机械自动化设备的可靠性设计与安全技术研究

机械自动化设备的可靠性设计与安全技术研究

郗建豪，张,涵，单垄垄，齐,跃，倪浩博

航天精工股份有限公司，天津 300300

摘要：近年来，随着机械自动化技术的不断发展及其广泛应用，机械自动化设备的设计与应用日益受到重视。对机械自动化设备的可靠性设计与安全技术进行研究分析，不仅能提升机械自动化设备的安全性能，而且能更好地满足机械自动化设备的安全要求。为了提高机械自动化设备的效率和质量，应加强机械自动化产品与人在技术上的结合，同时根据市场需求，不断开发新技术，满足不同客户的需求。

关键词：机械自动化；可靠性设计；安全技术

引言

随着国内经济与科技水平的增强，我国制造业在不断发展期间逐渐与信息技术产生了融合，由此形成的机械自动化设备对生产行业的发展有着显著的促进作用，其运行质量将直接决定企业发展效率，因此设备相关人员需要重视机械自动化设备的故障监测工作，深入研究各项故障诊断技术，通过科学的改造，增强机械自动化设备运行水平，充分保障机械自动化设备的运行状态，为企业生产效率的提高打下基础。

1机械自动化设备故障诊断方式分析

现阶段常用的机械自动化设备故障诊断方式主要由单机监测和机群监测技术构成，其中前者通过对单一机械自动化设备运行状态的监测来分析和判断设备故障发生的位置，然后借助智能化设备来将故障位置传输到维修人员的系统中，当设备处于异常运行状况时，会自动发出警报用以提示维修人员。多数机械自动化设备处于运转状态下，如果存在故障，会发出具有规律性的噪音，由此产生的振动会直接影响自动化仪器的精密性，严重的还会导致自动化出现变形，由此导致设备质量下降。鉴于此，目前采用自动化和集成化结合为主的故障诊断技术，上述诊断技术属于一类无损检测技术，主要通过获取故障噪声信号和通过对信号进行分解来进行检测。总的来说，上述两种检测方法本质上属于一种物理检测方法。而机群监测技术则通过设备和设备之间的信息交互来传输故障数据信息，以此来分析机械自动化设备产生故障的原因，然后根据原因制定对应的故障维修方案。和其他设备类型不同，机械自动化设备整体的结构比较复杂，受到应用环境因素的影响，导致其故障原因呈现多元化发展态势。

2机械自动化设备的可靠性设计

2.1明确工作原理

机械自动化设备属于自动设备，在使用过程中会根据实际需求来进行各种功能优化。因此，在生产过程中一般是以实现精准化操作为主要目的。这种方式能够有效提高生产效率，并且减少工人操作失误以及提高产品质量。而机械自动化设备一般都是由PLC控制系统和电机驱动系统组成。所以为了保证机械自动化设备能够有效运行、减少人员伤亡数量等问题，必须要详细了解其工作原理。其中，在保证产品质量方面，应该根据实际需求进行自动调整及优化。同时还应当结合使用环境、用户需求、市场环境等多方面因素来进行综合考虑并制定相关计划。通常在机械自动化产品的运行过程中具有自动、手动以及无人等3种方式。为了使机械自动化产品更符合用户需求，必须要选择合理匹配方式。除此之外还应保证机械自动化产品中安装好安全防护装置以及报警装置。同时可以根据具体情况对机械自动化设备进行不同种类安装不同类型安全防护装置，充分保障其可靠性以及安全性的发挥。

2.2提升机械自动化设备的稳定性

想要更好地对机械自动化设备进行控制，提升其设计安全性，设计人员要根据模型分析振动信号判断故障类型，然后在此基础上制定出对应的控制方案，减少设备故障发生概率。鉴于此，要求相关技术人员要根据机械设备运行过程中潜在的安全隐患，及时做好隐患识别工作，以确保企业的正常生产。例如，在机械自动化控制系统设计工作完成后，要求设计人员要对机械设备进行调试，然后根据调试过程中出现的问题分析其存在的安全问题，并对机械自动化设备存在的隐患进行优化，从而为机械自动化控制系统的安全稳定运行奠定坚实的基础。

2.3详细划分振动信号类型

首先，工作人员需要以时间函数关系式作为对机械自动化设备振动信号类型的主要划分依据，直接形成故障振动信号以及无故障振动信号两大类型，了解故障信号的特征，将其进行随机信号或是确定信号的分类。工作人员要想确定故障类型，需要提前固定时间，掌握振动瞬时产生的信号情况。正常状态下，故障信号主要为简谐振动，基于正弦函数规律而形成，具有一定的周期性质；在信号运动的同时，也在同时进行周期性振动，振动波形以矩波形为主，一般不存在周期性质，振动频率表现为无理数。工作人员对振动速度以及位移情况进行深入分析并掌握后，即可划分振动信号类型，选用专用的振动信号采集设备进行振动信号采集工作，利用采集的振幅数据对机械自动化设备运行状态进行判断。如果设备存在运行风险，将加大随机与确定信号的振幅，并导致频率阈值范围呈现逐渐扩大的状况，故障信号导致的振动也在逐渐上升。故障信号波形将会表现明显的变化情况，可将波形变化情况作为信号初步分类的主要依据。若设备处于正常的运行期间内，其随机振动信号表现为幅值低、波形变化弱的特点，而若机械自动化设备存在故障或隐患时，随机和确定信号都会同时加大，振动波形变化呈现周期性特点，设备的齿轮部件存在脱落行为，波形变化中存在脉冲，进一步加大了设备故障风险，信号振动期间，产生明显的谐波情况。

2.4确定参数设置

确定了机械自动化产品的相关参数后，就需要确定产品的总体参数。具体来说，在对机械自动化设备相关参数进行设置时，可以根据工作流程以及目标设定来对参数进行设定，从而能够提升设备工作效率与质量。在进行机械自动化产品设置时必须要根据生产流程和目标进行参数设定，并结合现场实际情况来对相关参数进行优化，以此来提高机械自动化产品所具备的功能。除此之外，还应该加强对于技术人才配备管理和培养工作。针对不同性质人员及层次人员制定相应的专业技能要求以及知识技能要求。同时在技术人员配置过程中还应当考虑机器内部环境因素以及操作人员素质因素。在参数设置方面可通过分析生产过程中出现问题原因与处理方式等方面得出结论。在具体设计过程中，为了能够更好地提升机械自动化设备技术应用效率与质量，对于不同规格阶段机械自动化产品都应根据实际情况给出具体设计方案、参数设置要求以及标准要求等。同时还应该严格遵守操作规程、使用注意事项以及安全技术要求等进行操作。

结语

在工业生产过程中，机械自动化设备是不可或缺的。机械自动化设备在生产过程中存在着较大的安全隐患，如果不及时有效地处理，会给安全生产带来很大的影响。因此，应合理优化机械自动化设备，确保其可靠性和安全性。在开展相关工作时，首先要先对机械自动化设备进行评估，确定其是否适合进行自动化生产，再考虑其安全性是否能够满足要求；在分析机械自动化设备时，还要了解其对环境的影响以及设备需要具备什么能力才能满足自动化生产的要求。加强对机械自动化设备的安全性和可靠性知识的深入学习，才能更好的提升生产技术水平，保证设备的使用安全。

参考文献

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