機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)研究

張榮 張澤宇

摘? 要：機(jī)電一體化設(shè)備是大工業(yè)生產(chǎn)中必備的生產(chǎn)設(shè)施和器材。對于這類設(shè)備來說，使用的頻率較高，強(qiáng)度較大，因而出現(xiàn)故障的概率也極高。對于機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷是保障相關(guān)設(shè)備能夠更好的處于正常運(yùn)行狀態(tài)的最要手段，也是最重要的手段。而對于故障診斷來說其涉及很多技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用有助于相關(guān)設(shè)備維護(hù)人員充分了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障隱患，并且有助于相關(guān)人員對于出現(xiàn)故障的設(shè)備的故障位置的確定以及故障原因的判斷。由此可見機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷極為重要。基于此，本文以機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)研究為議題，充分分析了相關(guān)內(nèi)容，從而為相關(guān)人員提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化;故障診斷;技術(shù)研究

前言

機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷是一個復(fù)雜的機(jī)械維護(hù)技術(shù)集合。對于不同的機(jī)電一體化設(shè)備診斷的具體問題涉及的技術(shù)有所不同，并且同一個問題也會涉及多種診斷技術(shù)。對于故障診斷技術(shù)來說，其涉及到機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的過程中對于出現(xiàn)故障解決的方案設(shè)計(jì)。對于不同的故障通過一定的故障診斷技術(shù)的結(jié)合就能夠形成較為合理的診斷方案，從而能夠有效的解決機(jī)電一體化設(shè)備的相關(guān)問題，極大的提升當(dāng)前相關(guān)的機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，從而極大的促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，為相關(guān)的工業(yè)化生產(chǎn)提供保障。

1.機(jī)電一體化設(shè)備的構(gòu)成分析

1.1設(shè)備層分析

機(jī)電一體化設(shè)備是一類復(fù)雜的設(shè)備，其涉及多個機(jī)械單元和環(huán)節(jié)，因此實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的貫穿連接有助于提升機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。對于該設(shè)備來說可以分為兩個模塊，這兩個模塊即為設(shè)備層和自動化、控制層。對于設(shè)備層來說，其主要作用在于將計(jì)算機(jī)相關(guān)設(shè)備和低層閥門、拖動相關(guān)設(shè)備以及相關(guān)傳感器等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的連接，從而形成統(tǒng)一化的機(jī)電一體設(shè)備系統(tǒng)。設(shè)備層主要關(guān)于主要設(shè)備的整合模塊，其為整個一體化設(shè)備系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因而對于該模塊，需要進(jìn)行更好的維護(hù)。當(dāng)前，對于設(shè)備層來說，隨著相關(guān)技術(shù)的提升，現(xiàn)場總線技術(shù)趨向穩(wěn)定，因而設(shè)備層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨向多樣性。

1.2自動化和控制層分析

自動化和控制層是機(jī)電一體化設(shè)備能夠有效開展相關(guān)生產(chǎn)任務(wù)的重要保證。對于通信網(wǎng)絡(luò)來說，結(jié)合自動化控制系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)高容量的自動通信過程，對于機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要作用。對于這個模塊來說，其涉及的工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)目前主要為工業(yè)相關(guān)的以太網(wǎng)、DH網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。對于控制網(wǎng)絡(luò)來說，其具備較好的性能，并且對于運(yùn)動離散傳動的集成控制能夠很好的實(shí)現(xiàn)。此外其能夠很好的促進(jìn)多信道傳播對等通信數(shù)據(jù)和輸入設(shè)置，并且可以通過特殊的時間片控制算法來提高傳輸?shù)念A(yù)定數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳播的穩(wěn)定與正確性。因此結(jié)合自動化和控制系統(tǒng)的機(jī)電一體化設(shè)備具有很好的操作性，并且運(yùn)行效率和質(zhì)量大大提升。

2.機(jī)電一體化設(shè)備的故障特點(diǎn)分析

2.1相關(guān)零部件數(shù)量多

對于機(jī)電一體化設(shè)備來說，其在長期高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)中容易出現(xiàn)各種各樣的故障，而對于這些故障來說具有一些很明顯的特點(diǎn)。首要的特點(diǎn)就是相關(guān)的零部件極多。對于機(jī)電一體化設(shè)備來說，其不慎就是一個高集成的設(shè)備系統(tǒng)，因而其涉及的零部件極多，可以說，機(jī)電一體化設(shè)備是多重零件的結(jié)合體，就是這些零部件的有機(jī)的結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)了相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此只有具備較好的貼合功能的零部件的整合才能達(dá)到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的相關(guān)設(shè)備運(yùn)行需求。因此對于常規(guī)工作過程中故障診斷情況，若想將零部件出現(xiàn)的故障及其產(chǎn)生原因迅速定位是存在著一定的難度的。對于這個情況，主要原因則是由于造成機(jī)電一體化設(shè)備故障的因素較多，因而很難進(jìn)行判定的就是機(jī)械設(shè)備的零部件故障。再者在檢測的時候因?yàn)橐恍┕收显诙虝r間變化不大，對于機(jī)電一體化設(shè)備的順利運(yùn)行暫時不會造成太大的影響，因此報警系統(tǒng)往往不會發(fā)出警報。

