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電動(dòng)執(zhí)行器故障分析及維護(hù)保養(yǎng)

點(diǎn)擊次數(shù):1514  更新時(shí)間:2016-01-18
      分析了電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障特征以及在其維護(hù)保養(yǎng)中應(yīng)注意的問題,并介紹了一種新型智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直行程和角行程兩大類,它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中*的重要設(shè)備,其主要任務(wù)是將調(diào)節(jié)器送來(lái)的控制信號(hào)成比例的轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移去帶動(dòng)閥門、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,因而廣泛用于電力、冶金、石油、化工等工業(yè)部門的自動(dòng)控制領(lǐng)域。近10年來(lái),由于廣泛采用和吸收微電腦控制、微機(jī)械等新技術(shù)、新成果與成熟經(jīng)驗(yàn),使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到迅速發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用“微機(jī)+隨動(dòng)系統(tǒng)"結(jié)構(gòu)模式的微機(jī)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),它由微處理器完成信號(hào)傳遞、調(diào)節(jié)參數(shù)切換、狀態(tài)指示、控制量的輸出,增強(qiáng)了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能、使用及維護(hù)保養(yǎng)等方面的靈活性。
一、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障分析
提高電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性,就要盡可能減少和消除故障,而事實(shí)上這種故障是多種多樣的。主要是由于某一元件失靈、系統(tǒng)中元件/組件綜合因素、電氣、二次回路以及外界因素引起的。有些故障通過調(diào)整的方法就可以解決,有的故障則是由于使用時(shí)間長(zhǎng)、精度差,需要修配、更換部件才能恢復(fù)其性能,也有些是由于原始設(shè)計(jì)不周,需要改進(jìn)才能排除。
1、 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障特征
1 )調(diào)試階段故障 新電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障問題比較復(fù)雜,其特征是設(shè)計(jì)、制造、安裝及管理等諸多問題交織在一起。常見的故障有泄漏嚴(yán)重、速度難以調(diào)整穩(wěn)定,臟物或油污使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀或動(dòng)作失靈。某些組件漏裝或裝錯(cuò)彈簧、密封件,有些屬于設(shè)計(jì)欠妥,元件選擇不當(dāng),動(dòng)作不平穩(wěn)、定位精度差等,對(duì)待這類故障,應(yīng)耐心細(xì)致、慎重處理,逐一排除。
2)運(yùn)行初期和中期故障 調(diào)試后進(jìn)入正常生產(chǎn)階段的故障特征是,少數(shù)密封件由于裝配質(zhì)量和材料質(zhì)量問題短期內(nèi)損壞而漏油,同時(shí)粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、雜質(zhì)和贓物脫落導(dǎo)致某些元件工作不穩(wěn)定。通常在運(yùn)行中期,系統(tǒng)元件/組件處于*運(yùn)行工作狀態(tài),故障率較低。
3 )運(yùn)行后期故障 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行一段時(shí)間后,各類元件/組件因工作頻率和負(fù)載條件的差異,各易損件先后磨損超標(biāo),這個(gè)階段的故障特征是位置反饋接觸不良、定位精度差、穩(wěn)定性下降、效率顯著降低、故障率逐漸增加。這時(shí)應(yīng)全面檢查,更換失效部件,全面修復(fù)故障。否則將給運(yùn)行人員帶來(lái)很多不便,甚至嚴(yán)重影響機(jī)組的正常調(diào)節(jié)和控制。
2、偶發(fā)性、突發(fā)性故障
這類故障在時(shí)間上表現(xiàn)為偶然突變,故障區(qū)域及產(chǎn)生原因較為明顯,由非人為和人為因素造成,如位置反饋器件接觸不良、剎車片磨損及“抱死"、零部件損壞、線圈燒壞、密封件失效等。
