机电故障诊断技术毕业论文

数控机床故障诊断与维修论文班级：学号：姓名：数控机床故障诊断与维修论文科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。一、数控机床1. 数控加工的概念数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容：(1) 对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分；(2) 利用图形软件（如CAXA制造工程师）对需要数控加工的部分造型；(3) 根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）；(4) 轨迹的仿真检验；(5) 生成G代码；(6) 传给机床加工。2. 数控机床的特点(1) 具有高度柔性在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。(2) 加工精度高数控机床的加工精度，一般可达到～，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。(3) 加工质量稳定、可靠加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。(4) 生产率高数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。(5) 改善劳动条件数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。(6) 利于生产管理现代化数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。3. 数控机床使用中应注意的事项使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：(1) 机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；(2) 非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；(3) 除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；(4) 修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床；(5) 机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者；(6) 建议机床连续运行最多24小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命，从而会影响机床的精度；(7) 机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果。二、数控机床的维护数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，有些机械部件更是如此，为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控系统进行日常的维护。概括起来，要注意以下几个方面。1. 制订数控系统日常维护的规章制度根据各种部件特点，确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理（如CNC系统的输入／输出单元——光电阅读机的清洁，检查机械结构部分是否润滑良好等），哪些部件要定期检查或更换（如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次）。2. 应尽量少开数控柜和强电柜的门因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。3. 定时清扫数控柜的散热通风系统应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠。4. 经常监视数控系统用的电网电压FANUC公司生产的数控系统，允许电网电压在额定值的85%～110%的范围内波动。如果超出此范围，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。5. 定期更换存储器用电池FANUC公司所生产的数控系统内的存储器有两种：(1) 不需电池保持的磁泡存储器。(2) 需要用电池保持的CMOS RAM器件，为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容，内部设有可充电电池维持电路，在数控系统通电时，由+5V电源经一个二极管向CMOS RAM供电，并对可充电电池进行充电；当数控系统切断电源时，则改为由电池供电来维持CMOS RAM内的信息，在一般情况下，即使电池尚未失效，也应每年更换一次电池，以便确保系统能正常工作。另外，一定要注意，电池的更换应在数控系统供电状态下进行。6. 数控系统长期不用时的维护为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障，数控机床应满负荷使用，而不要长期闲置不用，由于某种原因，造成数控系统长期闲置不用时，为了避免数控系统损坏，需注意以下两点：(1) 要经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此，在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器件性能稳定可靠，实践证明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障率的一个有效措施。(2) 数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，应将电刷从直流电动机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损坏。

故障诊断技术在设备维修的应用论文

摘要 ：根据矿山机电设备的特点及使用情况，对现代故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用做了进一步的探讨，尤其是对其中的智能故障诊断技术进行了重点研究，希望借此可以为矿山机电设备的维修提供参考。

关键词 ：故障诊断；机电维修；智能诊断

在现代矿山生产过程中，高技术含量的机电设备在煤矿生产一线获得了广泛的应用，但是因为受到工作环境等方面因素的影响，机电设备在运行过程中会出现故障，给煤矿安全、稳定生产带来了隐患。利用故障诊断技术能够深入地了解机电设备运行过程的典型状态，还能够检测出设备运行过程中存在的潜在隐患，及时发现设备存在的主要问题，为故障预测和处理提供可靠依据。因此，找到矿山机电设备故障产生的主要原因，并利用故障诊断技术对原因进行及时准确的诊断分析，对保证机电设备的正常稳定运行以及矿山的生产安全都是非常重要的。

一、矿山机电设备产生故障的原因

（一）机械零部件配合关系变化。导致矿山机电设备出现故障的原因主要是设备的机械零部件关系变化或者零部件自身损伤而造成的。其中，零部件损伤有设备运行过程中相关零件之间的相互影响的因素，这种影响使零部件自身在形态、尺寸、功能等方面发生了变化，不能够充分发挥其应有的性能。

（二）设备长期超负荷运行。在实际的使用过程中，若一台设备的实际运行情况超出了其极限应用范围，则该设备会在很大程度上因为超负荷而出现故障。

（三）设备自身性能损耗。机电设备在运行过程中会因为内部和外部因素的影响而使其运行能力持续消耗，包括设备机械零部件的磨损、电子设备的老化等，这些因素使得设备的综合能力开始下降，最终出现各种类型的生产故障。

