機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)與可靠性

高亮 楊希志

摘要：隨著技術(shù)發(fā)展，機(jī)電設(shè)備不斷更新?lián)Q代，一體化設(shè)備日益增多，并且系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量、性能不斷提升，對(duì)于相關(guān)行業(yè)發(fā)展具有重要意義。機(jī)電一體化設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)一些故障異常，進(jìn)而影響運(yùn)行可靠性，安全性。所以，需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備故障的研究，提高對(duì)故障特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，做好故障預(yù)防與維修，確保機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行可靠性?；诖耍疚姆治鰴C(jī)電一體化設(shè)備故障特點(diǎn)，總結(jié)一體化設(shè)備故障類(lèi)型、影響可靠性的因素，就如何提高設(shè)備可靠性進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;設(shè)備故障;維修特點(diǎn);可靠性

引言：現(xiàn)如今機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)日趨成熟，整體穩(wěn)定性也不斷提高。但是實(shí)際應(yīng)用中依然會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，隨著使用時(shí)間推移會(huì)更容易出現(xiàn)故障。機(jī)電一體化設(shè)備價(jià)格昂貴，承擔(dān)著重要的生產(chǎn)、制造、控制任務(wù)，必須保證良好的穩(wěn)定性，熟知設(shè)備故障特點(diǎn)，積極排查故障類(lèi)型，采用相應(yīng)的維修辦法，使機(jī)電一體化設(shè)備在出現(xiàn)故障后盡快再次投入使用。

1、機(jī)電一體化設(shè)備故障特點(diǎn)

現(xiàn)如今機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用日益普遍，對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響不斷擴(kuò)大。在使用機(jī)電一體化設(shè)備時(shí)，出現(xiàn)故障會(huì)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生極大影響，也可能影響使用安全性。因此，要熟悉設(shè)備故障特點(diǎn)，針對(duì)性做好預(yù)防，防治結(jié)合提高機(jī)電一體化設(shè)備應(yīng)用穩(wěn)定性。

1.1機(jī)械設(shè)備故障

機(jī)械設(shè)備故障成因復(fù)雜，開(kāi)展診斷工作也需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的過(guò)程，必須謹(jǐn)慎對(duì)待，提高診斷科學(xué)性。機(jī)械設(shè)備需要長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，并且運(yùn)行中各零部件持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在不同時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生不同的運(yùn)行參數(shù)。在開(kāi)展故障診斷工作時(shí)，必須注意機(jī)械設(shè)備故障動(dòng)態(tài)化特點(diǎn)，不以某個(gè)時(shí)間點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)資料作為設(shè)備故障判斷依據(jù)。此外，機(jī)械設(shè)備故障通常表現(xiàn)為無(wú)規(guī)律性，難以預(yù)知，隨機(jī)性很大并且不連續(xù)、模糊性等特點(diǎn)，如果長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷使用也會(huì)導(dǎo)致故障出現(xiàn)。出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障通常有多個(gè)成因，是在共同作用下出現(xiàn)的故障，所以開(kāi)展診斷工作要結(jié)合復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)情況。

1.2電子設(shè)備故障

在現(xiàn)代機(jī)電一體化設(shè)備中，有機(jī)械、電子設(shè)備兩部分，電子設(shè)備容易受到各種干擾，如電磁干擾;在實(shí)際應(yīng)用中故障類(lèi)型與其他電子設(shè)備有共通之處。通常情況下電子設(shè)備會(huì)突然故障，會(huì)受到環(huán)境條件影響，例如環(huán)境溫度、濕度;一些設(shè)備自身散熱不足也會(huì)燒毀設(shè)備導(dǎo)致故障。

1.3機(jī)電一體化設(shè)備故障

這一類(lèi)型的設(shè)備在出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)有上述機(jī)械、電子設(shè)備故障表現(xiàn)出的特點(diǎn)，另外表征更加復(fù)雜、故障存在轉(zhuǎn)移的可能性、具有集成性，交叉性。在系統(tǒng)中可能存在多種故障，這些故障發(fā)生時(shí)會(huì)相互影響，從而使檢修工作更加困難。例如，如果設(shè)備停止動(dòng)作或者是做出的動(dòng)作已經(jīng)偏離預(yù)設(shè)，在工作中檢修人員可能認(rèn)為是機(jī)械零件出現(xiàn)故障;但實(shí)際上可能是電子部分存在問(wèn)題。由于電子部分存在故障，從而使電子系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確發(fā)出動(dòng)作指令，會(huì)出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備不執(zhí)行動(dòng)作或動(dòng)作不符合標(biāo)準(zhǔn)。在此時(shí)，電子部件會(huì)發(fā)信號(hào)要求停止設(shè)備繼續(xù)動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備工作停止。

2、機(jī)電一體化設(shè)備故障類(lèi)型

現(xiàn)代機(jī)電一體化設(shè)備本身具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)大的功能性，自動(dòng)化水平較高，使用大量電子、電力元器件。由于這一設(shè)備的獨(dú)特性，故障類(lèi)型也與其他設(shè)備有顯著區(qū)別。根據(jù)實(shí)踐研究，常見(jiàn)故障有以下幾種：