二、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、軸承、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和電子部分組成。根據(jù)美國(guó)軍標(biāo)MIL-HDBK-338發(fā)表的可靠性數(shù)據(jù)表明,執(zhí)行器故障主要集中在電機(jī)和軸承方面。在電機(jī)故障中:繞組失效占20%,軸承失效占45%,滑環(huán)、電刷、整流子損壞占5%,其它占30%;在軸承故障中:潤(rùn)滑劑變質(zhì)、消失占45%,污染占30%,剝蝕占5%,誤調(diào)占5%,腐蝕占5%,其它占10%??梢?,良好的維護(hù)管理能提高電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性和有效性。
1)加強(qiáng)潤(rùn)滑油的清潔度管理電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的zui大特點(diǎn)是需要使用潤(rùn)滑油,其粘度隨油溫變化。粘度過低,渦輪蝸桿及齒輪等傳動(dòng)部件的磨損會(huì)增大,使傳動(dòng)精度下降;粘度過高,動(dòng)作不良。而潤(rùn)滑油脂的清潔度管理更為困難,渦輪蝸桿及齒輪等傳動(dòng)部件磨損、老化產(chǎn)生的雜質(zhì)與水分的滲入,內(nèi)部涂層的脫落、銹蝕等都會(huì)影響潤(rùn)滑油的清潔度。
2)及時(shí)消除潤(rùn)滑油脂泄漏由于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作頻率高、速度快,難以避免受沖擊,這是導(dǎo)致潤(rùn)滑油脂泄漏的一個(gè)重要原因,一旦潤(rùn)滑油脂泄漏,需要及時(shí)加以解決。
3)改善電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作環(huán)境和使用條件電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可靠性和壽命與它的使用情況、所處的環(huán)境、人員知識(shí)等因素有著直接的關(guān)系。只有在維護(hù)管理上改善其工作環(huán)境與使用條件,以人為本,才可能延長(zhǎng)使用壽命。
4)故障初期特別要加強(qiáng)維護(hù)在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的所有故障中,初期故障的比例一般都比較高。初期故障大多是由于設(shè)計(jì)、制造、安裝上的初步誤差而引起的,這些初期故障的發(fā)現(xiàn)需要花費(fèi)一定的功夫,解決也需要時(shí)間。因此,初期故障期間要特別加強(qiáng)維護(hù)管理。
5)做好數(shù)據(jù)管理以防偶發(fā)故障電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的偶發(fā)故障一般較難預(yù)測(cè)。為了防止偶發(fā)故障,要定期檢查和保養(yǎng),掌握某階段維護(hù)資料和歷史檔案數(shù)據(jù),這對(duì)于準(zhǔn)確實(shí)施故障判斷和日常維護(hù)是十分重要的。
6)提高運(yùn)行維護(hù)人員的專業(yè)知識(shí)運(yùn)行維護(hù)人員專業(yè)知識(shí)的掌握程度直接影響維護(hù)管理。近年來(lái),由于運(yùn)行維護(hù)人員結(jié)構(gòu)的變化,使他們對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的知識(shí)、技術(shù)的掌握有了較大提高,然而,仍有不少運(yùn)行維護(hù)人員缺乏應(yīng)有的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員大多對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于“似懂非懂"的狀況,這也是維護(hù)管理薄弱的環(huán)節(jié)所在。為使運(yùn)行維護(hù)人員方便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理,在進(jìn)行電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要有超前意識(shí),充分考慮到便于維護(hù)管理的實(shí)施,努力做到:系統(tǒng)要簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)單的系統(tǒng)故障率低,維護(hù)管理容易;標(biāo)準(zhǔn)化程度高、互換性好、容易修復(fù);集成化、組合化,調(diào)整、檢查方便;引入故障診斷和定位、容錯(cuò)/糾錯(cuò)等新技術(shù)。三、RK-Z系列智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
三、裝置
1、裝置概況
從國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用情況分析,雖然在某些技術(shù)指標(biāo)上可以同國(guó)外同類產(chǎn)品相媲美,但可靠性和穩(wěn)定性問題卻長(zhǎng)期得不到根本性解決,其主要原因有:
