机械电子系统故障诊断与维护技术研究

机械电子系统故障诊断与维护技术研究

任春芳

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摘要：近年来，我国科技不断进步。随着机械电子系统的复杂性不断增加，传统的故障诊断与维护方法已经无法更好地满足实际需求。当前的研究主要包括机械电子系统故障诊断算法研究、故障诊断模型建立研究、智能诊断系统研究等。这些研究将结合神经网络、专家系统、机器学习等技术，建立智能诊断系统，实现对机械电子系统的全方位监测和故障诊断，为提高机械电子系统的可靠性和稳定性、降低维护成本、提高生产效率提供理论指导。

关键词：机械电子系统；故障诊断；维护技术；研究

引言

在现代工业生产中，机械电气设备是其核心组成部分，它们的正常运行对于生产效率和产品质量至关重要。但这些设备往往会面临各种故障，可能会导致生产中断、安全隐患和经济损失等。从业人员不当的故障处置与设备管理方法会给企业造成较大的经济损失，自主维修的企业越来越重视设备的日常维保，希望通过正确的设备维护方法，降低设备的日常故障率，杜绝人为机损事故的出现。因此，有必要提出一些有利于企业在设备日常维护管理中的方式与方法供从业人员借鉴。

1机械电气设备故障应急处理的重要性

1.1维护生产连续性和降低成本

机械电气设备故障应急处理，有助于维护生产的连续性，在工业环境中，机械和电气设备是生产过程的核心，任何故障都有可能导致生产线的停机，从而引发严重的生产中断，带来经济损失，特别是在需要满足客户订单交付期限的情况下。通过及时的应急处理，可以最小化生产中断的时间，确保生产连续性，以减少损失。

1.2维护经济效益和提高设备可靠性

机械电气设备故障应急处理对经济效益和设备可靠性具有显著影响。维护机械电气设备成本较低，而大规模维修或替换部件则比较贵，但通过日常维护及时应急处理，可降低企业的运营成本。而且应急处理还包括故障原因的诊断和预防措施的采取，这些措施有助于增加设备的可靠性和寿命，减少未来故障的潜在风险。

2机械电子系统故障诊断技术

2.1机械电子系统特点和常见的故障类型

机械电子系统是由机械部件和电子元器件组成的复杂系统，涉及多种物理学和工程学原理，因此系统本身非常复杂。机械部件和电子元器件之间存在密切的互联关系，彼此之间的故障可能相互影响，故障诊断和维护的难度较大。且机械电子系统通常配备传感器和数据采集设备，能够实时获取系统运行数据，这为故障诊断和预测性维护提供了数据支持。机械电子系统典型的故障类型包括机械故障、电子元器件故障、互联故障和系统集成故障。（1）机械故障。机械部件的磨损、断裂或松动可能导致系统性能下降或停机。（2）电子元器件故障。例如电路板故障、传感器损坏等，可能导致信号传输异常、控制失效等问题。（3）互联故障。机械部件和电子元器件之间连接              故障，例如接头松动、线路短路等，可能导致系统通信异常或功能失效。

2.2工程机械故障处置的方法

医学中的“望、闻、问、切”问诊方法同样可以应用到工程机械故障诊断与处置中，“望、闻、问、切”等问诊方法应用得当，会显著提高故障诊断的准确性，同时利用问诊方法可以规范工程机械故障处置。（1）“望”在工程机械诊断中的应用。维修人员根据故障现象，首先，对外围油、水、电等状态进行检查核实，是否存在异常情况，观察有无缺油、缺水、断电现象；其次，对外围的固定方式、结构以及润滑情况进行检查核实，观察是否存在异常，并根据检查的情况进行对应的维修。（2）“闻”在工程机械诊断中的应用。维修人员根据出现的故障，对设备是否存在异味，设备运转过程中是否存在异响情况进行核实诊断，对出现的症状对应进行拆检维修。（3）“问”在工程机械诊断中的应用。从业人员应严格要求作业司机详细描述故障时发生的现象，出现故障时是否伴有异响、异味等症状，尤其应关注故障时设备的运行状态（怠速还是高速，单一动作还是复合动作，凉车还是热车等等状态信息），方便故障快速查找与分析。（4）“切”在工程机械诊断中的应用。“切”是在故障处置中关键的一步，需要对设备设施出现的故障直接做出决策。其中，以下是在工程机械故障诊断中常用的故障处置方法。

