张瑞卿
（前进民爆股份有限公司生产处 471600）
摘要：随着信息化时代的到来，进一步推进了机电一体化设备的发展，由于其具有高效、安全、可靠以及操作简便等特点，深受各行各业的青睐，具有十分广阔的发展前景。机电一体化设备不同于其他设备，并非是单一的电子设备或者机械设备，这就使其出现故障的原因较为复杂，不能运用传统的维修方式，为故障维修工作带来不小的难度，如果不运用合理的维修和保养技术，那么就会造成机电一体化设备无法正常运转，影响其稳定性。因此，必须要对机电一体化设备的故障维修特点和可靠性进行分析，从而合理地对设备进行管理，有效地解决和排除故障，保证生产效率。
关键词 ：机电一体化；故障；可靠性 ；维修
一、机电一体化设备故障特点
1.1 设备零件极易发生磨损
零件磨损频繁是机电一体化设备运行过程中常见的问题之一，而这也是由机电一体化设备自身特点决定的。由大量零部件组成的机电一体化设备，因为使用频率极高，因此在长期运行的过程中必然会出现元件磨损严重的问题。如果从表面分析的话，单个元件出现磨损并不会对机电一体化设备的整体运行状态产生影响，但实际情况却并非如此，如果元件出现磨损情况的话，那么就会各个元件之间的配合受到影响，对机电一体化设备的整体运行状况产生不利影响，并最终导致设备发生故障。
1.2 故障具有突发性与隐蔽性
经过长期的实践操作发现，机电一体化设备的故障具有隐蔽性和突发性极强的特点。由于机电一体化设备是由大量不同的电子产品组合而成的，再加上电子产品发生的故障具有较强的隐蔽性和突发性特点，所以如果构成机电一体化设备的电子产品在设备运行过程中发生故障的话，不但会影响机电一体化设备的正常稳定运行，而且后期故障检查和维修的难度也非常大。
1.3 设备报警系统存在漏洞
报警系统漏洞是当前机电一体化设备运行过程中普遍存在的问题之一，机电一体化设备在发故障无法正常运行时，报警设备未能根据故障类型及时发出报警信号并提示故障发生点，导致危险人员无法准确判断和分析故障发生部位，影响故障排查和维修工作的开展。这就说明，报警系统不完善作为影响机电一体化设备故障维修有序开展的重要因素，如果故障报警不及时的话，不但会导致维修人员错过最佳的故障维修时间，而且还会因为故障发生范围的扩大，增加机电一体化设备维修的时间和成本，对企业生产经营效益的提高产生了极为不利的影响。
1.4 多故障同时发生
一般情况下，机电一体化设备在运行过程中发生故障，都是多种故障同时发生。由于机电一体化设备发生的故障之间存在着密不可分的联系，所以如果机电一体化设备突然停止运转时，操作人员的第一反应自然就是记性设备发生了某种故障。然而由于大多数情况下，机电一体化设备发生的故障并不单纯的是由记性设备造成的，很有可能是电子技术方面出现问题导致的。站在机电一体化设备特点的角度分析，由于机械设备与电子元件之间存在的密切联系，所以一旦两者在发生故障的话，都有可能导致设备发生故障并停止运转。
二、 机电一体化设备的可靠性分析研究
2.1 影响可靠性的因素
首先，设备结构、功能复杂，未能准确实现机械部分设计将造成设备在运动或承力的过程中发生问题。而设备电子元器件较多，运行过程中容易产生电磁能量。未能科学完成设备设计，将造成设备运行过程中发生电磁干扰，出现控制错误，导致设备工作准确性下降。
其次，机电一体化设备中包含大量的基础元器件，导致设备可靠性受到了元器件工作可靠性影响。从数学概率角度来看，设备失效概率为单位元器件失效概率之和。因此一旦设备元器件质量不佳，就将导致设备故障率升高，最终造成设备无法保证可靠运行。
最后，设备功能需要依靠各种元器件连接实现，而不同元器件结构不同，连接方式存在一定差异，使得设备内部连接结构复杂。未能规范的连接和组装，容易导致设备后期因振动出现接触不良等问题，继而造成设备无法正常运行。
2.2 提高可靠性的对策
2.2.1 加强可靠性分析
为提高机电一体化设备的可靠性，还应加强设备可靠性分析，为设备的准确设计提供依据。在执行机构设计方面，还应对运动范围、配合关系、运行特征等因素进行综合考量，提出合理的设计框架。对设备机械运动部分展开静力学和动力学仿真分析，以结果为依据实现可靠性设计，能够使系统运行可靠性得到整体性提升。在电子部分设计阶段，应从运行环境、设备功率等各方面加强分析，确保各电子器件之间不存在电磁干扰，能够实现设备准确控制。在设备各功能模块集成的过程中，需要加强健康预测，通过超限检测掌握设备性能衰退规律，根据参数变化完成设备运行状态诊断。结合设备健康状态实施性能优化，能够使设备受异常状态影响得到降低，继而使设备工作的稳定性得到保证。在设备运行过程中，考虑到各种元器件受环境、应力等复杂因素影响，退化程度存在差异，难以实现零部件异常状态的有效监测。因此,在设计阶段还应加强产品可靠性分析，使设计和制造缺陷得到尽可能减少，并通过全面分析设备工作环境、运行状态信息完成设备健康状态的综合评估，继而为设备管理提供强有力的数据支撑。
2.2.2 实施多样化检修
在机电一体化设备日常工作过程中，考虑到各种元器件都可能发生故障，还应通过多样化检修保证设备安全。首先，还应定期开展检修工作，根据设备可靠性分析结果判断设备故障发生几率，确定强制检修时间，能够通过人工干预避免设备发生故障，达到加强故障预防的目标。采取该种维修策略，需要加强设备运行规律分析，并根据维修资源制定科学维修计划，在加强成本控制的同时，保证设备稳定运行。其次，可以采用视情维修策略，根据设备故障机理和性质对设备运行状态进行监测，保证设备故障活动得到及时发现，从而尽早采取措施进行设备维修。通过主动维修，能够避免设备故障发生带来严重后果，达到减少维修范围的目标。最后，需要采取事后改进维修策略，就是在设备发生故障后对设备实施维修的同时，完成设备设计改进，如通过增加容错补偿设置降低设备故障发生率，为设备可靠运行提供保障。采取该种策略，应确保设备故障发生不会带来大范围影响，并且同类故障发生频率较高，因此需要引进先进工艺技术对设备进行改造，以便使设备运行功能可以保持正常。实际在设备改造过程中，还应从利用率、可靠性和安全性等多个方面进行考量，保证维修策略具有一定经济性的同时，能够使设备使用寿命得到延长。
三、结语
总之，随着机电一体化设备的广泛应用，为保证机电一体化设备的正常运行，就需要注重对设备的维修和保养，了解其故障特点，有效地排除和解除故障，确保设备的安全稳定运行。同时，根据设备的可靠性进行合理的管理，最终实现生产效率的提升。
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作者介绍：
张瑞卿（1991.05.21），性别：男；籍贯：河南省洛阳市宜阳县；民族：汉；学历：专科；职称：助理工程师；职务：设备助理工程师；研究方向：机械。