①長(zhǎng)期忽視基礎(chǔ)技術(shù)的研究和開發(fā);
②國(guó)產(chǎn)通用件和基礎(chǔ)件質(zhì)量不過關(guān);
③企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制和管理不力。
2、裝置特點(diǎn)
1)可接受0~10mA、4~20mA、0~5V、1~5V等多種模擬信號(hào),輸入信號(hào)的選擇,正、反行程的切換,以及上、下限的定位調(diào)整等,無(wú)需開蓋,只需通過顯示窗的觸摸式按鍵,就可完成所有調(diào)試。
2)具有多種控制方式:輸入模擬量控制、無(wú)源開關(guān)量遠(yuǎn)程控制內(nèi)、外置24VDC,10mA、有源220V,10mA交流開關(guān)量遠(yuǎn)程控制等。
3)采用*的智能化技術(shù)來(lái)控制過力矩保護(hù)和超限位保護(hù),取消了需要進(jìn)行復(fù)雜調(diào)整的機(jī)械式力矩開關(guān)和限位開關(guān)。
4)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的需求,實(shí)現(xiàn)閥門全行程任意設(shè)定。
5)頻繁通斷次數(shù)可達(dá)1200次/小時(shí)。6防護(hù)等級(jí):IP66。
3、裝置自診斷功能
1)當(dāng)輸出軸位移到行程起始點(diǎn)0%或行程終點(diǎn)100%時(shí),電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)輸出無(wú)源常開觸點(diǎn)各一付,供控制系統(tǒng)選用。
2)當(dāng)電網(wǎng)電壓驟降或停電時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部控制電路會(huì)使執(zhí)行結(jié)構(gòu)停留在當(dāng)前位置,并自動(dòng)記憶此前瞬間的有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),一旦電壓恢復(fù)正常,執(zhí)行機(jī)構(gòu)能自動(dòng)恢復(fù)有關(guān)數(shù)據(jù)而繼續(xù)正常工作。
3)當(dāng)機(jī)械部件發(fā)生故障卡澀,致使電機(jī)超負(fù)荷時(shí),其輸出軸會(huì)維持在原來(lái)位置上,控制電路會(huì)切斷電機(jī)電源,并發(fā)出顯示報(bào)警信號(hào)但仍保持反向運(yùn)動(dòng)方式,同時(shí)輸出無(wú)源常開觸點(diǎn)一付。當(dāng)故障排除后,自動(dòng)進(jìn)入正常工作。
4)當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)故障時(shí),可根據(jù)工藝過程要求設(shè)定閥門的全開、關(guān)閉和保持原位3種狀態(tài),省略了系統(tǒng)的一些聯(lián)鎖保護(hù)措施,使運(yùn)行更放心。
5)具有多“協(xié)議"通訊功能,根據(jù)用戶要求,可設(shè)置RS-485等其它通訊“協(xié)議",通過通訊接口,掛接到數(shù)據(jù)總線上,接收來(lái)自系統(tǒng)的指令、數(shù)據(jù)等,并協(xié)同工作。
四、結(jié)語(yǔ)
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,選擇高質(zhì)量的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),對(duì)“壽命周期費(fèi)用"是很重要的,如果電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇不當(dāng)或質(zhì)量不過關(guān),再的控制思路、高超的控制策略也難以達(dá)到預(yù)想的控制效果。為此,生產(chǎn)、制造和選用高可靠性的產(chǎn)品日益受到過程控制界的重視。RK-Z系列智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用機(jī)電一體化結(jié)構(gòu),利用微機(jī)技術(shù)、電子限位等新技術(shù)及*的機(jī)械設(shè)計(jì)理念,具有體積小、重量輕、力矩大、可靠性高、定位精度準(zhǔn)、成本低等特點(diǎn)。目前已有幾百套智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在楊樹浦、崇明、南市、高橋、洛河、匯源電廠及冶金、化工等行業(yè)得到應(yīng)用。其以人為本的設(shè)計(jì)思路、便利的維護(hù)調(diào)整方式,得到了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的青睞,具有良好的應(yīng)用前景。 
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