3机械电子系统的维护技术分析

3.1备用零部件的管理

备用零部件的管理涉及维护团队的组织、计划和储备备用零部件的过程，旨在应对紧急故障，最大程度地减少设备停机时间，提高生产效率。维护团队需要确保备有必要的备用零部件。这需要对煤矿掘进机的部件和设备进行全面的分析，以确定哪些零部件具有较高的故障风险或对设备运行至关重要。根据分析结果，维护团队可以建立备用零部件清单，包括备用传感器、电机部件、液压元件、切割工具等。这些备用零部件应当能应对常见的故障情况，以确保在发生问题时能够迅速响应。备用零部件应当存放在安全、干燥、通风的仓库中，以避免损坏或腐蚀。每个备用零部件都应当进行标识和分类，以便维护人员能够迅速找到所需的部件。此外，维护团队应定期检查备用零部件的库存状况，及时更新，确保备件的可用性。

3.2培养技术队伍

随着工程机械结构越来越复杂，进口设备的引进与技术封锁、企业自有技术人员的培养显得越来越重要。企业自有的技术人员一方面能够快速响应设备故障处置，另一方面能够为企业节省额外的成本开支。人才队伍的培养可以通过定期组织内部人员培训与外部交流相结合的方式对操作人员以及设备技术人员进行机械操作与维护保养的知识培训，以此提高从业人员的专业素养。只有不断地提升人才技术队伍的能力，才能够提高企业设备管理水平，做到及时发现设备故障隐患，保证设备性能的稳定性，提高生产作业的效率。

3.3远程监控与维护

（1）建立远程监控中心。在远程监控中心，利用数据采集和传输技术，实时监控设备的运行状态，对设备的各项参数进行实时监测和分析，及时发现设备的异常情况和潜在故障。（2）构建远程报警系统。通过远程监控系统，设置各种报警规则和预警机制，一旦设备出现异常情况，远程监控中心可以及时收到报警信息，采取相应的措施，避免设备故障带来的损失。（3）采用远程诊断与控制。通过远程监控系统，对设备的运行数据进行分析和诊断，发现设备的故障原因和潜在问题，并及时制定维护方案、调整设备参数等。

3.4预防性维护策略

（1）定期检查和保养。定期检查和保养是机械电子系统预防性维护的基础。在设备运行过程中，由于摩擦、磨损、腐蚀等原因，设备的各个部件会出现不同程度的损坏，需要进行定期检查和保养，包括设备零部件的润滑、清洁和紧固等，以保证设备的正常运转。（2）故障预警系统。故障预警系统是一种通过对传感器采集的数据进行实时监测和分析，及时发现系统中存在的异常情况，提前预警，以防止故障发生的系统。（3）定期更换易损件。机械电子系统中的易损件，如轴承、密封件等，由于长期的摩擦和磨损，容易出现故障，影响设备的正常运行。因此，合理制定更换计划、选择合适的易损件、严格规范更换操作等对于预防性维护具有重要意义。

结语

工程机械的正常运转，需要从业人员不断地思考设备故障处置的标准化方法以及设备管理的标准化方案，同时，要借助科技信息化手段，不断丰富自身设备维护管理经验。因此，企业应该重视机械电气设备故障应急处理，制定适当的维护计划，培训员工，确保设备的正常运行，从而提高生产效率和降低成本。在现代工业环境中，紧急处理机械电气设备故障是每个企业都应该关注的重要问题。

参考文献

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[2]余萍,曹洁.深度学习在故障诊断与预测中的应用[J].计算机工程与应用,2020,56(3):1-18.