2.2目的性明晰

對于機(jī)電一體化設(shè)備的故障的診斷來說，其主要的目的就是在機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行的時候可以應(yīng)用到相關(guān)的技術(shù)，同時有效的對故障進(jìn)行處理，從而確保安全生產(chǎn)，避免產(chǎn)生人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失的情況。從這一層來說機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷具有很明確的目標(biāo)，因而能夠在相關(guān)工作中迅速確定工作相關(guān)內(nèi)容，提高工作效率。并且這種具有明確目標(biāo)的工作過程，有助于提升工作質(zhì)量，這對于機(jī)械設(shè)備能夠得到及時維護(hù)具有很好的作用和效果。

2.3綜合性極強(qiáng)

由于機(jī)電一體化設(shè)備的復(fù)雜性，這個情況給設(shè)備的故障診斷工作帶來的一定的挑戰(zhàn)。尤其是在對其進(jìn)行診斷的過程中，一般會涉及到液壓機(jī)器的操作原理和應(yīng)用、摩擦學(xué)、機(jī)械制造以及物理學(xué)等相關(guān)知識，由此可見這個方面對于故障診斷人員儲備知識的要求就相對較高，所以綜合性較強(qiáng)。對于這種綜合性較強(qiáng)的工作，對于相關(guān)人員的要求也很高。如果相關(guān)人員不具備相關(guān)技能或者技術(shù)素質(zhì)不過硬，那么對于相關(guān)問題的有效解決就會有很大的阻礙和影響。此外對于這類故障的確定和解決的過程，需要根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建相關(guān)設(shè)備的故障維修手冊，對于再次發(fā)生此類故障就能夠根據(jù)相關(guān)情況，來準(zhǔn)確定位，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)問題的及時解決，為維護(hù)相關(guān)企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量提供保障。

3.機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)概述

3.1劃分故障類別的診斷技術(shù)

對于劃分故障類別的診斷技術(shù)來說，這是一類重要的機(jī)電一體化故障診斷技術(shù)。這種故障診斷技術(shù)能夠結(jié)合由于機(jī)電一體化設(shè)備的故障造成損壞的零部件的情況或者相關(guān)故障對機(jī)電一體化設(shè)備穩(wěn)定工作產(chǎn)生的影響的情況，將相關(guān)故障劃分為非破壞性故障和破壞性故障兩大類。一般來說，在實(shí)際的檢測機(jī)電一體化設(shè)備的故障隱患的過程中，這種方式故障診斷能夠科學(xué)地引導(dǎo)相關(guān)的維修工作者快速地確定故障的范圍及其主要因素，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對嚴(yán)重影響機(jī)電一體化設(shè)備工作的設(shè)備問題快速解決，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)盡量地防止損壞和損失的效果，為相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)提供保障。

3.2在線診斷以及離線診斷相關(guān)技術(shù)

對于在線診斷和離線診斷技術(shù)來說，是機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷中的主流診斷技術(shù)。尤其是在機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障之后，能夠采用離線診斷技術(shù)來實(shí)現(xiàn)相關(guān)故障的類別和故障位置及原因進(jìn)行基本的定位。當(dāng)然在當(dāng)前的高科技不斷的發(fā)展中，在線診斷技術(shù)的作用顯得極為重要，也是未來發(fā)展的趨勢。由于當(dāng)前信息技術(shù)迅速發(fā)展和應(yīng)用，因此相關(guān)工作人員能夠應(yīng)用信息技術(shù)實(shí)時地發(fā)現(xiàn)故障問題。近些年來，不斷進(jìn)步的故障診斷技術(shù)中的在線診斷技術(shù)可以劃分為知識的技術(shù)、處理信號的技術(shù)、模型解析的技術(shù)，其中，知識的技術(shù)與處理信號的技術(shù)無需對對象的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行檢測，因而被廣泛地關(guān)注。

3.3檢測設(shè)備參數(shù)相關(guān)技術(shù)

對于機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷中，確定相關(guān)設(shè)備是否存在故障取決于相關(guān)參數(shù)是否偏離相關(guān)正常值，或者符合某類故障的典型值，那么出現(xiàn)這種情況，就能通過相關(guān)設(shè)備的具體參數(shù)來直接確定設(shè)備的故障類別，從而引導(dǎo)相關(guān)工作人員對相關(guān)故障的快速而又準(zhǔn)確的定位。對于這個過程涉及的一類故障診斷方法就是檢測設(shè)備參數(shù)相關(guān)技術(shù)。對于機(jī)電一體化設(shè)備來說，其具有的一個共同點(diǎn)那就是固定的參數(shù)，對于每一個零部件來說，其對應(yīng)的固定參數(shù)都是不變的，由此可以通過相關(guān)參數(shù)的來確定故障。此外，在判斷零部件的損害程度時，主要是根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)以及振動頻率來進(jìn)行的。該技術(shù)之所以能夠被廣泛使用，主要是由于其具有較高的準(zhǔn)確率以及便于操作的特點(diǎn)。

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