工程機械電氣系統設計與故障分析

劉慶梅

摘要：當前，工程建設迅速發展，在一些工程以及項目中，機械電氣系統承擔著非常重要的作用，人們對電氣系統提出了更加嚴格的要求。然而在實際工作以及生產中，電氣系統不斷運行，故障頻發，為此，要對電氣系統展開有效的維護以及管理，讓電氣系統保持良好的工作狀態，高效運行。本文就工程機械電氣系統設計與故障進行分析，希望能給大家帶來一些意見。

關鍵詞：工程機械;電氣系統;設計;故障

引言：隨著現代科學技術的飛速發展，工程機械的結構日趨復雜，自動化水平不斷提高。因此，工程系統必須設計科學合理的機械設施，分析工藝機械系統中的一般故障，保證整個機電系統的正常運行，保證整個機械工程的安全和質量。

1電氣系統的組成

從功能上分，電氣系統主要有四個部分。（1）電源線路。在機械工程的實際生產中，常見的一種電氣系統就是單線制的直流系統，這種電氣系統主要是以電壓作為基礎進行劃分的，如12V和24V的電氣系統。另外，在電氣系統中，電源的總開關、起動機等都是直流電源非常關鍵的部分。（2）儀表。在電氣系統中有各類儀表，如電壓表、冷卻液溫度表等，這些儀表在機械工程中都是非常重要的，每一種儀表都是有其特殊用途，在電氣系統的實際運行中，要結合工程的需求，為系統提供不同的儀表。另外，機械工程中，各類儀表非常繁雜，除了上述儀表，還有車速表等比較高端的設備。（3）照明系統。該照明系統主要滿足部分工藝機械等對整個施工機械項目工作環境的具體要求。施工機械的電氣系統通常有各種電氣設施，如電風扇、洗衣機、空調、刮板、取暖裝置等。根據現場的具體情況，定位系統的配置可能會增加。（4）指示器。這部分在機械工程中起到的作用就是提醒以及警示，若是工作人員在實際的生產中，出現操作成功或失敗，都會由指示器發信號，通常情況下是與一些儀表組合的，可以保證人員在生產過程中的安全[1]。

2工程機械電氣系統設計

2.1原理圖設計

在進行工程機械電氣系統設計的過程當中最為基本的即為電氣系統原理圖設計。在設計的過程當中應當加強對于每一個細節之處的把控，尤其是在原理圖設計過程當中所采用的標志、符號等等，這都代表著不同的線路設計以及元器件安排。除此之外，設計人員也可以采用插件的方式完成對于原理圖的設計，與此同時，在設計的過程當中，應當明確各個序號的分區情況。由于工程機械電氣系統在進行設計的過程當中會涉及很多電氣，因此通過序號分區的方式能夠有效對電氣以及線路進行區分，在原理圖設計的過程當中一方面能夠方便設計師對整體工程機械電氣系統的結構進行把握，其次也能夠便于維修者有效區分元器件[2]。

2.2設計成本分析

完成了原理圖的設計，在工藝機電系統設計過程中，必須對工藝機械系統的成本進行控制。當我們進行設計時，需要對設計進行良好的成本分析，避免這些情況超出所有實際預期。在保證施工機械質量和技術水平的前提下，對工程機械系統的功能進行定位，并結合實際投資情況和方案設計，進行設計成本分析。否則，原理圖的設計、成本分析等設計環節就毫無意義。對工藝機械電氣系統的設計進行了合理的成本分析，保證了工藝機械的性能指標和質量，制定了施工成本計算預算，并進行了工藝機械電氣系統的施工。這樣可以有效地節省公司的成本。

2.3元器件的選擇

元器件的選擇同樣也是整個工程機械電氣系統設計中的一個重要環節。（1）根據設計的原理圖，進行準確的元器件選用;（2）元器件的選擇，對工程機械電氣系統的成本運算有很大的影響，不同型號和廠家的元器件價格也不盡相同。要做好元器件的選擇工作，要完成以下三項內容：（1）在系統整體規劃中，針對適合的元器件進行有效的篩選，還要保證元器件的適配性。（2）在充分考慮總成本的基礎上，要重視元器件的成本和實際作用是否能達到最佳吻合。（3）一定要嚴格把關，做好相關的質量檢測，使之滿足實際需要，這樣才能真正保證工程電氣系統的設計實現高速化、普適化的運轉[3]。

