機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)及可靠性分析

（河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050026）

0 引言

機(jī)電一體化設(shè)備與其他設(shè)備存在一定的區(qū)別，其整體是純電子、純機(jī)械的設(shè)備。同時(shí)，與普通設(shè)備相比，純電子、純機(jī)械的設(shè)備都是較為接近的，兩者存在不同的特點(diǎn)。因此，在進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修時(shí)，不能采用傳統(tǒng)的故障診斷方法，而是要結(jié)合技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)判斷，從根本上解決設(shè)備故障問題。通過深入分析機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)，有利于提高機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修技術(shù)水平，使機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性得到有效提升，為我國機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展提供有力支持。

1 機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)分析

1.1 設(shè)備零件的磨損率較高

在機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行中，很容易出現(xiàn)零件磨損情況，進(jìn)而產(chǎn)生各種各樣的設(shè)備故障問題，對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行造成較大影響。造成這種情況的主要原因是機(jī)電一體化設(shè)備都是由大量的零部件所組成的，這些零部件的使用頻率較高，隨著工作時(shí)間的不斷增長，許多元件就會(huì)出現(xiàn)磨損情況[1]。從表面上來看，元件的磨損對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響程度較低，但是很容易影響到各元件的配合，導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行受到影響，進(jìn)而出現(xiàn)各種各樣的設(shè)備故障問題。

1.2 故障具有隱蔽性及突發(fā)性

就實(shí)際情況來看，在機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，體現(xiàn)出較強(qiáng)的隱蔽性及突發(fā)性，很難在第一時(shí)間找出故障問題，給機(jī)電一體化設(shè)備故障維修帶來一定的難度。造成這種情況的原因是機(jī)電一體化設(shè)備都是由大量電子產(chǎn)品所構(gòu)成的，而電子產(chǎn)品的故障本身就體現(xiàn)出較強(qiáng)的隱蔽性及突發(fā)性，在發(fā)生故障的時(shí)候，沒有任何預(yù)兆。一旦電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障問題，勢(shì)必會(huì)影響到機(jī)電一體化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也決定了機(jī)電一體化設(shè)備故障的隱蔽性及突發(fā)性。

1.3 設(shè)備報(bào)警系統(tǒng)潛在漏洞問題

從現(xiàn)狀來看，報(bào)警系統(tǒng)潛在的漏洞問題，基于機(jī)電一體化設(shè)備當(dāng)中普遍存在。如果設(shè)備出現(xiàn)故障，出現(xiàn)運(yùn)行不力的情況下，報(bào)警設(shè)備便難以及時(shí)將報(bào)警信號(hào)發(fā)出，也難以提示故障點(diǎn)，進(jìn)而使故障原因難以及時(shí)查找出來。當(dāng)報(bào)警系統(tǒng)不夠健全的情況下，還會(huì)加大后期維修成本，使故障范圍擴(kuò)大，導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)，影響綜合生產(chǎn)效益。由此可見，采取有效方法，處理設(shè)備報(bào)警系統(tǒng)潛在的漏洞問題顯得尤為關(guān)鍵。

1.4 同時(shí)發(fā)生多種故障

在機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，常常都存在多種故障的同時(shí)發(fā)生，這些故障存在一定的相互聯(lián)系，起到了一定的相互影響作用[2]。一旦機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)停轉(zhuǎn)情況，普遍都是認(rèn)為機(jī)械設(shè)備有故障問題，但是有些故障并非是設(shè)備本身的問題，而是電子技術(shù)上的缺陷。根據(jù)機(jī)電一體化設(shè)備的特點(diǎn)來看，電子元件與機(jī)械設(shè)備存在緊密的聯(lián)系，這兩者出現(xiàn)故障的時(shí)候，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)設(shè)備停轉(zhuǎn)情況，嚴(yán)重影響到機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷方法分析

2.1 設(shè)備維修思路

在進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷時(shí)，首先就要對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行深入了解，確定電子部分的控制原理和機(jī)械部分的執(zhí)行原理，掌握不同功能模塊的框架。之后按照設(shè)備故障特點(diǎn)對(duì)故障發(fā)生的類型進(jìn)行判斷，一般設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候都存在某些特征，比如軌道偏離、零件加工損壞、機(jī)器停轉(zhuǎn)等等，也包括了累計(jì)誤差等隱蔽性的誤差。總之，需要根據(jù)機(jī)械設(shè)備的故障特征進(jìn)行合理判斷，便于掌握故障實(shí)質(zhì)，找出故障發(fā)生的實(shí)際原因。

