機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和常見(jiàn)故障分析的方法淺析

李雷兵 李涌濤 秦浩

摘要：隨著工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，機(jī)械電氣系統(tǒng)在工程建設(shè)中扮演著重要的角色，與此同時(shí)人們對(duì)電氣系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，但是在電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)故障。本文主要從機(jī)械電氣系統(tǒng)的組成部分、設(shè)計(jì)方法出發(fā)，淺析電氣系統(tǒng)故障分析的方法，為識(shí)別電氣系統(tǒng)故障提供新的思路進(jìn)而提高電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電氣系統(tǒng);常見(jiàn)故障;分析方法

隨著我國(guó)科技的進(jìn)步，電氣系統(tǒng)的使用范圍越來(lái)越廣，但是在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中往往因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)出現(xiàn)故障而延誤機(jī)械工程建設(shè)，機(jī)械電氣系統(tǒng)作為機(jī)械工程的重要環(huán)節(jié)對(duì)其必須要給予一定的重視。本文以工作中的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，淺析電氣系統(tǒng)的常見(jiàn)故障以及其解決方法。

1.有關(guān)電氣系統(tǒng)及電氣自動(dòng)化技術(shù)的概念闡述

1.1電氣系統(tǒng)的涵義

電氣系統(tǒng)不同的電氣零部件和設(shè)備構(gòu)成的整體的系統(tǒng)，它在電路運(yùn)行中充當(dāng)著十分重要的角色電氣系統(tǒng)常與自動(dòng)化技術(shù)相聯(lián)系。

1.2電氣控制系統(tǒng)的功能用途

在整個(gè)電氣系統(tǒng)中，不同設(shè)備、不同環(huán)節(jié)都有著截然不同的控制步驟。為了保證系統(tǒng)的正常高效運(yùn)作，需要不同功能的電氣設(shè)備進(jìn)行輔助，這樣通過(guò)電器的組合，電力系統(tǒng)的運(yùn)行才會(huì)暢通無(wú)阻。這些電器設(shè)備的功能多種多樣，分為以下幾個(gè)方面：（1）控制電路運(yùn)行過(guò)程的功能：在電力系統(tǒng)中，一些較為重要或者在系統(tǒng)中處于中心位置的控制設(shè)備體積較大，不便于人工操作，所以一旦這些電器運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，需要自動(dòng)化的現(xiàn)代技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)的控制，這時(shí)，現(xiàn)代化機(jī)械電氣技術(shù)便能夠發(fā)揮作用，既保障了電路安全，又提高了工作效率。（2）保護(hù)電氣設(shè)備的功能。由于長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)作，有些電氣設(shè)備與線路在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷的情況，這種情況一般是指通過(guò)這些設(shè)備的電流量超過(guò)了設(shè)備所能承受的最大量，這時(shí)控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)揮作用，通過(guò)對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，會(huì)對(duì)故障造成的原因進(jìn)行自動(dòng)地挑選和分析，從而進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行暫時(shí)中斷或者切斷電源，以此來(lái)保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)免遭巨大的損失。（3）監(jiān)視功能。電流是眼睛看不見(jiàn)的，一臺(tái)設(shè)備是否處于正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)，有無(wú)故障的產(chǎn)生，無(wú)法從肉眼的觀察中得出結(jié)論，這時(shí)，各種微型設(shè)備如信號(hào)檢測(cè)燈、或溫度顯示器等就可以發(fā)揮重要作用，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行有效及時(shí)的監(jiān)測(cè)。

