機電一體化設備故障維修特點及可靠性分析

宋云峰

摘要：隨著我國經濟的發展和科學技術的進步，人們的生活中各種機電一體化設備產品越來越常見，同時機電一體化設備的故障也逐步的走入人們的視野。這就要求有關部門加強機電一體化設備的維護并優化設備性能。為此，本文針對機電一體化設備的故障維修特點，對其可靠性進行了簡單分析。

Abstract： With the development of China's economy and the progress of science and technology， various mechatronics equipment products are becoming more and more common in people's lives， and the failure of mechatronics equipment has gradually entered people's field of vision. This requires relevant departments to strengthen the maintenance of mechatronics equipment and optimize equipment performance. For this reason， this paper analyzes the reliability of the mechatronics equipment according to the fault maintenance characteristics.

關鍵詞：機電一體化;設備故障;維修特點;可靠性

Key words： mechatronics;equipment failure;maintenance characteristics;reliability

中圖分類號：TH-39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0170-02

0? 引言

機電一體化設備的故障通常具有一定的特征。因此，相關單位應加強對其的故障維修特性總結和可靠性分析，結合實際故障特征，對機電一體化設備在運行過程中的面臨的各項問題進行處理，進而不斷優化機電一體化性能，延長其使用壽命周期。機電一體化技術對于我國現代工業發展具有著非常重大的意義，并且隨著我國機電一體化系統更加廣泛的應用，人們其整體的可靠性要求愈來愈高。因此，對機電一體化系統故障的特點與可靠性分析時非常有必要的。

1? 機電一體化設備的主要故障特點

1.1 機械設備故障特點

一般來說，可能有許多因素會導致機械故障。故障的原因可能只是一方面，也可能有多種原因。因此，需要注意的是在診斷中應盡可能小心，細致、全面、科學的進行診斷。我們都知道機械旋轉不一樣，并且形成的數據在不同的時間會有所不同。從本質上講，機械設備的特殊性非常明顯。在整個操作過程中，不能只簡單地判斷其中的某一點，應全面客觀的看待。另外，從系統的角度來看，機械設備故障的發生經常具有隨機性和不明確性的特征，并沒有可遵循的規則。因此，在診斷過程中，有必要結合多種情況采取綜合措施。

1.2 電子設備故障特點

正常情況下，機電一體化設備的構成主要包括機械和電子兩部分。在分析機械故障特征的過程中，有必要考慮和分析電子設備的某些故障特征。一般來說，電子設備故障的特征是突發性和隱蔽性。由于外部環境帶來的一些影響，機電一體化設備的故障還有其他特征。例如，一旦機器不工作或沒有按照規定的動作工作，在許多情況下，人們通常會認為這是機械部分的問題，但在整個實際工作中，通常是由于電氣電子零件故障導致的整體故障。

1.3? 機電一體化設備常見故障分類

1.3.1 破壞性故障和非破壞性故障

根據故障是否損壞了工件和機床進行劃分，可分為兩類，即破壞性故障和非破壞性故障。兩者之間存在一定區別，相比較而言，非破壞性故障更為常見。在設備發生極其嚴重故障的情況下，應采取科學的更換設備的措施，不可對其進行維修，維持其使用功能，否則一旦發生安全事故，后果將不堪設想。

1.3.2 系統故障和偶然性故障

根據系統概率劃分，可將故障分為兩類，即系統故障和偶然性故障。系統性故障主要是指由于首先滿足某些條件，進而導致的一些不確定性故障。而偶然性故障與之相比，隨機性更強。通常在分析偶然性故障時，一般會面臨更多難題，只有在反復試驗和故障排除之后才能做出全面的判斷。

1.3.3 診斷指標故障和無指標故障

根據故障是否有指示和警報來劃分，可將故障分為兩類，即診斷指標故障和無指標故障。在正常情況下，先進的機電一體化設備通常具有自我診斷程序，能夠很好地監視整個系統的各個環節，可在故障出現的第一時間及時的發現并報警，并且還將結果顯示在屏幕上。必須采用科學的方法準確確定設備故障出現的原因，同時，使用某些方法來消除提示中的故障。此外，非診斷指征通常是由上述不完全診斷引起的。出現此故障的原因是維護人員不夠熟練，并且沒有相適應的技術水平。

2? 機電一體化設備的故障診斷方法

由于機電一體化設備具有較強的獨特性，因此在分析故障的過程中，應與時俱進，改變傳統思維方式。首先，有必要對機電設備進行深入細致的分析。同時，必須非常熟悉每個功能模板框架，嚴格遵循功能各部分的組合形式，分析可能出現的故障形式，并仔細分析和判斷影響程度。如果有必要，應對故障發生時的基本現象進行故障分析，研究故障形式之間的邏輯關系，并分析其可靠性因素，從而真正探究故障的實質和根本原因。一般來說，診斷過程應堅持以下原則：

第一點，先機后電。在正常情況下，機械結構具有直觀性，因此，您首先可以用肉眼判斷和分析明顯的故障現象。通常情況下，有必要首先從機械方面入手，仔細檢查機械零件的故障。

第二點，先外后內。按照從外到內的順序，檢查內部和外部的所有組件，包括執行器、控制組件和驅動組件等，尤其要著重于查找故障源。

第三點，先干后葉。首先要分析主要組成部分，區分矛盾優先級，然后再分析次要組成部分，尤其是分析關鍵內容，有必要著重分析部件和接口組件，在分析過程中必須區分優先級順序。

