机械电气系统设计和常见故障分析的方法浅析

机械电气系统设计和常见故障分析的方法浅析

方鹏

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摘要：近年来，我国电气系统发展迅速，离不开国家经济的大力支持。随着工程建设的不断推进，机械电气系统在工程建设中扮演着重要的角色，与此同时人们对电气系统的要求也越来越高，但是在电气系统运行的过程中经常出现故障。

关键词：机械电气系统设计；常见故障分析

引言

我国电气行业的快速发展推动我国其它行业发展迅速。随着时代的发展和社会的进步，尤其是在大数据快速发展的趋势下，促进了社会现代化建设的快速发展，在现代化建设过程中增加了不少各项大型工程项目，因此也逐渐增加了各种工程机械设备的使用。

1电气系统的组成部分

（1）仪表。在工程机械设计当中，主要应用的仪表有电压表、冷却液温度表、变矩器油温表、传感器等几类组成，在定位高端的工程机械设备，还包括一些传感器、转速表、车速表等，可以依据不同的机械设备类型进行合理的选择。（2）电源线路。针对工程机械当中非常常见的单线制直流电气系统为例，根据工作当中的电压标准，主要将其分为12V和24V两种类型，直流电流是以几个部件所组成，主要有发电机、电源总开关、起动机、蓄电池等部件。（3）指示器。指示器在工程机机械设备当中是最为常用的指示灯，经常是和仪表相结合，主要是用于为机械设备的操作人员提醒和指示信息，以保证工作人员的安全作业和机械设备的正常运转。（4）照明系统。在工程机械的正常运转当中，经常会出现一些故障，必须借助照明系统进行报警或者提示信号，并且兼顾照明的作用，机械设备进行夜间工作时起着关键作用，比较常见的照明系统的部件组成是报警灯、前组合灯、后组合灯、工作灯等部件。

2机械电气系统设计

2.1分析设计成本

完成了原理图的设计，在工程机械电气系统设计过程中，还需要对工程机械电气系统的成本进行控制，禁止盲目的、不计成本、超过核算预期且不切实际的设计方式，为了避免这种情况的发生，做好设计的成本分析非常必要。在确保工程机械的质量和技术标准的前提下，定位工程机械电气系统的功能，结合实际的投入情况以及原理图的设计，分析设计成本，不然原理图设计、成本分析和其他的一些设计环节将毫无意义。对工程机械电气系统设计进行合理的成本分析，可以更好的保证工程机械的性能指标和质量，再进行成本的预算，使工程机械电气系统更具有性价比，可以有效的节约企业的成本投入，对企业的长远发展起着重要作用。

2.2电器件选型

在成本预算范围内，选择满足性能参数的电器件厂家和型号。在选择电器出产厂家时，要对该生产商的产品质量、功能、用途进行全面的调查。另外，对于所选择的电器件，不仅要符合国家相关标准和法律条例，还要满足市场的需求和使用规范。在涉及到出口产品时，还应关注出口国家相关特殊法律法规和标准要求，以免在交易和运输过程中出现难以解决的问题。

2.3整机线束及电器系统装配设计

设计线束在电气系统中是一个复杂而又重要的环节，因此在设计线束过程中要充分了解机械设备的结构，根据实际情况设计合理的线束。在设计装配装置时与设计线束原理相似，根据实际情况设计可行的装配装置。

2.4电气系统原理图的设计

科学合理的对电气系统进行设计，对整个工程机械的整体电器件正常运转和安全运行具有直接的影响作用，因此从一定程度上说，电气系统的设计需要以安全为核心，同时也是电气系统设计的出发点。在进行电气系统设计的时候，需要提前了解和熟悉掌握《电气设计任务书》中对电气系统的技术要求以及相应的电气配置内容，对电气系统原理图进行构思，然后结合整个工程机械项目的整体情况和各个系统所需，在与发动机、液压、变速箱等各系统的操作人员进行交流沟通后，结合各系统的使用要求完成电气系统原理图的设计和绘制。原理图的设计需要结合国家要求的执行的行业标准和规范，采取普遍使用及认可的标志和符号对电器件进行标注，即在原理图上将电气系统的各电器件按照顺序标注相应的字母和数字。与此同时，由于电气系统的电器件及连接线路复杂繁多，因此在设计电气系统原理图的时候，需要将线束中所涉及到的插件以及插件孔进行明确标注，以便设计者和维修者能够清晰的分辨出电气系统各个部分的结构和元器件。