2.電氣系統(tǒng)的組成

從功能上劃分電氣系統(tǒng)主要由以下四個(gè)部分組成。第一，電源線路。在機(jī)械工程制造中最常見(jiàn)的就是單線制直流電氣系統(tǒng)，其以電壓為基礎(chǔ)進(jìn)行劃分，可以分為12V和24V兩種。其中電源總開(kāi)關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)機(jī)、蓄電池是直流電源的重要組成部分。第二，儀表。電壓表、變矩器油溫表、電壓表以及冷卻液溫度表是在機(jī)械工程中常用的儀表，不同的儀表具有不同的用處，因此在使用過(guò)程中主要是根據(jù)不同的機(jī)械設(shè)備使用不同的儀表。其中，在機(jī)械工程中儀表的種類有很多，除了以上常見(jiàn)的儀表，還有車速表、轉(zhuǎn)速表等應(yīng)用到高端機(jī)械設(shè)備的儀表。第三，照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)在機(jī)械工程中主要有兩個(gè)作用，一方面是照明作用，主要機(jī)械設(shè)備在夜間工作時(shí)照明系統(tǒng)進(jìn)行照明;另一方面是警報(bào)作用。當(dāng)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，照明系統(tǒng)會(huì)通過(guò)信號(hào)等進(jìn)行警示。照明系統(tǒng)主要是由前組合燈、后組合燈、工作燈以及報(bào)警燈等部分組成，在電氣系統(tǒng)中起著重要作用。第四，指示器。指示器主要起到提醒警示的作用，當(dāng)工作人員操作成功或者操作失敗時(shí)，指示器都會(huì)發(fā)出信號(hào)，指示器一般是與電壓表等儀表組合在一起，保障工作人員的人身安全。

3.有關(guān)機(jī)械電氣系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

能否正確合理地設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)，會(huì)對(duì)全部電氣設(shè)備是否能正常高效穩(wěn)定的工作以及相關(guān)工作人員和設(shè)備的安全程度產(chǎn)生重要影響，因此安全問(wèn)題是電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的問(wèn)題。電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要從花費(fèi)成本、產(chǎn)品性能和電器的類型等多各方面考慮。

（1）了解掌握電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和整個(gè)工程機(jī)械部分的電氣裝備情況，進(jìn)行原理圖構(gòu)思;通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)和各個(gè)零部件之間的關(guān)系和組合狀況的分析，進(jìn)行電氣系統(tǒng)原理圖的初步設(shè)計(jì)和繪制。在進(jìn)行原理設(shè)計(jì)時(shí)，要著重考慮最重要的電器裝備的性能參數(shù)以及相關(guān)的功能和用途。

（2）成本分析：為整個(gè)工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)、安裝和后期工程進(jìn)行全面的成本預(yù)算分析。在整體預(yù)算的范圍內(nèi)，不僅要考慮電氣系統(tǒng)所占的比例和成本控制策略，對(duì)于相關(guān)機(jī)械的更新、維修、檢查都要做出合理預(yù)算數(shù)額。無(wú)論是電器零件的選擇，還是施工隊(duì)伍的施工效率和可靠程度，都應(yīng)當(dāng)作出有效的規(guī)劃和設(shè)定。

（3）電器件選型：在成本預(yù)算范圍內(nèi)，選擇滿足性能參數(shù)的電器件廠家和型號(hào)。在選擇電器出產(chǎn)廠家時(shí)，要對(duì)該生產(chǎn)商的產(chǎn)品質(zhì)量、功能、用途進(jìn)行全面的調(diào)查。另外，對(duì)于所選擇的電器件，不僅要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法律條例，還要滿足市場(chǎng)的需求和使用規(guī)范。在涉及到出口產(chǎn)品時(shí)，還應(yīng)關(guān)注出口國(guó)家相關(guān)特殊法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，以免在交易和運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)難以解決的問(wèn)題。

（4）功能的合理配置：作為現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化和電氣系統(tǒng)結(jié)合的產(chǎn)物，機(jī)械電氣系統(tǒng)必須要達(dá)到高效推動(dòng)電力系統(tǒng)運(yùn)行，及時(shí)有效的對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警、切斷的目的。因此，在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)設(shè)備都處于實(shí)時(shí)的監(jiān)控和監(jiān)測(cè)當(dāng)中，無(wú)論是電氣系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行還是關(guān)閉，自動(dòng)化技術(shù)的功能必須立刻實(shí)現(xiàn)，以此達(dá)到提高效率、節(jié)省時(shí)間的目的。

