近十年来,由于广泛采用和吸收微电脑控制、微细力学等领域的新技术、新成果和成熟经验,电动执行器发展迅速。目前,微机电动执行器以“微机+随动系统”的结构模式得到了广泛的应用。执行器,由微处理器完成信号传输、调节参数切换、状态指示和控制量输出,提高了调节系统的性能、使用和维护的灵活性。
电动执行器的失效分析
为了提高电动执行器的可靠性,须尽可能地减少和消除故障。事实上,这些断层是多种多样的。它主要是由一个元件故障、系统中元件/元件综合因素、电气、二次电路和外部因素引起的。有些故障可以通过调整的方法来解决,有些故障是由于使用时间长、精度差,需要维修和更换零件才能恢复其性能,有些故障是由于原始设计差,需要改进才能消除。
1. 电动执行器的失效特性
(1)调试过程中出现故障
新型电动执行器的故障问题较为复杂,其特点是设计、制造、安装、管理等诸多问题相互交织。常见故障包括严重泄漏、速度难以调整和稳定、失窃物品或油渍导致传动机构堵塞或故障等。有些部件缺少弹簧和密封件或安装不正确。有的是由于设计不当、元件选择不当、运动不稳定、定位精度差等原因造成的。处理这样的失败,要有耐心和细心,仔细处理,逐个排除。
(2)早期和中期失败
调试后,正常生产阶段故障的特点是由于装配质量和材料质量问题,在短时间内造成少量密封件损坏,漏油。有些部件工作不稳定。通常在运行过程中,系统各部件/部件处于好的运行状态,故障率较低。
(3)运行后期出现故障
电动执行器在运行一段时间后,由于各元件/元件的工作频率和负载条件不同,导致各易损件均已超标。这一阶段的故障特征是位置反馈接触差,定位精度差,稳定性下降,效率明显降低,故障率逐渐增加。此时应进行全面的检查,对出现故障的部件进行更换,对出现故障的部件进行全面的修理。否则,会给操作人员造成很多不便,甚至严重影响机组的正常调节和控制。
2. 偶然和突然的故障
这种类型的断层表现为偶然的时间突变。断层的范围和原因更为明显。它是非人为因素造成的,如位置反馈装置接触不良、刹车片磨损“锁住”、零件损坏、线圈烧坏等。、密封失效等。
电动执行机构的维护
电动执行器主要由电机、轴承、齿轮传动系统和电子部件组成。根据美国军用标准MIL-HDBK-338公布的可靠性数据,执行器故障主要集中在电机和轴承上。电机故障:绕组故障占20%,轴承故障占45%,滑环、电刷、换向器损坏占5%,其他占30%;轴承失效中:润滑剂变质消失占45%,污染占30%,剥蚀占5%,失调占5%,腐蚀占5%,其他占10%。由此可见,良好的维护管理可以提高电动执行器的可靠性和有效性。
(1)加强润滑油的清洁度管理
电动执行器的特点是需要使用润滑油,润滑油的粘度随油温的变化而变化。如果粘度过低,蜗轮、齿轮等传动部件的磨损会增加,从而降低传动精度;如果粘度太高,操作就会很差。润滑脂的清洁度管理比较困难。蜗轮、齿轮等传动部件的磨损,老化产生的杂质和水分的渗入,内部涂层的剥落,生锈等都会影响润滑油的清洁度。
(2)及时排除润滑脂泄漏
由于电动执行器的频率高、速度快,难以避免冲击。这是润滑脂泄漏的一个重要原因。一旦发生润滑脂泄漏,需要及时解决。
(3)改善电动执行器的工作环境和使用条件
电动执行器的可靠性和寿命直接关系到其使用、环境、人员知识等因素。只有在维护和管理中改善其工作环境和使用条件,以人为本,才能延长其使用寿命。
(4)故障初期应加强维护
在电动执行器的所有故障中,初始故障的比例一般都比较高。大多数的故障是由设计、制造和安装中的初步错误造成的。发现这些初始故障需要一定的努力和时间来解决。因此,在故障初期应加强维护和管理。
(5)做好数据管理工作,防止意外故障
电动执行器的偶然故障通常很难预测。为防止意外故障,需要定期检查和维护,并掌握一定阶段的维护数据和历史档案数据。这对于故障判断的准确实施和日常维护非常重要。
(6)提高运维人员的专业知识
操作维护人员专业知识的掌握直接影响到维护管理。近年来,由于运维人员的结构发生了变化,他们对电动执行机构的知识和技术掌握程度有了很大的提高。但仍有不少运维人员缺乏必要的专业知识和技术。大多数现场运维人员对电动执行机构都处于“了解而不了解”的状态,这是维修管理薄弱的地方。
为了便于运维人员的现场维护管理,在设计电动执行机构系统时须有先进的意识,充分考虑易维护管理的实施,力求实现:系统应简化,简单系统故障率低,且维护管理容易;标准化程度高,互换性好,维修方便;集成化、组合化,调整、检测方便;引进新技术,如故障诊断和定位,容错/修正。
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