二、矿山机电设备的故障诊断

（一）设备故障诊断的方法。在通常情况下，设备故障诊断属于一种防护措施，是在不影响基本生产流程的情况下判断该设备各个部分的参数是否处于最佳的应用状态中。在诊断中，通过使用精密设备获得被检测机电设备的运行数据，确定其是否适合运行，是否发挥其正常的功能，是否存在出现损坏的因素等。若发现异常，则分析导致该异常的主要原因、损坏程度有多大、是否能够继续使用，并根据其实际受损程度判断其继续使用的时间。

（二）设备故障诊断的原理。所谓设备故障主要是指设备因为零部件受损或者在使用过程中因为不同因素的影响。这时，一旦出现故障，这些参数的变化将直接作用于设备的零部件，使得其发生物理变化，导致零部件的性能也随之出现变化，这种变化就是所谓的特征因子。这些特征因子可以精确的反映机械系统的实际故障状态，因此也被称作为故障敏感因子，只有这些故障敏感因子处于正常的阈值范围内时，设备才不会出现故障。故障诊断技术就是监测这些敏感因子，一旦矿山设备的故障敏感因子超出了阈值范围，就要发出告警。

三、故障诊断技术在矿山机电设备维修中的具体应用

（一）故障历史记录诊断方法的应用。当机电设备出现故障时，应该及时的分析导致该设备出现故障的相关原因，分析哪些是造成故障的主要因素。这是基于矿山机电设备组成原理而采取的一种典型故障诊断方法。当设备出现故障时，必须分析造成故障的因素，检查设备运行过程，获得最终的分析结果，并将这些结果进行归纳总结，形成一个该类型设备的故障诊断手册。在设备的后续运行过程中，当设备再次出现故障使，就可以根据典型的故障类型判断导致故障的原因，对故障进行针对性的处理、维修。

（二）温度、压力监测诊断方法的`应用。矿山机电设备中大量使用摩擦副、轴承和齿轮传动箱等机械设备，在这些部位设置温度、压力传感器可以实现对这些关键零部件运行状态的在线监测。通过连续对这些部位进行监测、记录相关数据的历史变化情况，可以快速、直观、准确的反应出机电设备的实际运行状态，还能够预测其运行状态变化趋势，从而为设备的维修提供可靠依据。温度、压力是矿山机电设备需要检测的典型参数，能够正确、精确的反映设备的真实工作状态。

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（三）智能诊断方法的应用。智能诊断方法就是通过系统控制的方式，模拟人脑特征，能够快速的获得机电设备的故障信息，并及时的进行传递、处理、再生及应用，通过与系统配合还能够实现设备运行状态的实时监测和预测，为机电设备及系统的运行、维修提供可靠的数据参考。智能诊断方法包括模糊诊断法、灰色系统诊断法、专家系统、神经网络诊断方法等。当前，智能故障诊断领域中最为活跃的方法是专家系统和神经网络方法，这两种方法在矿山机电设备故障诊断中具有较大的应用潜力。这主要是因为矿山机电设备的故障一般具有较强的复杂性和隐蔽性，使用传统的故障诊断方法难以精确、快速的对故障进行定位和分析，而通过应用专家系统或者神经网络，能够模拟人脑思维方式，根据反馈的故障信息快速的进行分析和求解，获得可靠的分析结果。

参考文献：

[1]张瑞景.运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修[J].房地产导刊,2014(18).

