机电一体化设备故障维修特点及可靠性分析

宋云峰

摘要：随着我国经济的发展和科学技术的进步，人们的生活中各种机电一体化设备产品越来越常见，同时机电一体化设备的故障也逐步的走入人们的视野。这就要求有关部门加强机电一体化设备的维护并优化设备性能。为此，本文针对机电一体化设备的故障维修特点，对其可靠性进行了简单分析。

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.

關键词：机电一体化;设备故障;维修特点;可靠性

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

中图分类号：TH-39                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0170-02

0  引言

机电一体化设备的故障通常具有一定的特征。因此，相关单位应加强对其的故障维修特性总结和可靠性分析，结合实际故障特征，对机电一体化设备在运行过程中的面临的各项问题进行处理，进而不断优化机电一体化性能，延长其使用寿命周期。机电一体化技术对于我国现代工业发展具有着非常重大的意义，并且随着我国机电一体化系统更加广泛的应用，人们其整体的可靠性要求愈来愈高。因此，对机电一体化系统故障的特点与可靠性分析时非常有必要的。

1  机电一体化设备的主要故障特点

1.1 机械设备故障特点

一般来说，可能有许多因素会导致机械故障。故障的原因可能只是一方面，也可能有多种原因。因此，需要注意的是在诊断中应尽可能小心，细致、全面、科学的进行诊断。我们都知道机械旋转不一样，并且形成的数据在不同的时间会有所不同。从本质上讲，机械设备的特殊性非常明显。在整个操作过程中，不能只简单地判断其中的某一点，应全面客观的看待。另外，从系统的角度来看，机械设备故障的发生经常具有随机性和不明确性的特征，并没有可遵循的规则。因此，在诊断过程中，有必要结合多种情况采取综合措施。

1.2 电子设备故障特点

正常情况下，机电一体化设备的构成主要包括机械和电子两部分。在分析机械故障特征的过程中，有必要考虑和分析电子设备的某些故障特征。一般来说，电子设备故障的特征是突发性和隐蔽性。由于外部环境带来的一些影响，机电一体化设备的故障还有其他特征。例如，一旦机器不工作或没有按照规定的动作工作，在许多情况下，人们通常会认为这是机械部分的问题，但在整个实际工作中，通常是由于电气电子零件故障导致的整体故障。

1.3  机电一体化设备常见故障分类

1.3.1 破坏性故障和非破坏性故障

根据故障是否损坏了工件和机床进行划分，可分为两类，即破坏性故障和非破坏性故障。两者之间存在一定区别，相比较而言，非破坏性故障更为常见。在设备发生极其严重故障的情况下，应采取科学的更换设备的措施，不可对其进行维修，维持其使用功能，否则一旦发生安全事故，后果将不堪设想。

1.3.2 系统故障和偶然性故障

根据系统概率划分，可将故障分为两类，即系统故障和偶然性故障。系统性故障主要是指由于首先满足某些条件，进而导致的一些不确定性故障。而偶然性故障与之相比，随机性更强。通常在分析偶然性故障时，一般会面临更多难题，只有在反复试验和故障排除之后才能做出全面的判断。

1.3.3 诊断指标故障和无指标故障

根据故障是否有指示和警报来划分，可将故障分为两类，即诊断指标故障和无指标故障。在正常情况下，先进的机电一体化设备通常具有自我诊断程序，能够很好地监视整个系统的各个环节，可在故障出现的第一时间及时的发现并报警，并且还将结果显示在屏幕上。必须采用科学的方法准确确定设备故障出现的原因，同时，使用某些方法来消除提示中的故障。此外，非诊断指征通常是由上述不完全诊断引起的。出现此故障的原因是维护人员不够熟练，并且没有相适应的技术水平。

2  机电一体化设备的故障诊断方法

由于机电一体化设备具有较强的独特性，因此在分析故障的过程中，应与时俱进，改变传统思维方式。首先，有必要对机电设备进行深入细致的分析。同时，必须非常熟悉每个功能模板框架，严格遵循功能各部分的组合形式，分析可能出现的故障形式，并仔细分析和判断影响程度。如果有必要，应对故障发生时的基本现象进行故障分析，研究故障形式之间的逻辑关系，并分析其可靠性因素，从而真正探究故障的实质和根本原因。一般来说，诊断过程应坚持以下原则：

第一点，先机后电。在正常情况下，机械结构具有直观性，因此，您首先可以用肉眼判断和分析明显的故障现象。通常情况下，有必要首先从机械方面入手，仔细检查机械零件的故障。

第二点，先外后内。按照从外到内的顺序，检查内部和外部的所有组件，包括执行器、控制组件和驱动组件等，尤其要着重于查找故障源。

第三点，先干后叶。首先要分析主要组成部分，区分矛盾优先级，然后再分析次要组成部分，尤其是分析关键内容，有必要着重分析部件和接口组件，在分析过程中必须区分优先级顺序。