2.1破壞、非破壞性故障

這兩種故障的劃分依據(jù)是故障產(chǎn)生后是否破壞機(jī)床、工件。破壞性故障相較于非破壞性故障而言后果更加嚴(yán)重，通常會(huì)損壞工件、機(jī)床。通常不允許直接維修。非破壞性故障則要根據(jù)故障情況了解故障原因，盡量及時(shí)解決。

2.2系統(tǒng)故障、隨機(jī)性故障

通常情況下系統(tǒng)故障需要先滿足一些條件才會(huì)出現(xiàn)，表現(xiàn)為一系列故障并且故障表現(xiàn)出不確定性特點(diǎn)。隨機(jī)性故障通常出現(xiàn)位置難以預(yù)料，具有很大偶然性，沒(méi)有先兆，需要開(kāi)展系統(tǒng)性排查工作，維修相對(duì)困難，通常必須反復(fù)試驗(yàn)才能得出可靠結(jié)論指導(dǎo)排查、維修工作開(kāi)展。

2.3有診斷指標(biāo)、無(wú)指標(biāo)故障

二者以是否觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)為劃分依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，在機(jī)電一體化設(shè)備中或多或少會(huì)應(yīng)用智能控制技術(shù)。一些高級(jí)設(shè)備具有自我診斷程序，能夠?qū)ο到y(tǒng)軟硬件進(jìn)行全面監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)故障后會(huì)及時(shí)報(bào)警，為檢修人員提供故障信息，方便檢修人員確定故障位置、類(lèi)型并開(kāi)展相應(yīng)的維修工作。在進(jìn)行這類(lèi)故障診斷活動(dòng)中，要熟悉系統(tǒng)診斷手冊(cè)，提高對(duì)設(shè)備故障位置、誘因判斷的準(zhǔn)確性、時(shí)效性，采取有效措施處理。

3、機(jī)電一體化設(shè)備可靠性影響因素

機(jī)電一體化設(shè)備必須穩(wěn)定運(yùn)行才能體現(xiàn)出技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中，很多因素會(huì)影響到設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)可靠性造成影響。在此就常見(jiàn)的幾種影響因素進(jìn)行分析。

3.1元器件失效

在數(shù)控設(shè)備中，各種元器件是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能性的基礎(chǔ)，如果元器件可靠性不足，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械設(shè)備可靠性受到影響，在機(jī)械設(shè)備中，各個(gè)部分失效率之和等于整個(gè)機(jī)械設(shè)備失效率，元器件失效原因復(fù)雜，連接存在問(wèn)題、元器件質(zhì)量不足、型號(hào)不符、元器件損壞等都是可能原因。

3.2元器件連接組裝問(wèn)題

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，存在眾多的元器件，需要合理連接組裝才能實(shí)現(xiàn)功能性。如果在機(jī)電系統(tǒng)中某些插接件存在接觸不良問(wèn)題、機(jī)械工作環(huán)境溫濕度在短時(shí)間內(nèi)有較大變化、存在大量油污粉塵污染元器件、機(jī)械設(shè)備由于各種原因出現(xiàn)異常振動(dòng)，都會(huì)降低設(shè)備運(yùn)行可靠性。

3.3電磁干擾

很多機(jī)電一體化設(shè)備需要電池提供能量支持，在系統(tǒng)運(yùn)行中，電池會(huì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，這一活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，影響環(huán)境及設(shè)備自身。干擾問(wèn)題十分復(fù)雜，對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的影響主要有兩種途徑，一是在啟用一些大功率機(jī)械設(shè)備時(shí)，交流電系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)電壓上的波動(dòng)，如果電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)電源，會(huì)有高頻電磁干擾現(xiàn)象出現(xiàn)。二是直流電源存在功率不穩(wěn)問(wèn)題，這一現(xiàn)象會(huì)使電壓隨用電器不同而出現(xiàn)起伏變化。

4、如何提高機(jī)電一體化設(shè)備可靠性

提高可靠性可以從以下幾方面著手：

（1）要優(yōu)化元器件選擇，注意安裝所用元器件質(zhì)量;在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)元器件存在問(wèn)題要及時(shí)更換，以免造成更大影響。

（2）要合理采用容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)于系統(tǒng)中的一些重要部件適當(dāng)進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，通過(guò)這一步方法提高容錯(cuò)性，使系統(tǒng)長(zhǎng)期維持運(yùn)行可靠。

（3）要進(jìn)一步提升工作精度。機(jī)電一體化系統(tǒng)有各種精度要求，例如元器件加工精度、系統(tǒng)運(yùn)行精度、控制精度等，提升精度能夠減少磨損、錯(cuò)誤，使系統(tǒng)運(yùn)行更加流暢。

（4）盡量為設(shè)備提供良好的工作環(huán)境，注意環(huán)境溫度、濕度、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)要求，減少環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)的故障問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化設(shè)備必須保證良好的運(yùn)行狀態(tài)才能實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)大的功能性。在應(yīng)用機(jī)電一體化設(shè)備當(dāng)中，必須根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)做好維護(hù)工作，采用相應(yīng)的故障查找、分析辦法，及時(shí)察覺(jué)故障異常，針對(duì)性采取解決措施，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。通過(guò)開(kāi)展可靠性研究與故障維修工作，可以洞悉系統(tǒng)缺陷，為機(jī)電一體化設(shè)備改進(jìn)、優(yōu)化提供基本數(shù)據(jù)，有效促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)步。

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