工程机械是构成施工生产的重要因素，机械设备在使用过程中， 由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响，其零部件会逐渐地被磨损、变形、断裂、蚀损等，随着零部件磨损程度的逐渐增大，设备的技术状态将会产生劣化，不可避免地将出现各种各样的故障，设备的功能和精度降低，甚至整机丧失使用价值。保持现场工程机械经常处于良好的状态，提高利用率，延长使用寿命，是企业提高经济效益的需要。 一、工程机械维修的重要性 工程机械维修是对工程机械维护和修理的简称。维护是为了保持延长或改善提高工程机械性能而实施的技术活动；修理则是为了恢复或改善提高工程机械性能而实施的技术活动。维修的作用可以概括为“增加利润、节省原材料、优化投资回报、延长设备的使用寿命、减少生产费用、避免事故和技术性灾难”。维修为工程机械在施工中有条不紊地高效工作做出了重要的前期保障，可以说，随着高科技产品的不断出现，先进的维修可以确保设备无故障运行，而且能使设备经常保持良好的状态。 就维修性质来讲，维修为将来投资。维修不只是排除故障，而是保证企业生存、发展，取得企业经济效益的一种长期连续的投资。做好这项工作，对保证企业正常生产，增加产量，改善产品质量，提高劳动生产率，降低成本和改善其它各项技术、经济指标都有着重要的意义。当前，工程机械维修中还存在许多问题，应认真总结经验教训，深入研究搞好工程机械维修的措施。未来的维修将是绿色的维修，先进的维修，再创造工程的维修。维修已不仅是恢复工程机械原有性能的手段，而是要改善提高工程机械性能，从而提高工程质量。维修也是一种投资，它是与固定资产同样重要的投资，没有维修投资，固定资产就难以保证回报，难以扩大。维修已不再是一种辅助手段和应急措施，而是生产力的组成部分，是关系到经济发展的一项重要任务。 二、工程机械使用中的出现故障的种类和后果 （一）工程机械常见故障有以下6种： 1.损坏型故障：如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等。 2.退化型故障：如老化、变质、剥落、异常磨损等。 3.松脱型故障：如松动、脱落等。 4.失调型故障：如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等。 5.堵塞与渗漏型故障：如堵塞、漏水、漏气、渗油等。 6.性能衰退或功能失效型故障模式：如功能失效、性能衰退、过热等。 （二）造成的故障后果有下列4类： 1.隐蔽性故障后果：隐蔽性故障没有直接的影响，但它有可能导致严重的、经常是灾难性的多重故障后果。 2.安全性和环境性后果：如果故障会造成人员伤亡，就具有安全性后果；如果由于故障导致企业违反了行业、地方、国家或国际的环境标准，则故障具有环境性后果。 3.使用性后果：如果故障影响生产(产量、产品质量、售后服务或除直接维修费用以外的运行费用)，就认为具有使用性后果。 4.非使用性后果：划分到这一类里的是明显功能故障，它们既不影响安全也不影响生产，它只涉及直接维修费用。 三、故障原因分析及其步骤 故障分析的目的不仅在于判别故障的性质、查找故障原因，更重要的在于将故障机理识别清楚，提出有效的改进措施，以预防故障重复发生。通过故障分析，找到造成故障的真正原因，从设计、材料选择、加工制造、装配调整、使用与保养等方面采取措施，提高机械产品的可靠性。例如：离心泵在运转过程中，由于机械本身的原因、工艺操作或高温、高压、物料腐蚀等使用条件的原因，往往会造成各种故障如扬程降低、流量不足、有异常噪音和振动等。通过对故障情况的具体分析，找出原因，采取措施，才能使设备正常运转，同时，也可以指导设计、加工、装配、使用与保养，提高机械产品的可靠性。 在分析故障时，一般是从故障的现象入手，通过故障现象找出原因和故障机理。由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如离心泵不吸液；也可能是某一部件的，如离心泵的填料过热；也可能是某一零件的，如轴或轴套表面损坏等。因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。如“轴承烧坏”这一故障是它上一层次离心泵不能正常运转的原因，又是它下一层次故障模式“轴承过热”的结果。 故障原因分析是一门综合性学科，涉及系统分析、结构分析、测试分析，以及有关疲劳、断裂、磨损、腐蚀等各种学科的知识。对故障分析主要包括以下步骤: 1.现场调查。