机电设备故障诊断及维修技术分析

前言：机电设备不仅可以用于支持生产各种不同类型的机械设备产品，也是助力工程项目建设、施工作业等多方面工作开展的重要依据。在不同行业领域的发展过程中，机电设备应始终处于高效、稳定的运转状态，并尽可能延长机电设备的使用寿命，以此来降低成本，提升效益。基于此，探讨针对机电设备的故障诊断与维修技术，对保障机电设备的安全稳定运行具有积极的意义。

一、机电设备常见故障

（一）机电设备故障案例

结合当前不同行业领域发展中机电设备的应用情况，以实际的某煤矿生产作业情况为例，刮板输送机设备是煤矿生产作业中应用的典型的机电设备。在实际生产中，发现输送机设备在延长作业面50m 的距离后，出现拉运不畅的现象。为解决这一问题对正常生产作业的影响，在输送机上增设上双减速器电机，以此来提升输送机整体的拉运能力[1]。而在采取这一措施对其进行调整后，还发现输送机上的两个电机温度变化不同，其中一个电机由于温度过高而被烧毁。在及时更换电机后，输送机本身的应用状态仍未得到明显改善。在进一步对输送机设备进行检查后，发现输送机现有电机出现三相绕组绝缘不平衡的情况，进而检查明确电机旁的减速器转速比出现故障。在将减速器更换后，输送机设备的应用情况得到明显改善。

（二）机电设备故障类型

结合以上对机电设备应用期间故障情况的分析，明确机电设备故障问题，不仅会影响机电设备本身的运行效果，也会对整个生产作业过程产生影响。基于此，梳理总结机电设备的常见故障，主要涉及电气故障、机械故障以及液压故障三种类型。其中，电气故障主要受到机电设备内部电气元件运行情况的影响，由于电气元件通电后受到电压、电流波动、生产作业环境温湿度等因素影响，导致电气元件损坏或出现线路问题，进而对机电设备的正常运行状态产生影响；机械故障更多受到机电设备本身的长期工作磨损、设计缺陷、润滑效果等因素影响，进而降低机电设备的运行生产效率；液压故障则主要针对机电设备的液压系统元件或油路，这类故障问题会直接对机电设备的动作稳定性与工作效果产生影响[2]。

二、机电设备故障诊断技术方法

（一）温度诊断

为保障机电设备的安全稳定运行，在针对机电设备的管理工作中，应提高对故障诊断技术方法应用的重视。基于现阶段机电设备的应用广泛性，在机电设备运行中，已经产生了一些具有良好效果的故障诊断技术。温度诊断方法在机电设备的故障诊断中最为常见。这种诊断方法主要针对机电设备发生故障问题时，其相应部件和内部由于阻力增长而出现的温度异常升高的情况[3]。在对机电设备的故障进行诊断时，需要应用温度传感器、温度计等测温设备，将其与无线通信、计算机技术结合起来，在经由测温设备监测获取到机电设备运行期间的温度变化数据后，将其上传至计算机系统中，构建可视化的温度变化曲线，以便运维人员更直观地了解机电设备运行期间的温度变化情况。对一些机电设备运行期间较为显著的温度变化情况，可以直接由运维人员以人工方式进行判断。一般情况下，机电设备正常运行状态下的温度应维持在15-27℃之间，可以依据这一标准，对机电设备是否存在短路等类型的故障问题进行判断。

（二）振动诊断

机电设备正常运行期间往往会伴随着轻微的振动情况，而当机电设备发生故障问题时，这种振动现象会依据故障损坏程度的增加而逐渐显著，具体表现为振动幅度增加，噪声加大。因而在机电设备运行期间，也可以依据这一现象，判断机电设备是否存在故障。依据以往对机电设备进行故障诊断与维修的经验，明确振动诊断的方法，也需要依靠传感器设备与计算机系统实现[4]。在机电设备运行期间，可以在容易产生振动情况的装置部件位置安装振动传感器，监测获取机电设备的振动数据，也可以应用专门的诊断仪器，对机电设备开展振动检测，进而依据检测得到的结果，判断机电设备的振动情况是否符合正常运行状态下的振动频率与变化幅度，以此判断机电设备是否存在故障问题。而经由检测获取的振动数据，也可以作为判断机电设备故障类型与发生原因的依据，对机电设备振动数据的变化规律与特点进行分析。

