机电一体化设备故障诊断技术研究

机电一体化设备故障诊断技术研究

Summary：目前，在工厂和人们的日常生活中广泛使用了机电一体化设备，极大地方便了人们的生产和生活。但由于机电一体化设备在使用中存在一定的损耗，对其使用年限也有一定的要求，所以必须加强对其进行故障诊断，以防止因故障引起的设备寿命和使用功能缩短，从而合理地利用各种机电一体化设备的故障诊断技术，以达到其功能的最大化。Keys：机电一体化；设备管理；故障诊断引言机电一体化设备的故障诊断是一种重要的检测技术，它可以在很短的时间内发现和发现设备的问题。从这一点出发，对机电一体化设备进行故障检测，以保证其安全、高效地运行，从而将不良的影响降到最低。保证设备的安全运行是一种在故障发生前对设备进行诊断的方法，它主要用于设备的常规检修和维护保养，因此，有关人员要保证其运行效率，使其发挥最大的作用。1.机电一体化设备故障诊断技术概述机电一体化包含的学科内容十分广泛，例如电子学、机械学、动力学以及控制学等，是在经济发展、科技进步、产业升级的背景下产生的一种新兴技术，普遍运用于当今社会的各个行业领域。从技术层面来说，机电一体化设备故障诊断技术的实现主要是依靠数学模型构建、数据采集、数据分析处理等技术的相互配合。其中，数学模型的构建能够更加直观地分析机电一体化设备的运行情况；数据采集则是借助传感器设备观察到被诊断设备发出的特殊信息，自动化收集产生各项参数信息；数据分析处理则体现在对各项原始数据进行细致的统计、处理以及确认后，可以得到异常信号源，最终判断被诊断设备是否发生故障。一旦分析出有故障发生，可以直接利用故障树分析、信号分析等分析方法进一步得出故障发生的原因、位置、严重程度、发展趋势、性质等。如果未判断为故障，为确保安全性，可以进一步利用Kalman滤波等进行进一步检验和核查。2.机电一体化设备的故障特点机电设备的故障具有随机性、瞬时性和不连续性，故障原因多样且复杂。机电一体化设备的特征性故障特征如下。首先，零部件多。从微观上看，机电一体化设备是若干部件和技术的集合，每个部件都具有良好的连接性，可以满足运行需要。这种设备一旦发生故障，很难快速准确地找到故障点，一方面零部件故障比较普遍，另一方面有些故障的问题不明确。其次，更新速度快。机电一体化是信息技术发展的产物，设备更新换代很快，由于零部件的升级和淘汰落后的技术，诊断和维修的难度会增加。工作人员技术能力低下，缺乏全面的故障诊断知识，也会影响诊断工作的开展。2.1.电子部分的故障特点机电一体化设备的整体性较强，因此专业的修理人员查找电子部分的故障会比查找机械部分的故障难度更大。经验表明，机电一体化的电子部分出现故障后，排查的难度更高，且较机械部分故障需要耗费的人力物力更多，需要修理人员具备极强的耐性和专业性。因此通常而言，修理机电一体化电子设备部分故障的修理人员技术水平要比机械部分修理人员技术水平更高。2.2.机械部分故障特点机电一体化设备的故障一般都是在设备运行中出现的。在机械部分运行的不同时间段内，出现的信息和数据也有所不同，相关的检修人员可以通过对同一台机械在不同时间段内出现的数据信息进行分析，很容易发现故障设备的信息会与正常运行的设备信息表现出很明显的差异。实际生产过程中会有很多的原因导致机电一体化设备出现故障，可能两个看似类型相同的故障，有可能实际故障源完全不同。因此若机电一体化设备的机械部分出现故障，修理人员不可单纯按照经验进行判断，必须严格谨慎地检测，多层次分析。机电一体化设备机械部分的故障较多，且引发故障的原因也不一，随机性较强，具有不可预知性，这也正是该类型设备最突出的故障特点。3.常见的机电一体化设备故障诊断技术3.1.振动故障诊断技术相对来说，温度诊断技术的效率较低且精准度难以保证，而振动故障诊断技术可以有效提高诊断效率。振动故障诊断技术主要应用方式是在设备的运行过程中对振动进行检测并且收集相关数据，获得机电一体化设备的相关参数，与温度诊断技术相比，其精确度更高，对比运行中的实际参数和标准参数后即可判断设备的运行是否正常。另外，应用振动故障诊断技术所耗费的时间相对较短，诊断效率更高。3.2.温度诊断技术一般情况下，设备在运行过程中的温度会保持在一个相对稳定和正常的状态。但是一旦出现设备超负荷运行或者是在设备内部出现故障时，设备的温度将会上升。因此温度的变化是工作人员判断设备是否发生故障的重要信号。相关工作人员可以借助专业的工具采集机电一体化设备各个位置不同零件的温度信息，并且将收集到的信息数据制成简易的表格，观察所测温度与标准温度之间的差异，从而找到故障的位置和对应零件。3.3.油液磨屑分析故障诊断技术机电一体化设备在运行过程中会产生油液磨屑，因此油液磨屑的形态也是检测设备是否存在故障的一个判断指标。油液磨屑分析故障诊断技术的工作原理是依靠现代化的专业测量仪器对设备运行过程中产生的油液磨屑进行收集，在集中处理后采用专门的仪器进行观察和识别，仔细识别后便可得出设备是否发生故障。油液颗粒的尺寸可以反映出机械设备磨损的情况，并且机电一体化设备在发生不同故障时产生的油液颗粒形状是具有差异的，分析油液颗粒的形状即可确认故障的类型和性质。而油液颗粒的成分则是判断机械磨损位置，获取信息处理设备故障的重要依据。3.4.射线扫描故障诊断技术与前两种技术相比，射线扫描故障诊断技术出现时间较晚，应用时间并不长，但是这一技术在机电一体化设备故障诊断中应用频率较高。射线扫描技术是较为先进的故障诊断技术，其工作原理是通过Y射线对机电一体化设备进行扫描，形成相应的设备图谱形状，再对图谱进行仔细地比对分析找出故障发生的位置，对诊断维修人员来说更为便捷高效。4.应用机电一体化设备故障诊断技术的注意事项4.1.合理设定故障的诊断步骤由于机电一体化设备的结构较为复杂，不论是拆卸还是组装的难度都相对较高，通常需要安排专业人士完成各项步骤，因此在进行故障诊断时必须遵循一定的顺序，按照“先机后电、先外后内、先枝后叶”的原则，逐步进行排查。首先，要从简单易发现的故障开始排查，例如机械设备打滑、开裂、变形以及零件卡死等情况，其次，按照“先外后内”的原则先对设备外部的各元件情况进行排查。最后，着重检查设备内部的驱动元件和控制元件等。4.2.树立科学的故障诊断思维相关工作人员要想充分了解机电一体化设备的组合形式、工作环境、功能设计、内部构成、模块建设以及其他的相关内容，必须具备电子和机械相融合的意识，形成金相检测诊断法、故障分析法、时域模型分析法、压力检测诊断法等诊断思维，在充分了解设备可能出现的故障形式的基础上科学预测。检测人员需要具备认真分解、层层细化的技能，在不断深化的过程中找出故障、处理故障，发挥机电一体化设备的作用。5.结束语综上所述，为了最大程度发挥机电一体化设备作用，企业需要给予设备维护工作更多的关注，通过对机电一体化设备的日常维护以及运行时的监察管控，减少设备故障