主要包括收集发生故障的时间、环境、顺序等背景数据和使用条件；故障现场摄像或照相；收集和整理故障件的主要历史资料如设计图样、操作规范、验收报告、故障情况记录和维修报告等；对故障件进行初步检查、鉴别、保存和清洗等。 2.分析并确定故障原因和故障机理。主要包括对故障件的无损检验、性能试验、断口的宏观与微观检查等检查与分析；必要的理论分析和计算如强度、疲劳、断裂力学分析及计算等；初步确定故障原因和机理。 3.分析结论。当每一件故障分析工作做到一定阶段或试验工作结束时，都要对所获得的全部资料、调查记录、证词和测试数据，按设计、材料、制造、使用四个方面是否有问题来进行集中归纳、综合分析和判断处理，提出一个结论明确、建议中肯的报告。一方面是为了改进工作、积累资料、交流经验：另一方面也是为索赔和法律仲裁提供依据。 四、工程机械故障的排除及维修 工程机械故障85%以上是由磨损产生的。解决零部件的磨损，除了采用优良的材料，选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外，最重要的一点就是保证机械的合理润滑，还需要操作人员的细心操作等。对于工程机械，一要尽可能减少零部件的磨损，预防故障的产生；二要灵活运用修理方法，不断探索和研究新的维修方法，野外工程机械维修，由于有配件、材料、吊装设备等的困难，要求维修人员充分发挥聪明才智来尽快解除故障。 1.保证机械的合理润滑 工程机械的故障50%以上是由润滑不良引起的。由于工程机械各零部件配合的精密性，良好的润滑可以保持其正常的工作间隙和适宜的工作温度，防止灰尘等杂质进入机械内部，从而降低零件的磨损速度，减少机械故障。正确合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此，一是要合理使用润滑剂，根据机械结构的不同，选用不同的润滑剂类别，按照环境和季节的不同，选择合适的润滑剂牌号。不可任意替代，更不可使用伪劣产品；二是要经常检查润滑剂的数量和质量，数量不足要补充，质量不佳要及时更换。 2.细心合理的操作机械 作为机械操作人员，启动机械前均应检查冷却液及机油是否够，不足要及时补充后再启动机械。机械启动后要进入低速预热阶段，待冷却液及机油达到规定温度后，再开始工作，严禁低温下进行超负荷运转。操作人员在机械运行中，要经常检查各种温度表的数值，发现问题及时解决后再工作。在操作工程机械施工时，要注意不能在超过机械所能承受的最大负荷下工作，要均匀加减油门，保证机械处于较为平稳的负荷变动，防止发动机、工作装置的大起大落，降低机械的磨损，减少故障的产生。 3、现场应急维修 （1）零件修理法 采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件。例如一台输送泵，料斗的搅拌轴因磨损严重突然不能工作，配件一时又难以买来。这种情况下，可将搅拌轴拆下，采用堆焊及车床加工的方法，迅速恢复机械的作业，同时也节省了资金；一台正在隧道出渣的ZL40B装载机工作泵主液压油管突然破裂，当时没有备件，可用一根别的油管，将损坏的油管接头焊在其上，迅速恢复装载机的作业；若一台正在工作的斯太尔自卸车进水管出现破洞，为了不影响施工，可用树枝削成破洞的形状堵进洞口，效果还相当不错，可迅速恢复斯太尔的作业。 （2）零件换用或替代修理法 用完好备件替换已经损坏的配件，在大修及现场维修时均可采用。同时可以充分利用身边材料，替代工程机械已经损坏的零部件。若一台PC220一6型液压挖掘机铲斗销穿心螺杆在工作中断裂，库房没有备件，购买时间长，可用一根斯太尔的平衡轴固定螺栓替代，使挖掘机恢复正常运行。用普通钢板制作的垫片代替缺损的垫圈，用烟盒做垫圈代替低压油路的密封垫圈，用塑料布代替水泵中密封的石棉绳等，可临时解决应急维修的需要。 （3）零件弃置法 越过已经产生故障的零部件，将管路或电路连接起来，快速恢复工程机械作业。例如，一台斯太尔自卸车的一个刹车分泵皮碗损坏漏气，造成制动不灵。在管路中临时匀一个阀门，将通往该分泵的气体关闭，迅速恢复了斯太尔的作业；冬季施工时，由于驾驶员夜间未放水，导致ZL40B装载机机油散热器冻裂，在野外工地上短时间无法修复。可去掉散热器，将机油管直接与机体油道接通，将散热器水管短接，迅速恢复装载机的作业。 【参考文献】 [1]庄惜铁．工程机械的预知维修[J]．筑路机械与施工机械化，2003，(1)． [2]中国建筑业协会建筑机械设备管理分会．建筑施工机械管理使用与维修[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998．