工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及故障研究

王成林

摘 要：當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的腳步越來(lái)越快，大型的工程項(xiàng)目日益增多，工程機(jī)械的應(yīng)用也愈發(fā)普遍，電氣系統(tǒng)作為工程機(jī)械當(dāng)中非常關(guān)鍵的內(nèi)容，對(duì)其合理的設(shè)計(jì)，并認(rèn)真分析系統(tǒng)中發(fā)生的一些常見(jiàn)故障尤為重要，為整個(gè)機(jī)械電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了有利的保障。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械電氣系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.012

1 電氣系統(tǒng)的組成部分

（1）儀表。在工程機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要應(yīng)用的儀表有電壓表、冷卻液溫度表、變矩器油溫表、傳感器等幾類(lèi)組成，在定位高端的工程機(jī)械設(shè)備，還包括一些傳感器、轉(zhuǎn)速表、車(chē)速表等，可以依據(jù)不同的機(jī)械設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行合理的選擇。

（2）電源線(xiàn)路。針對(duì)工程機(jī)械當(dāng)中非常常見(jiàn)的單線(xiàn)制直流電氣系統(tǒng)為例，根據(jù)工作當(dāng)中的電壓標(biāo)準(zhǔn)，主要將其分為12V和24V兩種類(lèi)型，直流電流是以幾個(gè)部件所組成，主要有發(fā)電機(jī)、電源總開(kāi)關(guān)、起動(dòng)機(jī)、蓄電池等部件。

（3）指示器。指示器在工程機(jī)機(jī)械設(shè)備當(dāng)中是最為常用的指示燈，經(jīng)常是和儀表相結(jié)合，主要是用于為機(jī)械設(shè)備的操作人員提醒和指示信息，以保證工作人員的安全作業(yè)和機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）照明系統(tǒng)。在工程機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，必須借助照明系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警或者提示信號(hào)，并且兼顧照明的作用，機(jī)械設(shè)備進(jìn)行夜間工作時(shí)起著關(guān)鍵作用，比較常見(jiàn)的照明系統(tǒng)的部件組成是報(bào)警燈、前組合燈、后組合燈、工作燈等部件。

2 工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）原理設(shè)計(jì)圖。原理圖的設(shè)計(jì)在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中是基本要素，主要是用于描述和定位工程機(jī)械的功能，據(jù)此完成原理圖的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)原理圖時(shí)，需要關(guān)注每個(gè)細(xì)節(jié)，一些符號(hào)、標(biāo)志等都表示不同的線(xiàn)路和元器件。還需要針對(duì)整套設(shè)計(jì)的原理圖做線(xiàn)號(hào)標(biāo)記和線(xiàn)徑標(biāo)記，可以應(yīng)用插件或者是插件空位的形式來(lái)進(jìn)行。由于工程機(jī)械的電器件非常復(fù)雜，還應(yīng)在設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)序號(hào)做分區(qū)，以有效的區(qū)別各個(gè)電器件和復(fù)雜的線(xiàn)路。原理設(shè)計(jì)圖可以幫助維修人員便捷的分辨元器件，還能更有效的區(qū)分整體工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

（2）分析設(shè)計(jì)成本。完成了原理圖的設(shè)計(jì)，在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要對(duì)工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的成本進(jìn)行控制，禁止盲目的、不計(jì)成本、超過(guò)核算預(yù)期且不切實(shí)際的設(shè)計(jì)方式，為了避免這種情況的發(fā)生，做好設(shè)計(jì)的成本分析非常必要。在確保工程機(jī)械的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，定位工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的功能，結(jié)合實(shí)際的投入情況以及原理圖的設(shè)計(jì)，分析設(shè)計(jì)成本，不然原理圖設(shè)計(jì)、成本分析和其他的一些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將毫無(wú)意義。對(duì)工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的成本分析，可以更好的保證工程機(jī)械的性能指標(biāo)和質(zhì)量，再進(jìn)行成本的預(yù)算，使工程機(jī)械電氣系統(tǒng)更具有性?xún)r(jià)比，可以有效的節(jié)約企業(yè)的成本投入，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展起著重要作用。

（3）元器件選型。工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中尤為關(guān)鍵的內(nèi)容就是元器件的選擇，以機(jī)械電氣系統(tǒng)的總預(yù)算為基礎(chǔ)，依據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖再對(duì)元器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。第一，要充分掌握電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能，并且考慮到元器件是否通用和兼容，再進(jìn)行元器件的選擇；第二，以工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總預(yù)算為基礎(chǔ)，選擇高性?xún)r(jià)比的元器件；第三，選擇符合使用標(biāo)準(zhǔn)的元器件，并對(duì)元器件進(jìn)行測(cè)試，以保障工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加安全，更加實(shí)用。

