机电一体化故障诊断技术探讨

机电一体化故障诊断技术探讨

周秀刚

（国家能源投资集团神东生产服务中心内蒙古自治区伊金霍洛旗017209）

摘要：机电一体化设备的故障诊断技术是我国近十年来发展的一门新兴技术，它可以帮助人们检测诊断设备运行是否正常，如发现存在故障隐患，能够准确高效的判断出故障发生的部位及原因，有效的保障设备的正常运转，降低维修费用，有利于提高生产效率及产品质量。同时，也可预防安全事故的发生，避免造成重大经济损失。文章旨在论述机电一体化故障的特点、诊断方法及常见故障类型，并针对机电一体化设备故障诊断可靠性造成影响的因素进行探讨。

关键词：机电一体化；故障诊断；技术

引言：随着社会发展科技进步，机电一体化设备越来越多的融入我们的日常生产生活之中，对我国社会主义经济市场的建设发展起到了良好的促进推动作用，人们对机电一体化设备的故障诊断技术也越来越重视。机电一体化故障诊断的应用，不仅能有效发现设备中潜在的安全隐患，预防安全事故的发生，而且能有效提升设备的生产质量与效率，为安全生产生活营造良好的工作环境。

一、机电设备一体化故障特点

1、机电一体化设备故障发生概率高。由于设备中包含很多细小的极具技术含量的零件，在生产使用过程中，这些零部件容易发生磨损、断裂、腐蚀、变形等情况，导致机电一体化设备发生故障。

2、机电一体化设备故障常突发、位置隐蔽。与一般机械产品不同的是，机电一体化设备不能完全通过观察便可预测故障的发生出现，且目前机电设备一体化的自我诊断和检测功能尚不完备，所以常在毫无征兆的前提下出现故障。而其中的电子产品一旦出现任何细微的故障，机电一体化设备就会瞬间停止工作，所以机电一体化设备故障具有隐蔽性和突发性。

3、机电设备一体化常多故障同时发生。在机电一体化设备运行中，一旦发生故障往往会伴随着多种故障同时发生，而且相互影响。例如在设备因故障停止运行时，人们往往会判断是由机械设备出现故障导致的，但实际上是由于其中的电子产品出现了故障而导致的。

针对以上特点，结合现实生产需求，机电一体化设备进行故障诊断目的有三：一是明确故障原因，尽快使机电一体化设备恢复正常运转；二是确保机电一体化设备在运行过程中能够产生最大效益；三是降低后期设备的维护成本。

二、机电一体化设备故障类型分类及判断方法

1、按照故障有无指示和报警：据此可分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。高级机电一体化设备控制系统普遍具有自诊断程序，可实时监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会发布报警信息，或在指示屏上有所提示，结合系统配备的相关诊断手册可以迅速找到故障发生的原因部位，并且找到排除方法。而无诊断指示故障通常由于上述诊断环节不完整所致，这种类型的故障诊断，需要依靠维修人员对设备的熟悉程度和技术水平加以分析和判断，并在明确后排除故障。

2、按故障是否对工件和机床有破坏：据此可分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，需要及时处理，将设备工件和机电设备中的故障找出，将故障问题彻底解决，防止同类事故再次发生，以确保企业生产的顺利进行。对于非破坏型的设备故障，要及时找到故障所在地，找出导致故障出现的原因并制定相应的解决方法，做好维修维护工作。

3、按照系统的偶然性：据此可分为系统性故障和偶然性故障。系统性故障指在满足一定条件下一定出现的确定性故障；而偶然性故障是在相同条件下偶尔发生的故障。相较而言，后者的分析较为困难，通常与机床结构的局部松动等、部分电器元件工作特性有关。该种类故障分析需要反复试验综合判断才能排除。常见的故障设备可分为电气故障和机械故障。

三、机电一体化设备故障诊断方法

在进行机电一体化设备故障检测工作时，根据实际工作状况，选择与设备相匹配的原始特征信号；依据征兆信号，对设备状态进行识别分类；结合实际情况选择有用信息，根据获取的状态和征兆信号，深入分析设备运行情况，研究设备发生故障的原因，制定预防措施。故障修复之后，要对故障部位进行检测诊断，确保机电一体化设备已可以恢复正常操作。在实际应用当中，常用的设备故障诊断法有以下几种：

