機電一體化設備的故障維修特點與可靠性

高亮 楊希志

摘要：隨著技術發(fā)展，機電設備不斷更新換代，一體化設備日益增多，并且系統(tǒng)運行質量、性能不斷提升，對于相關行業(yè)發(fā)展具有重要意義。機電一體化設備在長期運行中會出現一些故障異常，進而影響運行可靠性，安全性。所以，需要加強對設備故障的研究，提高對故障特點的認識，做好故障預防與維修，確保機電一體化設備運行可靠性。基于此，本文分析機電一體化設備故障特點，總結一體化設備故障類型、影響可靠性的因素，就如何提高設備可靠性進行探討。

關鍵詞：機電一體化;設備故障;維修特點;可靠性

引言：現如今機電一體化設備系統(tǒng)架構日趨成熟，整體穩(wěn)定性也不斷提高。但是實際應用中依然會出現很多問題，隨著使用時間推移會更容易出現故障。機電一體化設備價格昂貴，承擔著重要的生產、制造、控制任務，必須保證良好的穩(wěn)定性，熟知設備故障特點，積極排查故障類型，采用相應的維修辦法，使機電一體化設備在出現故障后盡快再次投入使用。

1、機電一體化設備故障特點

現如今機電一體化設備應用日益普遍，對社會發(fā)展的影響不斷擴大。在使用機電一體化設備時，出現故障會對生產活動產生極大影響，也可能影響使用安全性。因此，要熟悉設備故障特點，針對性做好預防，防治結合提高機電一體化設備應用穩(wěn)定性。

1.1機械設備故障

機械設備故障成因復雜，開展診斷工作也需要經過復雜的過程，必須謹慎對待，提高診斷科學性。機械設備需要長期處于運行狀態(tài)，并且運行中各零部件持續(xù)運轉，在不同時刻會產生不同的運行參數。在開展故障診斷工作時，必須注意機械設備故障動態(tài)化特點，不以某個時間點收集的數據資料作為設備故障判斷依據。此外，機械設備故障通常表現為無規(guī)律性，難以預知，隨機性很大并且不連續(xù)、模糊性等特點，如果長時間超負荷使用也會導致故障出現。出現機械設備故障通常有多個成因，是在共同作用下出現的故障，所以開展診斷工作要結合復雜的現實情況。

1.2電子設備故障

在現代機電一體化設備中，有機械、電子設備兩部分，電子設備容易受到各種干擾，如電磁干擾;在實際應用中故障類型與其他電子設備有共通之處。通常情況下電子設備會突然故障，會受到環(huán)境條件影響，例如環(huán)境溫度、濕度;一些設備自身散熱不足也會燒毀設備導致故障。

1.3機電一體化設備故障

這一類型的設備在出現故障時會有上述機械、電子設備故障表現出的特點，另外表征更加復雜、故障存在轉移的可能性、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)生時會相互影響，從而使檢修工作更加困難。例如，如果設備停止動作或者是做出的動作已經偏離預設，在工作中檢修人員可能認為是機械零件出現故障;但實際上可能是電子部分存在問題。由于電子部分存在故障，從而使電子系統(tǒng)無法準確發(fā)出動作指令，會出現機械設備不執(zhí)行動作或動作不符合標準。在此時，電子部件會發(fā)信號要求停止設備繼續(xù)動作，導致設備工作停止。

2、機電一體化設備故障類型

現代機電一體化設備本身具有復雜的結構以及強大的功能性，自動化水平較高，使用大量電子、電力元器件。由于這一設備的獨特性，故障類型也與其他設備有顯著區(qū)別。根據實踐研究，常見故障有以下幾種：

2.1破壞、非破壞性故障

這兩種故障的劃分依據是故障產生后是否破壞機床、工件。破壞性故障相較于非破壞性故障而言后果更加嚴重，通常會損壞工件、機床。通常不允許直接維修。非破壞性故障則要根據故障情況了解故障原因，盡量及時解決。

2.2系統(tǒng)故障、隨機性故障

通常情況下系統(tǒng)故障需要先滿足一些條件才會出現，表現為一系列故障并且故障表現出不確定性特點。隨機性故障通常出現位置難以預料，具有很大偶然性，沒有先兆，需要開展系統(tǒng)性排查工作，維修相對困難，通常必須反復試驗才能得出可靠結論指導排查、維修工作開展。