3? 機電一體化設備可靠性分析以及措施

3.1 機電一體化設備可靠性分析

機電一體化設備結構內容較為復雜，具有自動化功能，且不同的系統有不同的要求。尤其是部分系統中包含多項元件。因此，對其可靠性的要求是極高的。一般來說，就機電一體化設備的主要系統而言，它具有極其復雜的可靠性。機電一體化設備的可靠性與工作條件、外部環境和運轉狀況等方面均存在一定關聯，通過科學合理調整這些因素，可有效提升其可靠性。此外，還必須及時檢查和維修機器中的某些薄弱環節，將可能存在的安全隱患扼殺在搖籃里，最大幅度的提升設備的可靠性。

3.1.1 元器件失效對于設備可靠性的影響

在實際運行期間，諸多因素均會對機電一體化設備形成影響，因此，分析設備的可靠性至關重要，通過此項操作，以彌補中國傳統生產方式的缺陷，提高機電一體化設備的生產質量和工作效率，最終節省生產成本。在實際機電設備可靠性研究過程中，工作人員需要有效地分析影響機電設備可靠性的因素。目前，在我國機電設備集成化的應用過程中，影響設備運行可靠性的最重要因素是部件故障。組件是構成機電設備結構的基本組件。因此，部件的可靠性也在很大程度上影響機電設備的整體可靠性。另外，從數學專業概率的角度來看，機電設備在實際運行過程中的故障概率等于單位元素的故障概率，這也反映了部件故障對機電設備可靠性的影響較大。因此，工作人員需要加強對機電一體化組件的可靠性測試，如圖1所示，并加強組件的選擇，以確保所選組件的質量和性能能夠滿足機電一體化設備的實際運行要求，并符合我國有關標準和法規。

3.1.2 元器件連接與組裝對設備可靠性的影響

機電一體化設備的整體可靠性受到多種因素的影響，其中元器件連接與組裝對其的影響巨大，可以說，組件的連接和組裝的合理性和科學性，很大程度上影響著設備的可靠性。另外，在正常情況下，組件與系統之間的連接也更加復雜，因此組裝方法也不相同，并且還極大程度上影響著設備的可靠性。

機電一體化設備中各種控制系統和組件之間的連接是交叉的。當員工提高機電設備的可靠性時，他們還需要加強對機電設備的分析并闡明機械零件的實施原理以及電子零件的相應控制原理，從而進行科學的零件連接與裝配，避免了機電一體化設備由于零件的不科學連接與裝配而導致的故障，并影響了設備運行的可靠性。另外，由于在實際操作中機電一體化設備的操作環境的溫度和濕度較高，因此在操作過程中該設備經常受到油或粉塵的影響，最終會導致部件污染和設備故障。因此，工作人員還需要加強對部件的定期清潔，并盡力避免部件對機電設備可靠性的影響。

3.1.3 電磁干擾對機電一體化設備可靠性的影響

機電一體化設備的運行常常伴隨著電磁能的轉換，電磁能的轉換不可避免地會影響周圍環境。而在機電設備實際工作時，環境會對其運行產生一定的影響，并且隨著工作環境的變化，設備的可靠性也會受到不同程度的影響。另外，機電一體化設備在運行過程中，其內部的諸多元件均會受到電磁環境的嚴重影響。

3.2 提高機電一體化設備可靠性的對策

從數控機床和加工中心的發展水平來看，它已經實現了完全的微機化，并成為一個實時控制系統。通常，可以使用兩種方法來提高其可靠性：一種是在設計中使用可靠性更高的組件。一旦系統出現故障，應使用科學的診斷方法來定位故障位置，并及時的采取合理措施將發生的故障問題解決掉。這時，通常有必要停止系統的正常運行;另一種是使用容錯技術，必要時，可以通過對重要部件的冗余設計來實現具有高可靠性的系統組合。機電設備的可靠性也可以通過其他方法獲得，例如提高機械操作、控制和處理的精度。傳統機械可以借助精密機械加以改進，電路控制中使用微型計算機和PLC，并且可以在先進的數控設備的幫助下進行控制。

4? 結語

針對機電一體化設備的特點，必須找到一種有效可行的故障分析方法。并且隨著現代科技的不斷發展和進步，越來越多的新技術開始與機電一體化技術向融合，傳統機械正變得越來越智能化、網絡化、模塊化和靈活化等。嶄新的機電產品概念逐漸形成，故障診斷和維護技術也相應地更加先進和智能。機電一體化設備作為企事業單位生產單位的關鍵設備，往往擔任其他普通設備無法完成的任務，特別是在科研生產中，其作用不可或缺，且至關重要。因此，有必要進一步提高其可靠性，并且有必要不斷加強設備的維護。因此，維護人員需要注意不斷學習，對機電設備的維護技術要有扎實的掌握。

參考文獻：

[1]唐忠勝.機電一體化設備的故障維修特點和可靠性分析[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2020（03）：135-136.

[2]和潁歌.試析機電一體化設備的故障維修特點與可靠性[J].福建質量管理，2016（05）：224.

[3]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，2018（12）：165.

[4]馮偉強.脈動真空滅菌器及其故障的熱力分析暨機電一體化設備的維修特點[J].醫療裝備，2014，27（06）：64-69.

[5]羅利民.基于機電一體化的設備操控與維修手段探析[J].電腦迷，2016（11）：142.

[6]張力，嚴衛國.機電一體化設備的故障維修特點及可靠性研究[J].湖北農機化，2018（05）：27.