探讨机电设备常见问题及维护保养

摘 要：机电设备运行状况如何，直接反映企业维修技术水平的高低，提高设备利用率，延长使用寿命，是提高企业经济效益的需要。文章对机电一体化设备的故障特点作了分析，对其相应的诊断方法和机电一体化设备的维修方法作了解析并对机电产品的可靠性进行探讨。

关键词：机电设备；故障；可靠性

1、机电一体化设备的故障分析

在机构的主功能、信息处理功能、控制功能和动力功能上引进电子技术，将电子化设计与机械装置及软件结合起来的统称为机电一体化。该设备是企事业机械加工中的关键设备，一旦设备出现故障，影响和损失往往很大，所以，只有正确使用和精心维护才能达到设备效益的最大化。

1、设备损坏原因分析

1.1 设备的有形损坏。机电设备在使用过程中都会发生实体磨损，这是有形磨损。1台40T刮板运输机的电动机，经过长时间带负荷运转，就会发生定子矽钢片老化、磁通量减少、定子线圈烧毁、出力小等情况，这些因素都构成设备的损坏，称之为有形损坏。设备在闲置过程中，由于生锈、腐蚀、塑料或橡胶部件老化等，也会造成设备的精度降低，甚至失去了工作性能，也是有形损坏。

1.2 设备的无形损坏。机电设备在使用过程中，除遭受有形损坏外，还会有无形损坏，这是由非使用和无外力作用所引起的设备价值上的一种损坏，也称经济磨损和无形磨损。原因是由购买设备过多造成库存积压，利用率低，使设备的价值贬值。

1.3 设备的综合损坏。机电设备的损坏具有双重性，设备在它有效使用时间内，也就是有效使用周期内，同时遭受有形损坏和无形损坏，称之为设备的综合损坏。

机电设备在使用过程中，由于各组成部分的材质不同，使用条件不同，因此它们的耐用程度也不尽相同，1台40T刮板输送机的电机随着使用时间增加，定子矽钢片老化、磁通量减少、定子线圈烧毁的现象是经常发生的。

计算公式如下：

式中：AP---机电设备有形损坏程度；

R---机电设备修理费；

K1---机电设备修理后的价值（设备原值+检修费用） 。

以刮板输送机电机为例，1台40T刮板输送机电动机的修理费为0.4万元，它的原值1.2万元，设备修理后的价值为1.6万元，则有形损坏程度为

2.1 机械设备故障特点

运行过程的动态化是机械设备的一大特点，不同时段出现的测试数据是不同的，每个时段的数据不可重现，用检测数据直接判断运行过程中的故障固然不是十分可靠。

缓变性、离散性、连续性、问歇性、突发性和模糊性等是设备整体功能故障凸显的特点，故障原因很有可能是一个故障多个原因和多个原因同时作用而产生的故障结果。

2.2 电子设备故障特点

电子设备的故障具有突发性、隐蔽性、敏感性等特点，机电一体化系统在原有机械和电子设备的特点之外，又增加了表征复杂性、交叉性、融合性、故障转移性等特点。

3、设备常见故障划分类别

设备功能失常即设备故障。就是设备不能达到预定的工作状态，没有办法满足该有的功能和性能。通常是设备的构造处于不正常状态--劣化状态。人为操作不当或失误，设计制造不当造成设备固有缺陷，按自然磨损规律、失效等许多原因都可能造成设备故障。

常见的设备故障可分为电气故障和机械故障：

3.1 电气故障

硬件和软件故障是电气故障的两大故障类别，由电子器件、印刷电路板、电线电缆、接插件等出现非正常现象甚至损坏造成的故障为硬件故障，只需要调整某些数据或者修改加工程序方即可的为软件故障。

3.2 机械故障

当机床运动特性出现下降时，机床虽可以正常运转但是却无法生产出合格的零件。造成这种故障的原因可能是机床定位精度超差、机械传动反向间隙大、造成失动量变大、运动不平稳、机床主轴轴向径向跳动精度超差、机床导轨位置精度超差、丝杠螺母副精度下降及温升等。

4、机电设备故障诊断方法

4.1 设备运行中的故障处理

设备运行中会产生各种表征其状态的物理现象，并引起相关参数的变化，为观测和监控设备提供了可能性。通常把这些参数变换成容易测量、处理和记录显示的物理量，这些物理量就称为信号。就可以通过对信号进行分析、处理、变换、综合、识别，对设备运行状态和故障诊断提供依据，同时也可以用于预报设备的运行状态。

4.1.1 信号的预处理

对所采集的信号数据，按误差理论的方法，排除粗大误差后，再对系统误差和随机误差进行分析和数学处理。通常若不存在系统误差，则设备不会有大的故障，即故障信号一般表现为系统误差。

4.1.2 常用数学方法

动态信号有确定信号与非确定信号之分，主要研究对象是确定信号。确定信号是可以用数学关系式、图表来描述的信号。

确定信号又分为连续信号和离散信号两大类。

任意时刻都存在都可以给出确定函数值的信号为连续信号，如：正弦、直流、阶跃、锯齿波、矩形脉冲，截断信号等等。

4.2 机电一体化设备故障诊断的方法

针对机电一体化设备独有的特点，转变思维方式，以机、电有机结合的形式分析故障原因所在。首先，对机电一体化设备做一个全面深入的了解，熟悉其各个功能模块的大概框图，根据各组成部分的组合形式、用途和工作情景，分析故障可能出现的形式和影响因素，必要时进行故障树分析，

机电一体化设备的故障分析诊断法：

①信息比较诊断法：将采样与事先建好的数据库中的数值进行比较，超限为故障。

②参数变化诊断法：在阈值以下时，设备运转不明显，一旦超过阈值，则发生异常。如振动故障，会表现为噪声及振幅加大。

③模拟实验诊断法：对不太明白故障发生原因的设备如高速、高压的涡轮机、离心式压缩机等可采用模拟方式找问题。

④函数诊断法：当故障征兆与故障原因之间存在直接或间接函数关系时，通过对设备运行参数进行计算就可预测或识别设备是否存在故障。

⑤故障树分析诊断法：这是一种由果到因的倒推分析过程，应用较广。

5、机电设备维护保养

5.1 机电设备性能劣化的三大类型

①使用劣化：由温度、压力、破损、变形、裂纹、疲劳、冲击、脆化、介质附着、材料缺陷、操作失误等引起。

②自然劣化：由锈蚀、变形、材料老化等造成。

③灾害劣化：由风暴、水浸、地震、雷击、爆炸、强电磁辐射等引起。

5.2 三个保养类别

保养的目的是要延长设备的寿命周期，按保养工作量的大小可分为三类。

①日常保养或称例行保养，主要内容是：清洗、、紧固松动螺纹、检查零部件情况等。

②一级保养。主要内容：普遍进行清洗、、紧固、对部分零件进行拆卸清洁以及进行部分的调整（如间隙调整）。

③二级保养：进行内部清洗、、局部解体检查和调整。

5.3 设备的检查

这里是指对设备的运行情况、工作精度及磨损程度的检查和校验。按时间间隔划分可分为日常检查和定期检查。按技术功能划分可分为机能检查和功能检查。

①机能检查主要是查漏、防尘和耐高温、高速、高压的情况检测。

②精度检查主要是对设计精度和实际加工精度进行对比检查和测定，为维修提供依据。

可用设备能力系数和设备精度系数来衡量设备的综合精度，其计算公式为：

5.4 设备维修

式中ap为设备有形磨损程度，R为修复全部磨损所需维修费，K1为设备重新购置价格，从经济角度分析ap不应大于1。