2.3有診斷指標、無指標故障

二者以是否觸發(fā)報警系統(tǒng)為劃分依據。隨著科學技術進步，在機電一體化設備中或多或少會應用智能控制技術。一些高級設備具有自我診斷程序，能夠對系統(tǒng)軟硬件進行全面監(jiān)控，發(fā)現故障后會及時報警，為檢修人員提供故障信息，方便檢修人員確定故障位置、類型并開展相應的維修工作。在進行這類故障診斷活動中，要熟悉系統(tǒng)診斷手冊，提高對設備故障位置、誘因判斷的準確性、時效性，采取有效措施處理。

3、機電一體化設備可靠性影響因素

機電一體化設備必須穩(wěn)定運行才能體現出技術優(yōu)勢。在實際應用中，很多因素會影響到設備運行質量，進而對可靠性造成影響。在此就常見的幾種影響因素進行分析。

3.1元器件失效

在數控設備中，各種元器件是實現系統(tǒng)功能性的基礎，如果元器件可靠性不足，會導致整個機械設備可靠性受到影響，在機械設備中，各個部分失效率之和等于整個機械設備失效率，元器件失效原因復雜，連接存在問題、元器件質量不足、型號不符、元器件損壞等都是可能原因。

3.2元器件連接組裝問題

在機電一體化系統(tǒng)中，存在眾多的元器件，需要合理連接組裝才能實現功能性。如果在機電系統(tǒng)中某些插接件存在接觸不良問題、機械工作環(huán)境溫濕度在短時間內有較大變化、存在大量油污粉塵污染元器件、機械設備由于各種原因出現異常振動，都會降低設備運行可靠性。

3.3電磁干擾

很多機電一體化設備需要電池提供能量支持，在系統(tǒng)運行中，電池會進行能量轉換，這一活動會產生電磁干擾，影響環(huán)境及設備自身。干擾問題十分復雜，對于數控系統(tǒng)的影響主要有兩種途徑，一是在啟用一些大功率機械設備時，交流電系統(tǒng)會出現電壓上的波動，如果電氣設備開關電源，會有高頻電磁干擾現象出現。二是直流電源存在功率不穩(wěn)問題，這一現象會使電壓隨用電器不同而出現起伏變化。

4、如何提高機電一體化設備可靠性

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量;在使用過程中發(fā)現元器件存在問題要及時更換，以免造成更大影響。

（2）要合理采用容錯技術，對于系統(tǒng)中的一些重要部件適當進行冗余設計，通過這一步方法提高容錯性，使系統(tǒng)長期維持運行可靠。

（3）要進一步提升工作精度。機電一體化系統(tǒng)有各種精度要求，例如元器件加工精度、系統(tǒng)運行精度、控制精度等，提升精度能夠減少磨損、錯誤，使系統(tǒng)運行更加流暢。

（4）盡量為設備提供良好的工作環(huán)境，注意環(huán)境溫度、濕度、機電設備運行環(huán)境指標要求，減少環(huán)境問題帶來的故障問題。

結束語

機電一體化設備必須保證良好的運行狀態(tài)才能實現其強大的功能性。在應用機電一體化設備當中，必須根據設備特點做好維護工作，采用相應的故障查找、分析辦法，及時察覺故障異常，針對性采取解決措施，確保系統(tǒng)長期可靠運行。通過開展可靠性研究與故障維修工作，可以洞悉系統(tǒng)缺陷，為機電一體化設備改進、優(yōu)化提供基本數據，有效促進機電一體化技術進步。

參考文獻

[1]肖江，吳濱.機電一體化設備故障診斷技術分析[J].裝備維修技術，2019（03）：131.

[2]孫一平.機電一體化設備的故障維修特點以及可靠性探討[J].中國高新區(qū)，2018（12）：165.

[3]李萍.淺談機電一體化設備的故障診斷方法[J].機械管理開發(fā)，2016，31（12）：46-47.

[4]劉漢波.機電一體化設備的安裝調試及其故障診斷技術的應用分析[J].現代商貿工業(yè)，2020，41（18）：213.