图一 振动诊断方法

（三）无损诊断

无损诊断在现阶段的机电设备故障诊断中，有着明显的应用优势，其需要以超声波、射线、磁粉等，在不对机电设备表面造成影响，不拆卸机电设备的情况下完成故障诊断分析。经由超声设备发出的超声波信号频率通常在0.5MHz-5MHz 之间，当机电设备内部存在故障或缺陷问题时，超声波会在传播至机电设备内部的缺陷位置后反射回来，进而依靠超声波从发出到接收的时间、超声波波速等参数，实现对机电设备内部故障缺陷的准确定位；射线这类无损检测的方法，需要向被检测的机电设备发出射线，在射线穿透物体后，以射线在物体中的吸收与散射情况，反应射线在机电设备内部的穿透力变化，进而对机电设备的内部缺陷进行检测[5]。这类诊断方法通常被用于对机电设备焊接接头等位置的检测，可以明确热裂缝、冷裂缝等类型的故障问题；磁粉检测方法利用磁粉颗粒的磁性特性，大多用于对机电设备表面与近表面的缺陷监测，可以实现对微米级缺陷情况的检测分析。

（四）智能实时诊断

智能实时诊断则需要将大数据、物联网、人工智能等先进技术整合起来，以智能处理器为依据，在结合以往机电设备故障诊断与维修经验的前提下，在智能化的系统平台中构建针对机电设备故障问题的数据库，并明确针对每项故障问题的解决方案。在实际故障诊断中，需要在机电设备本身以及周围接线部分安装合适的传感器。在传感器监测获取到监测数据后，经由信号捕捉、特征提取以及故障识别三个阶段，将监测数据信号与存储在数据库中的故障类型特征相匹配，即可自动判断机电设备存在的故障问题，也可以触发预警机制，及时对机电设备进行故障维修与处理。

三、机电设备故障维护技术

在明确以上针对机电设备的故障诊断技术方法后，需要依据确定的故障类型及其发生原因，及时对机电设备进行处理，降低故障问题对机电设备本身运行效果及其所在项目整体运行情况的影响。为达到这一目的，应规划针对机电设备的故障维修技术方案，保障机电设备的安全稳定运行：

（一）构建机电设备信息化管理系统

对机电设备的故障问题进行维修处理，应考虑机电设备本身类型的多样性与故障问题的复杂性，以构建针对机电设备的信息化管理系统的方式，保障针对机电设备维修作业的高效率和高水准。这一过程中，应将针对机电设备的故障诊断技术方法，与维修技术应用结合起来，以移动互联网平台和电子信息交互设备为支持，选择存储空间较大的数据库，广泛汇总收集针对机电设备的故障处理案例信息与规律特征，依靠互联网平台，在传感器设备、管理系统后台之间构建数据传输与连接的通道。在这种模式下，一方面可以支持对机电设备故障情况的诊断分析，确定故障原因以及维修的技术方案，另一方面也可以将确定的维修方案及时传递给现场的运维人员，以此提升维修作业的效率。

基于新时期促进机电设备自动化与智能化发展的趋势背景，在设计构建信息化管理系统时，也需要选择尝试逻辑更严谨的程序控制器，以PLC 技术为支持，对信息化管理系统中应用的逻辑语言控制器进行程序化处理，支持对机电设备故障诊断与维修命令的自动编辑、存储与执行。而依靠该程序拥有的自检功能，也可以直接在针对机电设备的运行监测期间完成对故障节点的查找。将查找到的信息以生成故障码的形式反馈给管理人员，可以实现对机电设备故障情况的深入分析。

（二）预防性维修

以信息化管理系统作为对机电设备故障诊断与维修的依据，从保障机电设备安全为稳定运行的角度，应强调事前控制，提高对预防、预测性维修工作的关注和重视，尽可能减少各类故障问题的发生概率，减轻故障问题对机电设备运行情况产生的影响。基于此，预防性维修技术的应用，需要以针对机电设备的传统维护计划为依据，充分考虑不同类型机电设备的工作环境与运行期间的负荷变化情况，对机电设备运行期间涉及到的各项参数变化情况进行科学预测分析。

