工程机械电气系统设计和常见故障分析的方法

工程机械电气系统设计和常见故障分析的方法

于立国

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摘要：随着电气工程的进一步开展，机械电气系统已经成为工程建设的重点内容，为满足日益提高的要求，需要减少机械电气系统在日常运行中发生的故障问题。因此，文章以机械电气系统设计作为主要的阐述内容，对电气系统的故障问题进行分析，旨在为降低电气系统发生故障的概率，提高电气系统运行效率提供参考意见。

关键词：机械电气系统设计；常见故障；分析方法

随着现代科学技术的飞速发展，工程机械的结构日趋复杂，自动化水平不断提高。因此，工程系统必须设计科学合理的机械设施，分析工艺机械系统中的一般故障，保证整个机电系统的正常运行，保证整个机械工程的安全和质量。

1电气系统的组成

从功能上分，电气系统主要有四个部分。（1）电源线路。在机械工程的实际生产中，常见的一种电气系统就是单线制的直流系统，这种电气系统主要是以电压作为基础进行划分的，如12V和24V的电气系统。另外，在电气系统中，电源的总开关、起动机等都是直流电源非常关键的部分。（2）仪表。在电气系统中有各类仪表，如电压表、冷却液温度表等，这些仪表在机械工程中都是非常重要的，每一种仪表都是有其特殊用途，在电气系统的实际运行中，要结合工程的需求，为系统提供不同的仪表。另外，机械工程中，各类仪表非常繁杂，除了上述仪表，还有车速表等比较高端的设备。（3）照明系统。在机械工程中设置照明系统，一方面是为了照明，因为一些生产作业要在夜间进行，这样的情况下照明系统是保证正常工作的重要基础。另一方面照明系统也是有一定的警报作用，若是在电气系统中，有设备出现了故障，照明系统就会采用信号警示的方式，将故障反馈给相关的人员。在照明系统中，工作灯、前后组合灯等，都是非常重要的设备。（4）指示器。这部分在机械工程中起到的作用就是提醒以及警示，若是工作人员在实际的生产中，出现操作成功或失败，都会由指示器发信号，通常情况下是与一些仪表组合的，可以保证人员在生产过程中的安全。

2机械电气系统的设计

机械电气系统最主要的作用就是为操作人员提供安全保障，并且保证整体工作能够顺利完成，所以需要提高整个电气系统的设计质量，在进行电气系统设计时，不仅要注意安全性，还需要对电气系统成本进行控制。在进行机械电气系统设计时，需要按照以下几个步骤进行。（1）原理图设计。原理图的设计主要由两个部分构成，第一部分为电器标志，根据国家标准将电气系统中的设备用符号或者标志进行记录。第二部分为插件与插件孔设计，在设计电路图时，需要将复杂的电路系统清晰地表现在图纸上，在设计过程中对每个系统的功能以及实际运行需求进行了解，根据需求不断调整电气系统设计。（2）成本控制。在进行机械电气系统设置时，也要注意成本控制，避免在设计过程中出现不必要的浪费，由财务人员对整个过程所需要的成本进行预算，然后将设计成本控制在预算内，然后根据设备的实际工作环境以及预算对电器件进行调整，选择性价比较高的设备。（3）选择电器件。电器件的选择需要根据机械设备工作环境进行选择，避免造成成本浪费。在选择电器件时，需要选择符合国家质量标准的电器件，电器件的价格不能太高，应该将成本控制在合理的范围内。（4）线束以及电气系统装配设计。在电气系统设计中线束设计是最为复杂的内容，在线束设计时首先需要了解机械设计整体结构，然后根据机械实际情况进行线束设计，线束设计应具有合理性，并且不能脱离实际应用，要配置与实际情况相符的装置。

3故障诊断方法

3.1感觉诊断

电气设备的故障通常是由烟雾、火花和油漆气味引起的。通过人的眼、耳、触、鼻，可以直观地发现这些现象。

3.2试灯检查或刮火检查

1）测试灯检查和吹气检查用于测试电路故障。试验的一根导线支撑着熨斗，另一根导线引出电源，如果光线明亮，说明电源已经接上，否则我们就从这里把电源关掉。2）刮火检查。试验灯检查方法是检查作为试验灯的电路的短路情况，将试验灯的一根导线制成铁，并将另一根导线连接到电源的触点上。否则，将与电路断开。为了检查电动雨刷器定子绕组等电器绕组的好坏，在绕组的一端放铁，另一端放电极，并切断火，根据火花的强度和颜色判断故障。如果点火时产生强烈火花，则是电器线圈之间严重短路；如果吹气时没有火花，说明可以切断线圈。

3.3更换法

更换法是一种通过从系统中移除被认为损坏的部件，并用质量合格件代替可疑部件来判断部件是否存在故障的方法。诊断时，系统会换一个新的系统，看看这个系统是否正常工作。如果能正常工作，会发现其他零件的性能良好，而且更换零件有故障。如果工作不正常，系统的其他成员将失败。替换法在工程机械系统故障诊断中应用非常广泛。

3.4熔断器故障诊断

工艺机器中的每个电气设备都必须连接焊机，如果某些部件经常被压碎，则通常说明此电设备存在故障。

4机械电气系统常见故障分析

机械电气系统较为复杂，因此很有可能在组装机械电气系统的过程中出现错误，一旦电气系统发生故障，就会影响机械设备的运行，在机械电气系统中，常见的故障有以下几点。（1）传感器问题。在机械电气系统中传感器是重要的组成部分，能够将外界的信号转变成电信号，因此当传感器出现异常时，就会造成信号无法识别以及信号无法转化等问题，从而使整个电气系统不能正常运行。因此，当电气系统出现短路以及断路等情况时，都有可能是由传感器故障导致，所以在检查过程中，需要加强对传感器的检查，当发现损坏时，及时更换与维修。（2）报警灯异常。报警灯能够在系统出现异常时，及时对操作人员发出警报，导致报警灯发生异常的主要原因为发电机异常，发电机不能平稳发电。首先让发电机保持在中速运转的状态，使报警器电压保持30V，然后对输出电压进行检查，如果电压在15V，证明发电机正常，如果不足15V，则证明发电机存在安全隐患。同时检查人员需要对报警器的线路进行检查，检查报警器是否存在短路以及断路的情况，还要对报警器的保险丝进行检查，有时报警灯发生异常可能是由于保险丝存在问题，因此检查人员需要对保险丝进行检查，查看保险丝是否存在熔断等问题。（3）机油压力灯异常。机油压力灯出现异常的主要原因与油压过低，或者机油压力开关受损有关，为解决机油压力灯异常的问题，需要对机油压力进行测量，如果存在压力异常需要对装置进行维护。如果发生线束短路，也会导致机油压力灯出现异常，对电阻表进行检查，如果发现电阻值归零，则证明电路存在问题，需要对其进行维修，若电阻值不为零，则证明线路正常，机油压力灯异常是由其他原因导致。

5结束语

通过分析机械电气系统的故障原因，发现导致电气系统出现异常的故障因素有很多，电气系统是机械设备的重要构成，在机械工程中发挥着不可替代的作用，因此工作人员需要在日常工作中做好电气系统的安全防护工作，定期对电气系统的重要部分进行检查与维护。当发现异常时，及时找到故障原因，在维修的同时，也要将这些问题进行记录，找到影响电气系统的常见故障原因与故障位置，为后续的检查与维修工作提供参考，保证整个电气系统能够安全运行，使工作效率大幅度提高，消除安全隐患。

参考文献：

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