3工程机械电气系统的故障分析

3.1传感器的故障分析

传感器是工程机械电气系统中的重要部件，各个电气控制系统都是需要电信号来实现的，通过传感器将非电信号转变成电信号，实现对各个控制系统传输相应的控制电信号。一旦传感器发生故障，势必会造成相应电气控制系统出现问题，例如，工程机械电气系统中常用的温度传感器，主要应用部位在发动机的位置，用于冷却液温度的控制，如果温度传感器发生故障就失去了对冷却液温度的控制，由于对系统的控制出现异常，造成发动机的故障，主要是传感器内部出现短路问题或电阻失准的问题等。可以将传感器取下来，然后对其两端的引脚进行电阻的测量，如果电阻值为零，说明传感器内部出现了短路的问题，应及时进行更换；如果测量的电阻值高低不等失准的情况，主要是可能使受到外界的干扰而引起的，或是内部热偶点出现将断未断的现象，在排除外部干扰的情况下，如果测量的电阻值还是上下波动的话就说明是热偶点的问题，应进行更换，避免故障的扩大化。

3.2发动机冷却液过热

在电气系统中发动机冷却液出现过热现象，导致的原因包括：在系统正常情况下发动机过热、发动机冷却液温度传感器出现短路、线束出现短路及仪表故障等。当发动机冷却液存在过热现象的时候，对其故障进行检测和诊断的方法首先检查是否是发动机的原因，若是发动机的原因则需要进行修理或更换。若是发动机冷却液温度传感器出现短路情况，那么则拆下温度传感器，对其两引脚的电阻进行测量，当阻值为零的时候则表示传感器出现内部短路。与此同时，在检测线束短路则是对传感器两根连接线之间的电阻进行测量，若阻值为零，则表明线束短路。

3.3报警灯闪烁

系统中的很多部位都会设置好报警灯，当一些部位发生异样情况时，报警灯就会不停的闪烁对操作人员进行提示。例如，如果机油压力报警灯闪烁，一般是由于电气系统油压过低或者压力开关的故障以及线束的短路造成的，需要检查机油的压力，如果不符合压力标准就要进行维修；如果出现可能是线束短路的问题，就要用电阻检测表，测量电阻，电阻为零证明确实是出现了短路，要及时的更换和维修；如果出现压力开关报警，就要检测压力开关，出现问题要及时更换。此外，充电报警灯出现了闪烁，那么就有可能是电源的供电系统出现了问题，导致发电机发电停止，这时要检查电气系统的发电机，如果非正常运转，那么就应该对发电机进行维修，如果是正常运转状态，那么就一定是中间线路出现了故障，就要对中间线路进行排查检测，以使工程机械电气系统能够正常运行。

结语

通过对机械电气系统的设计以及故障进行简单分析，发现电气系统的构成比较复杂其出现的故障的原因有很多。但是机械电气系统在机械工程中发挥着重要的作用，因此工作人员必须要对电气系统的安全问题给予重视，在实际工作中工作人员要根据实际情况及时对电气系统的关键部分进行检查与维修，找出故障出现的原因，及时解决问题，同时也要对电气系统的故障问题进行分析总结，保证电气系统的正常运行，提高工作效率。

参考文献

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[2]何继贤.工程机械电气系统设计与故障分析[J].河北农机，2014（07）：49-50.

[3]邵文博，陈兵.浅析工程机械电气系统设计和常见故障分析的方法[J].叉车技术，2013（03）：27-30.