这一过程中，对实际运行期间故障发生率较低，且故障模式较为稳定的通风机、泵类机电设备，可以在结合以往设备常见故障类型和故障处理经验的前提下，设定针对机电设备的定期检查与保养计划，明确对这类机电设备的维护周期，以此预防由于长时间运行而导致机电设备老化故障的情况。而对机电设备运行期间容易出现磨损情况的部件，也应在针对机电设备的维修与保养计划中，设定对零部件进行定期更换的标准要求。例如，一些机电设备液压系统中的液压支架密封圈，由于其本身的橡胶材质以及机电设备的应用环境，会受到设备运行情况的影响而产生较大磨损，若未能对密封圈进行及时更换，就容易导致液压支架出现漏油情况，增加液压支架阻力，影响机电设备正常运行。针对这一方面问题，就可以在针对机电设备的定期检查中，重点观察密封圈情况，对已经会出现磨损的密封圈及时更换。

对一些应用环境条件较为复杂的机电设备，则需要将数据分析技术与预防性维修技术方法结合起来，监测了解机电设备的运行数据变化情况，以此来对机电设备的健康状况进行全面评估，再依据评估结果，为机电设备制定更贴合实际的维修周期与计划。

（三）预测性维修

预测性维护需要以先进的科学技术为支持，在应用故障诊断技术获取机电设备的运行数据信息后，对机电设备的运行状态进行评估与预测分析。这一过程中，预测分析的重点，以机电设备后续运行期间可能出现的故障类型、故障发生时间、故障影响程度为主。与预防性维修有所区别的时，预测性的维修技术不过分依赖于机电设备的固定维修周期，始终以针对机电设备运行情况的监测结果为依据，对机电设备的剩余使用寿命进行精确预测。这种维修技术更多被应用到一些需要在高温、高湿、高振动、高负荷等复杂工况下的机电设备维修作业中，可以检测到机电设备受到复杂环境工况影响而产生的细节变动。例如，在针对矿业生产中涉及到的机电设备进行维修处理时，可以监测提取机电设备的振动信号特征，以便发现相应机电设备可能存在的轴承磨损、齿轮啮合异常、高温过热等问题，进而以这些问题，判断机电设备的冷却系统是否出现故障，或机电设备本身是否存在工作过载的风险。以此为依据，还可以应用油品分析技术，对用于机电设备的润滑油的污染程度、黏度变化情况进行监测，以此了解机电设备内部部件的摩擦磨损情况，也可以将预测分析的结果，作为后续对实际故障问题进行处理的有效依据。

（四）纠正性维修

对已经出现故障问题的机电设备，则需要对其采取纠正性的维修措施。在明确不同类型机电设备的故障类型及其产生位置、发生原因的前提下，为其规划针对性的维修方案。例如，若机电设备的故障问题，以传感器故障、小范围电气接触不良为主，仅需要对相应的部件进行及时更换，或重新接线，即可保障机电设备的安全稳定运行。而若机电设备发生的故障问题较为严重，需要通过拆卸、修复或更换关键部件进行维护，则需要在实际开展检修工作时，让故障定位、故障维修与修复、故障检查等工作有机结合起来，从多方面考虑选择更适合机电设备的故障维修方案。基于此，也需要在先进科学技术的帮助下，应用多种不同类型的监测设备与工具，对故障的机电设备进行仔细检查，为故障维修提供更为准确的指导方案。

结论：综上所述，故障诊断与维修技术的应用，有助于保障机电设备的应用效果。在明确当前机电设备常见故障类型的前提下，应依据机电设备本身的特点，选择合适的故障诊断分析技术，以明确的故障问题发生原因，为其规划针对性的故障维修方案。同时，在机电设备运行期间，也应依据故障发生的特点与情况，提前做好对各类故障问题的预防工作，定期检测机电设备的应用状态，降低由于安全隐患问题导致机电设备发生故障的概率。

参考文献：

[1]张尚星.探索煤矿机电设备故障诊断与维修技术[J].内蒙古煤炭经济,2025,(04):142-144.

[2]万春阳,祁永东,崔喆珉,等.机电设备故障维修与维护保养技术的运用研究[J].机电产品开发与创新,2025,38(01):127-130.

[3]张北凤,于海龙,王俊.PLC 在煤矿机电设备故障诊断与维修管理中的应用[J].现代制造技术与装备,2024,60(11):202-204.

[4] 靳海蛟, 魏萌. 煤矿机电设备故障诊断与维修技术探究[J]. 内蒙古煤炭经济,2024,(21):172-174.

[5] 马恭朴. 故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用分析[J]. 内蒙古煤炭经济,2024,(16):94-96.

作者简介:

王定勇(1971.01——)，男，汉族，籍贯：四川，职位：副高，职称：高级，学历：本科，研究方向：机电维修。