2.4線束設計

在工程機械電氣系統設計的過程中存在著不同的線路，而不同線路的使用狀態也有所不同，這就需要相關工作人員在對工程機械電氣系統設計的過程當中進行明確的表示，通過在設計圖上進行明示，從而明確各種線束的詳細信息，例如線束的型號、顏色以及保護套等等，在工程機械電氣系統設計的過程當中，應當用黑色標注電氣系統中的地線，只有這樣才能夠確保系統設計的清晰性以及條理性。

3工程機械電氣系統故障分析

3.1傳感器故障分析

在工程機械電氣系統設計的過程當中，傳感器尤為重要，每個系統的控制都是由電信號完成的，因此傳感器能夠使得非電信號逐漸轉變為電信號，從而控制整個系統，一旦傳感器出現故障，必然會影響這些系統的運行。比如溫度傳感器，主要位于發動機部位，通過對冷卻液溫度進行控制，從而確保系統運行正常，如果傳感器出現故障，那么會直接造成溫度控制異常，進而促使發動機出現故障，工作人員可以將傳感器取下通過對電阻進行測量，確認傳感器內部是否出現短路問題，如果是短路問題，應當及時進行更換。如果經查驗電阻高低不等，那么這就說明是偶熱點問題，通過及時故障更換，避免問題進一步擴大[4]。

3.2報警燈頻閃

在整個工程機械電氣構建的過程中，會在系統設計之初就設置多個報警燈，一旦發現某個部位的燈光開始不停閃爍，這就表明該處出現了故障。綜合實踐可以得出，報警燈的頻閃所反映的問題一般是以下兩個方面：（1）電氣系統的壓力過低，壓強過大，導致整個電力系統很難正常工作。（2）供電位置的電壓不穩定。對于上面的兩個問題，可以通過安排具體的人員，實時監控該位置，做好定期檢查維護工作，逐步提升工程機械電氣系統的穩定性[5]。

3.3發動機冷卻液過熱

針對在電氣系統中常見的發動機冷卻液過熱的現象，究其原因主要有：在系統正常情況下發動機過熱、發動機冷卻液溫度傳感器出現短路、線束出現短路及儀表故障等。在發動機冷卻液發生過熱的狀況之時，首先要對展開故障檢測分析，論斷其原因。先要檢查是否是因為發動機所造成的因素而致，如果是發動機方面的因素所造成的，則要進行修理或者是更換發動機。如若是發動機冷卻液溫度傳感器存在有短路的狀況，那么則要將溫度傳感器拆下，然后對其兩引腳的電阻進行測量，在檢測時，若阻值為零，那么就代表傳感器存在內部短路的問題。在檢測線束短路時，要對傳感器兩根連接線之間的電阻進行測量，若阻值為零，則表明線束短路。

結束語：總之，通過對機電設備系統通用設計方法的系統分析，可以看出電氣系統常見故障的原因是多種多樣的。結合電氣系統的工作原理和特點，維修人員可以依據設備故障表現采取現場觀察分析的方法和手段，對關鍵部位進行系統分析，并進行針對性的統計調查，以進一步提高維護修理和運作工作效率。

參考文獻：

[1]張巖，王正蘭，徐成.工程裝備電氣系統常見故障及成因分析[J].內燃機與配件，2020（10）：179-181.

[2]王元.工程機械電氣工程維護及管理措施分析[J].南方農機，2020（2）：194.

[3]毛興奎，李中源.工程機械電氣控制系統故障研究[J].機電信息，2020（14）：62-63.

[4]閆軍勇，張燕紅.對我國當前工程機械電氣設備常見問題探析[J].山東工業技術，2018（21）：26+17.

[5]朱雷，閆娟，吳淑瑩.大型工程機械海運出口前對電氣系統的防護方法[J].工程機械與維修，2018（05）：93.