（5）確保機(jī)械電氣系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的兼容性：在設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行方案和電器選購(gòu)時(shí)，一定考慮系統(tǒng)是否能夠順暢運(yùn)行以及各個(gè)電氣設(shè)備能否互相兼容在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于功能拓展性、優(yōu)化性、以及功能兼容性等優(yōu)勢(shì)要給予高度的重視，要激發(fā)數(shù)字、邏輯控制的功能優(yōu)勢(shì)。

4.機(jī)械電氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析的方法

機(jī)械電氣系統(tǒng)是個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，因此在對(duì)機(jī)械電氣系統(tǒng)進(jìn)行組裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，進(jìn)而導(dǎo)致電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，其常見(jiàn)的故障及解決方法主要有以下幾個(gè)方面：

（1）傳感器受損。傳感器的主要作用就是將外界的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，當(dāng)傳感器出現(xiàn)異常時(shí)就會(huì)信號(hào)無(wú)法識(shí)別，無(wú)法轉(zhuǎn)化，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)電氣系統(tǒng)停止運(yùn)行。短路、斷路以及電阻失準(zhǔn)都是傳感器出現(xiàn)故障的表現(xiàn)，因此在日常工作中要及時(shí)對(duì)傳感器進(jìn)行檢查，及時(shí)維修和更換。

（2）報(bào)警燈異常。在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中報(bào)警燈出現(xiàn)異常主要表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)不能自行發(fā)電，當(dāng)發(fā)電機(jī)不能進(jìn)行正常工作時(shí)首先要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)讓其保持在中速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)檢測(cè)報(bào)警燈，使其電壓保持在30V左右，最后對(duì)其輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，正常情況下，電壓應(yīng)為15V，如果低于15V，說(shuō)明發(fā)電機(jī)存在隱患，此時(shí)工作人員要先對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，查看是否出現(xiàn)短路或者斷路等問(wèn)題，然后再對(duì)報(bào)警器的異常情況進(jìn)行分析。當(dāng)報(bào)警燈出現(xiàn)異常時(shí)也有可能是保險(xiǎn)絲出現(xiàn)問(wèn)題，解決方法是讓工作人員直接檢查保險(xiǎn)絲，看保險(xiǎn)絲是否有熔斷的現(xiàn)象。

（3）機(jī)油壓力燈異常。當(dāng)電氣系統(tǒng)中機(jī)油壓力過(guò)低或者機(jī)油壓力開(kāi)關(guān)受損時(shí)都會(huì)引起機(jī)油壓力燈異常，在這種情況下工作人員要先對(duì)機(jī)油壓力進(jìn)行測(cè)量，如果其存在異常就要請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行及時(shí)的維修。同時(shí)當(dāng)線束短路時(shí)也會(huì)使機(jī)油壓力燈出現(xiàn)異常，其解決方式是先檢測(cè)電阻表記錄電阻值，如果電阻值為零說(shuō)明電路存在問(wèn)題，需要進(jìn)行維修，如果不為零則電路正常，是其他原因?qū)е聶C(jī)油壓力燈異常。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)機(jī)械電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及故障進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜其出現(xiàn)的故障的原因有很多。但是機(jī)械電氣系統(tǒng)在機(jī)械工程中發(fā)揮著重要的作用，因此工作人員必須要對(duì)電氣系統(tǒng)的安全問(wèn)題給予重視，在實(shí)際工作中工作人員要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對(duì)電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部分進(jìn)行檢查與維修，找出故障出現(xiàn)的原因，及時(shí)解決問(wèn)題，同時(shí)也要對(duì)電氣系統(tǒng)的故障問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié)，保證電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高工作效率。