2.2 設(shè)備維修順序

在進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷時(shí)，需要堅(jiān)持“先機(jī)后電”的順序，這主要是因?yàn)闄C(jī)械故障率更高，且較為直觀，在缺乏報(bào)警提示的時(shí)候，需要對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行優(yōu)先維修。同時(shí)，要堅(jiān)持“先外后內(nèi)”的順序，對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行檢查后，對(duì)外部設(shè)施進(jìn)行排查，之后對(duì)設(shè)備內(nèi)部的控制元件進(jìn)行故障檢查[3]。此外，應(yīng)堅(jiān)持“先干后葉”的順序，對(duì)主要零件進(jìn)行優(yōu)先檢查，之后檢查次要零件。通過科學(xué)有效的方式進(jìn)行設(shè)備檢修，能夠有效提高機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修質(zhì)量。

以上述提到的“機(jī)械設(shè)備優(yōu)先維修，然后維修電子設(shè)備”檢修順序?yàn)槔?，如果機(jī)電一體化設(shè)備引發(fā)故障，需明確“先機(jī)后電”的維修順序，即基于操作層面，先對(duì)機(jī)械設(shè)備部分進(jìn)行檢查，主要是此類故障直觀，且更加容易判斷。例如：對(duì)于設(shè)備柯鵬及打滑等相關(guān)故障，通常是因機(jī)械設(shè)備潛在的問題所誘發(fā)的。進(jìn)一步可以通過觀察檢測(cè)的方式，對(duì)機(jī)械設(shè)備的零部件進(jìn)行檢查，倘若設(shè)備存在磨損故障，則極易觀察到。當(dāng)然，和電子設(shè)備比較，機(jī)械故障更容易發(fā)現(xiàn)，且在維修方面更加容易。

3 機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性及具體措施分析

3.1 機(jī)電一體化設(shè)備可靠性的影響因素

元器件失效所造成的影響。元器件作為機(jī)電一體化設(shè)備的重要基礎(chǔ)，其本身的可靠性對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性有著較大的影響作用。根據(jù)數(shù)學(xué)概率論可知，單位元失效概率的總和就是機(jī)電一體化設(shè)備的故障概率，一旦元器件出現(xiàn)失效情況，勢(shì)必會(huì)影響到機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性。所以，在選擇元器件的時(shí)候，要按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)元器件進(jìn)行合理選用，確保元器件的性能及質(zhì)量達(dá)到使用要求。

元器件連接組裝方式所造成的影響。一般元器件與系統(tǒng)的連接方式比較復(fù)雜，采用不同的連接組裝方式，機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性也就存在一定差別。所以，技術(shù)人員要選擇最優(yōu)連接組裝方式，防止出現(xiàn)接觸不良等狀況。

電磁干擾所造成的影響。在機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行中，其工作原理對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為動(dòng)能，整個(gè)過程中電磁能量就會(huì)成為另一種能量，進(jìn)而對(duì)設(shè)備可靠性造成影響。面對(duì)這種情況，就需要采取合理的屏蔽措施，降低電磁干擾的影響程度，同時(shí)也要保證質(zhì)量，防止線路問題影響到機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性。

3.2 加強(qiáng)提升機(jī)電一體化設(shè)備可靠性的設(shè)計(jì)

為提高機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性，既要把握好大方向，也要掌控好各個(gè)細(xì)節(jié)。首先，在進(jìn)行機(jī)械部分的設(shè)計(jì)時(shí)，需要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮。由于機(jī)械部分是機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要充分考慮其占地面積、運(yùn)動(dòng)范圍、運(yùn)動(dòng)特征及配合關(guān)系。在完成設(shè)計(jì)框架之后，需要利用動(dòng)力學(xué)及靜力學(xué)對(duì)承重部分及運(yùn)動(dòng)部分進(jìn)行仿真研究，保證機(jī)械部分的運(yùn)動(dòng)范圍及承受能力，使機(jī)械系統(tǒng)具有較高的可靠性。其次，在進(jìn)行電子部分的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保電路連接的準(zhǔn)確性，不能出現(xiàn)電壓不合理、接口松動(dòng)等狀況，防止電流電壓問題對(duì)電子元件造成破壞、對(duì)于電子元器件的選用，需要把握好設(shè)備環(huán)境及運(yùn)行功率，防止出現(xiàn)主控元件的破壞。最后，需要對(duì)兩個(gè)部分進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，做好相應(yīng)的反饋工作，為機(jī)電一體化設(shè)備的故障處理奠定良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化設(shè)備在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中的有效應(yīng)用，使得我國人民的生活生產(chǎn)更加便捷，既提高了我國人民的工作效率，降低了生產(chǎn)成本，也促進(jìn)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。但是我國在機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修上依舊存在技術(shù)問題，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備故障問題，給機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展帶來較大挑戰(zhàn)。面對(duì)這種情況，需要深入了解機(jī)電一體化設(shè)備的故障維修特點(diǎn)，掌握機(jī)電一體化設(shè)備可靠性的影響因素，進(jìn)而采取有效措施提高機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性，使其能夠更好地服務(wù)于我國人民的生活生產(chǎn)。