工程机械电气系统设计与故障分析

刘庆梅

摘要：当前，工程建设迅速发展，在一些工程以及项目中，机械电气系统承担着非常重要的作用，人们对电气系统提出了更加严格的要求。然而在实际工作以及生产中，电气系统不断运行，故障频发，为此，要对电气系统展开有效的维护以及管理，让电气系统保持良好的工作状态，高效运行。本文就工程机械电气系统设计与故障进行分析，希望能给大家带来一些意见。

关键词：工程机械;电气系统;设计;故障

引言：随着现代科学技术的飞速发展，工程机械的结构日趋复杂，自动化水平不断提高。因此，工程系统必须设计科学合理的机械设施，分析工艺机械系统中的一般故障，保证整个机电系统的正常运行，保证整个机械工程的安全和质量。

1电气系统的组成

从功能上分，电气系统主要有四个部分。（1）电源线路。在机械工程的实际生产中，常见的一种电气系统就是单线制的直流系统，这种电气系统主要是以电压作为基础进行划分的，如12V和24V的电气系统。另外，在电气系统中，电源的总开关、起动机等都是直流电源非常关键的部分。（2）仪表。在电气系统中有各类仪表，如电压表、冷却液温度表等，这些仪表在机械工程中都是非常重要的，每一种仪表都是有其特殊用途，在电气系统的实际运行中，要结合工程的需求，为系统提供不同的仪表。另外，机械工程中，各类仪表非常繁杂，除了上述仪表，还有车速表等比较高端的设备。（3）照明系统。该照明系统主要满足部分工艺机械等对整个施工机械项目工作环境的具体要求。施工机械的电气系统通常有各种电气设施，如电风扇、洗衣机、空调、刮板、取暖装置等。根据现场的具体情况，定位系统的配置可能会增加。（4）指示器。这部分在机械工程中起到的作用就是提醒以及警示，若是工作人员在实际的生产中，出现操作成功或失败，都会由指示器发信号，通常情况下是与一些仪表组合的，可以保证人员在生产过程中的安全[1]。

2工程机械电气系统设计

2.1原理图设计

在进行工程机械电气系统设计的过程当中最为基本的即为电气系统原理图设计。在设计的过程当中应当加强对于每一个细节之处的把控，尤其是在原理图设计过程当中所采用的标志、符号等等，这都代表着不同的线路设计以及元器件安排。除此之外，设计人员也可以采用插件的方式完成对于原理图的设计，与此同时，在设计的过程当中，应当明确各个序号的分区情况。由于工程机械电气系统在进行设计的过程当中会涉及很多电气，因此通过序号分区的方式能够有效对电气以及线路进行区分，在原理图设计的过程当中一方面能够方便设计师对整体工程机械电气系统的结构进行把握，其次也能够便于维修者有效区分元器件[2]。

2.2设计成本分析

完成了原理图的设计，在工艺机电系统设计过程中，必须对工艺机械系统的成本进行控制。当我们进行设计时，需要对设计进行良好的成本分析，避免这些情况超出所有实际预期。在保证施工机械质量和技术水平的前提下，对工程机械系统的功能进行定位，并结合实际投资情况和方案设计，进行设计成本分析。否则，原理图的设计、成本分析等设计环节就毫无意义。对工艺机械电气系统的设计进行了合理的成本分析，保证了工艺机械的性能指标和质量，制定了施工成本计算预算，并进行了工艺机械电气系统的施工。这样可以有效地节省公司的成本。

2.3元器件的选择

元器件的选择同样也是整个工程机械电气系统设计中的一个重要环节。（1）根据设计的原理图，进行准确的元器件选用;（2）元器件的选择，对工程机械电气系统的成本运算有很大的影响，不同型号和厂家的元器件价格也不尽相同。要做好元器件的选择工作，要完成以下三项内容：（1）在系统整体规划中，针对适合的元器件进行有效的筛选，还要保证元器件的适配性。（2）在充分考虑总成本的基础上，要重视元器件的成本和实际作用是否能达到最佳吻合。（3）一定要严格把关，做好相关的质量检测，使之满足实际需要，这样才能真正保证工程电气系统的设计实现高速化、普适化的运转[3]。

2.4线束设计

在工程机械电气系统设计的过程中存在着不同的线路，而不同线路的使用状态也有所不同，这就需要相关工作人员在对工程机械电气系统设计的过程当中进行明确的表示，通过在设计图上进行明示，从而明确各种线束的详细信息，例如线束的型号、颜色以及保护套等等，在工程机械电气系统设计的过程当中，应当用黑色标注电气系统中的地线，只有这样才能够确保系统设计的清晰性以及条理性。

3工程机械电气系统故障分析

3.1传感器故障分析

在工程机械电气系统设计的过程当中，传感器尤为重要，每个系统的控制都是由电信号完成的，因此传感器能够使得非电信号逐渐转变为电信号，从而控制整个系统，一旦传感器出现故障，必然会影响这些系统的运行。比如温度传感器，主要位于发动机部位，通过对冷却液温度进行控制，从而确保系统运行正常，如果传感器出现故障，那么会直接造成温度控制异常，进而促使发动机出现故障，工作人员可以将传感器取下通过对电阻进行测量，确认传感器内部是否出现短路问题，如果是短路问题，应当及时进行更换。如果经查验电阻高低不等，那么这就说明是偶热点问题，通过及时故障更换，避免问题进一步扩大[4]。

3.2报警灯频闪

在整个工程机械电气构建的过程中，会在系统设计之初就设置多个报警灯，一旦发现某个部位的灯光开始不停闪烁，这就表明该处出现了故障。综合实践可以得出，报警灯的频闪所反映的问题一般是以下两个方面：（1）电气系统的压力过低，压强过大，导致整个电力系统很难正常工作。（2）供电位置的电压不稳定。对于上面的两个问题，可以通过安排具体的人员，实时监控该位置，做好定期检查维护工作，逐步提升工程机械电气系统的稳定性[5]。

3.3发动机冷却液过热

针对在电气系统中常见的发动机冷却液过热的现象，究其原因主要有：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。在发动机冷却液发生过热的状况之时，首先要对展开故障检测分析，论断其原因。先要检查是否是因为发动机所造成的因素而致，如果是发动机方面的因素所造成的，则要进行修理或者是更换发动机。如若是发动机冷却液温度传感器存在有短路的状况，那么则要将温度传感器拆下，然后对其两引脚的电阻进行测量，在检测时，若阻值为零，那么就代表传感器存在内部短路的问题。在检测线束短路时，要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。

结束语：总之，通过对机电设备系统通用设计方法的系统分析，可以看出电气系统常见故障的原因是多种多样的。结合电气系统的工作原理和特点，维修人员可以依据设备故障表现采取现场观察分析的方法和手段，对关键部位进行系统分析，并进行针对性的统计调查，以进一步提高维护修理和运作工作效率。

参考文献：

[1]張岩，王正兰，徐成.工程装备电气系统常见故障及成因分析[J].内燃机与配件，2020（10）：179-181.

[2]王元.工程机械电气工程维护及管理措施分析[J].南方农机，2020（2）：194.

[3]毛兴奎，李中源.工程机械电气控制系统故障研究[J].机电信息，2020（14）：62-63.

[4]闫军勇，张燕红.对我国当前工程机械电气设备常见问题探析[J].山东工业技术，2018（21）：26+17.

[5]朱雷，闫娟，吴淑莹.大型工程机械海运出口前对电气系统的防护方法[J].工程机械与维修，2018（05）：93.