（4）設(shè)計(jì)線(xiàn)束。多樣復(fù)雜的線(xiàn)路存在于工程機(jī)械電氣系統(tǒng)當(dāng)中，線(xiàn)束的使用狀況也不盡相同，這就要求在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)線(xiàn)束進(jìn)行明確的標(biāo)識(shí)，在設(shè)計(jì)圖當(dāng)中可以表示出線(xiàn)束的設(shè)計(jì)，并且標(biāo)注好線(xiàn)束的詳細(xì)信息。比如，線(xiàn)束的顏色和型號(hào)、是否需要保護(hù)套等信息，電氣系統(tǒng)中的地線(xiàn)，要用黑色明顯標(biāo)記出來(lái)，讓工程機(jī)械電氣系統(tǒng)可以更加的清晰并且有條理。

3 工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的故障分析

（1）傳感器的故障分析。傳感器是工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中的重要部件，各個(gè)電氣控制系統(tǒng)都是需要電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)傳感器將非電信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)傳輸相應(yīng)的控制電信號(hào)。一旦傳感器發(fā)生故障，勢(shì)必會(huì)造成相應(yīng)電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，例如，工程機(jī)械電氣系統(tǒng)中常用的溫度傳感器，主要應(yīng)用部位在發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，用于冷卻液溫度的控制，如果溫度傳感器發(fā)生故障就失去了對(duì)冷卻液溫度的控制，由于對(duì)系統(tǒng)的控制出現(xiàn)異常，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，主要是傳感器內(nèi)部出現(xiàn)短路問(wèn)題或電阻失準(zhǔn)的問(wèn)題等?？梢詫鞲衅魅∠聛?lái)，然后對(duì)其兩端的引腳進(jìn)行電阻的測(cè)量，如果電阻值為零，說(shuō)明傳感器內(nèi)部出現(xiàn)了短路的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換；如果測(cè)量的電阻值高低不等失準(zhǔn)的情況，主要是可能使受到外界的干擾而引起的，或是內(nèi)部熱偶點(diǎn)出現(xiàn)將斷未斷的現(xiàn)象，在排除外部干擾的情況下，如果測(cè)量的電阻值還是上下波動(dòng)的話(huà)就說(shuō)明是熱偶點(diǎn)的問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行更換，避免故障的擴(kuò)大化。

（2）報(bào)警燈閃爍。系統(tǒng)中的很多部位都會(huì)設(shè)置好報(bào)警燈，當(dāng)一些部位發(fā)生異樣情況時(shí)，報(bào)警燈就會(huì)不停的閃爍對(duì)操作人員進(jìn)行提示。例如，如果機(jī)油壓力報(bào)警燈閃爍，一般是由于電氣系統(tǒng)油壓過(guò)低或者壓力開(kāi)關(guān)的故障以及線(xiàn)束的短路造成的，需要檢查機(jī)油的壓力，如果不符合壓力標(biāo)準(zhǔn)就要進(jìn)行維修；如果出現(xiàn)可能是線(xiàn)束短路的問(wèn)題，就要用電阻檢測(cè)表，測(cè)量電阻，電阻為零證明確實(shí)是出現(xiàn)了短路，要及時(shí)的更換和維修；如果出現(xiàn)壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警，就要檢測(cè)壓力開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)更換。此外，充電報(bào)警燈出現(xiàn)了閃爍，那么就有可能是電源的供電系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)電停止，這時(shí)要檢查電氣系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，如果非正常運(yùn)轉(zhuǎn)，那么就應(yīng)該對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行維修，如果是正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，那么就一定是中間線(xiàn)路出現(xiàn)了故障，就要對(duì)中間線(xiàn)路進(jìn)行排查檢測(cè)，以使工程機(jī)械電氣系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

為了能夠達(dá)到更好的設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用更加科學(xué)，更加有效的方法，不但要把設(shè)計(jì)工作做好，還要了解工程機(jī)械電氣系統(tǒng)當(dāng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一些故障，對(duì)這些故障進(jìn)行分析，并且針對(duì)性的且有效的解決，這樣才能讓工程機(jī)械電氣系統(tǒng)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

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