1、振动诊断技术

振动诊断技术的重点是预防性的检测，当今主要应用于精密诊断系统与简易诊断仪，两者具备相同的应用领域。二者的不同之处在于：前者是在精确地比较计算和统计数据之后探究故障的位置和原因所在，相对后者而言，借助方便携带的仪器放大机电一体化设备运行时候的振动信号，从而对机电设备是否正常运行进行判断。

2、温度诊断技术

机电一体化设备出现故障的情况下，常会产生温度的不正常变化，即会出现“热信号”，而有的设备在出现故障前就会存在“热信号”，因此可以借助热信号对机电设备的故障与零件缺陷进行查找。并且，检测机电设备的工作者可制作搜集到的各个零件、各个位置的温度改变现状的图表，通过分析这些数据信息，可以对故障零件进行准确地判断，避免安全事故的出现和经济上的损失。

3、铁谱剖析技术

此项技术重点在冶金、交通运输、采矿、机械制造、军工等领域的机电一体化设备的故障诊断和监测中普遍地应用。在机电设备零件出现磨损的情况下，润滑系统当中会进入磨损颗粒，且在润滑油上悬浮，在提取和分析这一系列微小颗粒的基础上能够探究关于机电设备故障、磨损的关键信息。

其余方法亦有压力检测诊断法、故障树分析法等，可以根据实际工作状况进行选择，在此避免逐一赘述。

四、影响煤矿机电一体化设备故障诊断的可靠性因素

1、元器件的可靠性：元器件是机电一体化设备的基本构成单元，其可靠性将直接影响设备整体的可靠性。选用失效率较低的元器件产品，可有效提高整体设备故障诊断的可靠性。

2、元器件的组装和连接：机电一体化设备的控制系统较为复杂，各元器件结构纵横交错，想要有效提升整体设备的可靠性，应当确保元器件的连接与组装准确无误。若设备中任一插件出现接触不良的现象，则极易导致信息传输受阻，造成设备故障。在机电一体化设备中，湿度或温度出现较大变化、设备运转时出现机械振动或受到粉尘污染等情况，均有可能导致设备故障诊断可靠性下降。

3、电磁影响：电能的使用是机电一体化设备运行的必备条件。在设备运行过程中，如发生电磁能量的相互转换，该电磁不仅会对附近环境造成影响，还会对设备的电源负载以及制动等方面造成干扰。在进行机电一体化设备故障诊断过程中，需要重点解决电磁干扰与电磁环境的问题，以提高其故障诊断的可靠性。

结语：我国的故障诊断技术起步较晚，在机电一体化设备诊断上缺乏创新人才，所以机电一体化设备的故障诊断相对而言处于劣势。通过对机电一体化设备的故障诊断技术的不断探讨和完善，不断增进设备运营稳定性和高效性。在实际应用机电一体化设备故障诊断技术时，要灵活变通，严谨求证，避免干扰因素，明确分析判断故障原因，迅速排除后保证设备正常工作运行。根据目前趋势来看，机电一体化设备故障检测的建设和发展方向将会向专家系统化和人工智能化，同时会通过互联网大数据不断整合各类信息形成相应的知识数据库。随着数据库的形成和不断完善，在机电一体化设备进行故障诊断的时候，可以运用检测到的相关数据和征兆，对故障进行更加系统完善准确的推理分析和诊断，有助于加强设备的自我检测和诊断维修的准确度，并且提供更加有效的处理意见。因此，要不断加强机电一体化设备故障诊断的各项技术，增强设备的运行平稳性，为我国在此领域内不断发展和提升奠定基础。

参考文献：

[1]武福龙.机电一体化设备的故障诊断技术研究[J].中国高新技术企业，2014（12）

[2]李萍.浅谈机电一体化设备的故障诊断方法[J].机械管理开发，2016（12）

[3]王卉.机电一体化设备的故障诊断技术分析[J].延安职业技术学院院报，2014（03）