在压力异常需要对装置进行维护。如果发生线束短路，也会导致机油压力灯出现异常，对电阻表进行检查，如果发现电阻值归零，则证明电路存在问题，需要对其进行维修，若电阻值不为零，则证明线路正常，机油压力灯异常是由其他原因导致。
        3.5 挖掘机非正常熄火故障
        故障案例：在开挖过程中，挖掘机发动机突然停机。如果再次启动发动机并正常运行，则发动机可以继续工作，但稍后会突然关闭，不规律熄火。在故障期间，显示面板上没有故障提示，柴油回路清洗后，排气仍然存在故障。
        故障检测及处理：当该故障出现时，首先需要检查油路是否堵塞，柴油路是否漏气，如果两者正常，则需要检查主机控制电脑和传感器接头情况。在排除故障时，可以将能够正常运行的挖掘机柴油机与故障挖掘机柴油机进行交换，确定故障位置。
        3.6 挖掘机发动机无力故障
        故障案例：当空载时挖掘机发动机转速达到1 870 r/min，吊杆举升时，速度降至1 350 r/min以下，面板上显示红色发动机警报图标，发现管道中存在大量气泡，并且气泡主要出现在二次柴油滤清器元件之后。
        故障检测及处理：挖掘机发动机无力故障可能是由于电泵和滤清器有问题，如果对电泵和滤清器进行更换，并对油路采取防渗气保护后故障仍未排除，则故障可能来源于压力传感器。此时，需要对压力传感器及接线进行细致检查，着重检测共轨压力是否充足以及SCV阀的接头处是否损坏。
        4 结束语
        文章主要对电气系统的设计以及故障展开了分析。在机械工程实际生产中，电气系统是非常关键的部分，直接关系生产生活的开展，因此需要注重对电气系统的日常维护以及故障检修，让电气系统保持在稳定的运行中，从而为生产工作的开展提供良好的支持。
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