3  机电一体化设备可靠性分析以及措施

3.1 机电一体化设备可靠性分析

机电一体化设备结构内容较为复杂，具有自动化功能，且不同的系统有不同的要求。尤其是部分系统中包含多项元件。因此，对其可靠性的要求是极高的。一般来说，就机电一体化设备的主要系统而言，它具有极其复杂的可靠性。机电一体化设备的可靠性与工作条件、外部环境和运转状况等方面均存在一定关联，通过科学合理调整这些因素，可有效提升其可靠性。此外，还必须及时检查和维修机器中的某些薄弱环节，将可能存在的安全隐患扼杀在摇篮里，最大幅度的提升设备的可靠性。

3.1.1 元器件失效对于设备可靠性的影响

在实际运行期间，诸多因素均会对机电一体化设备形成影响，因此，分析设备的可靠性至关重要，通过此项操作，以弥补中国传统生产方式的缺陷，提高机电一体化设备的生产质量和工作效率，最终节省生产成本。在实际机电设备可靠性研究过程中，工作人员需要有效地分析影响机电设备可靠性的因素。目前，在我国机电设备集成化的应用过程中，影响设备运行可靠性的最重要因素是部件故障。组件是构成机电设备结构的基本组件。因此，部件的可靠性也在很大程度上影响机电设备的整体可靠性。另外，从数学专业概率的角度来看，机电设备在实际运行过程中的故障概率等于单位元素的故障概率，这也反映了部件故障对机电设备可靠性的影响较大。因此，工作人员需要加强对机电一体化组件的可靠性测试，如图1所示，并加强组件的选择，以确保所选组件的质量和性能能够满足机电一体化设备的实际运行要求，并符合我国有关标准和法规。

3.1.2 元器件连接与组装对设备可靠性的影响

机电一体化设备的整体可靠性受到多种因素的影响，其中元器件连接与组装对其的影响巨大，可以说，组件的连接和组装的合理性和科学性，很大程度上影响着设备的可靠性。另外，在正常情况下，组件与系统之间的连接也更加复杂，因此组装方法也不相同，并且还极大程度上影响着设备的可靠性。

机电一体化设备中各种控制系统和组件之间的连接是交叉的。当员工提高机电设备的可靠性时，他们还需要加强对机电设备的分析并阐明机械零件的实施原理以及电子零件的相应控制原理，从而进行科学的零件连接与装配，避免了机电一体化设备由于零件的不科学连接与装配而导致的故障，并影响了设备运行的可靠性。另外，由于在实际操作中机电一体化设备的操作环境的温度和湿度较高，因此在操作过程中该设备经常受到油或粉尘的影响，最终会导致部件污染和设备故障。因此，工作人员还需要加强对部件的定期清洁，并尽力避免部件对机电设备可靠性的影响。

3.1.3 电磁干扰对机电一体化设备可靠性的影响

机电一体化设备的运行常常伴随着电磁能的转换，电磁能的转换不可避免地会影响周围环境。而在机电设备实际工作时，环境会对其运行产生一定的影响，并且随着工作环境的变化，设备的可靠性也会受到不同程度的影响。另外，机电一体化设备在运行过程中，其内部的诸多元件均会受到电磁环境的严重影响。

3.2 提高机电一体化设备可靠性的对策

从数控机床和加工中心的发展水平来看，它已经实现了完全的微机化，并成为一个实时控制系统。通常，可以使用两种方法来提高其可靠性：一种是在设计中使用可靠性更高的组件。一旦系统出现故障，应使用科学的诊断方法来定位故障位置，并及时的采取合理措施将发生的故障问题解决掉。这时，通常有必要停止系统的正常运行;另一种是使用容错技术，必要时，可以通过对重要部件的冗余设计来实现具有高可靠性的系统组合。机电设备的可靠性也可以通过其他方法获得，例如提高机械操作、控制和处理的精度。传统机械可以借助精密机械加以改进，电路控制中使用微型计算机和PLC，并且可以在先进的数控设备的帮助下进行控制。

4  结语

针对机电一体化设备的特点，必须找到一种有效可行的故障分析方法。并且随着现代科技的不断发展和进步，越来越多的新技术开始与机电一体化技术向融合，传统机械正变得越来越智能化、网络化、模块化和灵活化等。崭新的机电产品概念逐渐形成，故障诊断和维护技术也相应地更加先进和智能。机电一体化设备作为企事业单位生产单位的关键设备，往往担任其他普通设备无法完成的任务，特别是在科研生产中，其作用不可或缺，且至关重要。因此，有必要进一步提高其可靠性，并且有必要不断加强设备的维护。因此，维护人员需要注意不断学习，对机电设备的维护技术要有扎实的掌握。

参考文献：

[1]唐忠胜.机电一体化设备的故障维修特点和可靠性分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2020（03）：135-136.

[2]和颍歌.试析机电一体化设备的故障维修特点与可靠性[J].福建质量管理，2016（05）：224.

[3]孙一平.机电一体化设备的故障维修特点以及可靠性探讨[J].中国高新区，2018（12）：165.

[4]冯伟强.脉动真空灭菌器及其故障的热力分析暨机电一体化设备的维修特点[J].医疗装备，2014，27（06）：64-69.

[5]羅利民.基于机电一体化的设备操控与维修手段探析[J].电脑迷，2016（11）：142.

[6]张力，严卫国.机电一体化设备的故障维修特点及可靠性研究[J].湖北农机化，2018（05）：27.