1、电机技术在设备与线路中的应用本科毕业设计* 毕业论文（设计） 题目： 机电技术在设备与线路中的应用 姓 名 * 系 别 机电工程系 专 业 机电技术 年 级 机电技术10-4 指导教师 2012年 5月16日毕业论文（设计）成绩评定表学 生姓 名*学生所在系机电一体化专业班级机电技术10-4毕业论文（设计）课题名称机电技术在设备与线路中的的应用指导教师评语（应包括选题是否恰当、是否理论联系实际、论点是否正确、论证是否充分、语言是否通顺、结构是否合理、行文是否规范）：成 绩：指导教师签名： 年 月 日 学术委员会意见（同意给优、良、及格、不及格等次）签名： 年 月 日目 录内容摘要 1前言 2第
2、一章 机电技术简介 3第一节 机电技术主要内容 3第二节 机电技术的特点 4第三节 机电技术的发展趋势 6第二章 维修电路中电工工具的选择与应用 9第一节 常用工具的选择 9第二节 扳手 10第三节 万用表和摇表 11第四节 维修电工检查方法和操作实践 13第三章 机电技术在设备中的管理与保养 16第一节 目的与管理 16第二节 电气设施的防雷保护 17第三节 绝缘油的管理 17第四节 主要电气设备的检修 18参考文献 19 致谢 20内容摘要论文从机电技术的发展，以及后来发展到与机器设备的的运用，以及机器的保养等几个方面讲的，随着时代的发展机电技术也发展越来越快，我们应该通过理论结合实践提高
3、自己，在实践中增加自己的知识，让我们知道自己的不足。从机电技术的概况，常用工具的选择到机电技术在设备管理中的应用三大方面阐述了机电技术与设备管理相结合的重要性，经过本人的认真分析和深入研究，在以理论为指导，以事实为依据的情况下作此论文，论文涉及学校所学理论及我在实习中所总结出的经验和方法，有个人的见解和看法，也有请教他人而获得的专业知识。关键词:机电技术；维修电工；设备检修;特点与趋势前 言机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今已成为一门有着自身体系的新科学，随着科学技术的不断发展，还将被赋
4、予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合应用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。第一章 机电技术简介随着科学技术和社会生产的迅速发展，产品更新换代的迅速加快，人们对产品多样化的需求增加，使得机械制造业向多品
5、种小批量的生产方式发展。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。第1节 机电技术的主要内容 研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。俗称机电一体化。机械电子学是由机械学(mechanics)和电子学 (electronics)两个词结合而成的新词。其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronic engineering。机 械电子学主要研究目的是把机械技术与微电
6、子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。机电一体化主要包括以下几个方面内容： 1、 机械技术机械技术是机电一体化的
7、基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技 术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。 2、计算机与信息技术其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。 3、系统技术系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统
8、各部分有机连接的保证。 4、 自动控制技术其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。 5、传感检测技术传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。 6、伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性影响。第二节 机电技术的特点1、具
9、有综合性机电一体化技术是由机械技术、电子技术、微电子技术和计算机技术等有机结合形成的一门跨学科的边缘科学。各种相关技术被综合成一个完整的系统，在这一系统中，它们彼此相互苛刻要求，彼此又取长补短，从而不断地向着理想化的技术发展。因此机电一体化技术是具有综合性的高水平技术。2、广而强的应用性机电一体化技术是以机械为母体，以实践机电产品开发和几点过程控制为基础的技术，是可以渗透到机械系统和产品的普遍应用性技术，几乎不受行业限制。机电一体化技术应用计算机技术，以信息化为内涵智能化为核心，开发和生、产了性能更好的功能更强的机电一体化系统和产品。3、整体的最优化从系统工程观点出发，充分利用新技术及其相互交
10、叉融合的优势，实现机电一体化系统（或产品）的高附加值、高效率、高性能、省材料、省能源、低损耗、低污染、省时省力等等。比如采用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高科技机电一体化技术和系统以后，各企业就可以根据社会需求及时调整产品结构各生产过程，几乎不需要重新设计制造工艺设备，大大缩短了整个生产周期。4、使用简易化从开发上来看，机电一体化技术主要包括技术原理和使机电一体化系统和产品得以实现、使用和发展的技术群体这就需要开发人员不仅具有扎实的理论基础，而且具有广博的技术知识，还要不断的学习和更新相关知识。从使用上来看一般用户对机电一体化系统（或产品）不必精通其原理，不必具有丰富的技术知识
11、，用户需要的是功能强、操作简便、人机协作关系好的机电一体化系统（或产品）。5、提高了安全性机电一体化系统一般都具有自动保护的功能，可避免或减少人身和设备事故发生的可能性，显著地提高了安全性。有些机电一体化系统甚至可以在恶劣和危险的环境中作无人的自动操作。如机器人可以不顾危险，在海里、在宇宙空间、在核反应堆等一些危险场合工作。6、具有高可靠性、高稳定性和长寿命机电一体化系统几乎没有机械磨损，因此系统的寿命提高，故障率降低，可靠性和稳定性增强。有些机电一体化系统甚至可以做到不需要维修，具有自动诊断、自动修复的功能。7、具有柔性柔性是机电一体化系统的特点。根据需要的变化，用机电一体化技术无需改装系统
12、就可以及时地对系统的结构和生产过程作必要的从系统的观点出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智能、调整、修改，因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。第三节 机电技术的发展趋势机电技术是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电技术的主要发展趋势大致有以下几个方面：1、智能化智能化是21世纪机电技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电技术建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理
13、学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。2、模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电技术产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电技术产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，
14、以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电技术产品的企业，规模化将给机电技术企业带来美好的前程。3、网络化20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电技术新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和
15、监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，能使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。4、微型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电技术向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米
16、级发展。机电一体化产品，除了机械主体部分，其它部分涉及电子技术、随着片式元器件（SMD）的发展，表面组装技术（SMT）正在逐渐取代传统的通孔插装技术（THT）成为电子组装的重要手段，电子设备正朝着小型化、轻型化、多功能、高可靠方向发展。80年代以来，国外SMT发展异常迅速，1993年电子设备平均60%以上采用SMT，同年世界电子元件片式化率达到45%以上。因此，机电技术中具有智能、动力、运动、感知特征的组成部分将逐渐向轻量化、小型化方向发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用
17、精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。5、系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外，还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。6、带源化是指机电技
18、术产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处带源处是机电一体化产品的发展方向之一。7、环保化工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电技术产品，具有远大的发展前景。第2章 维修电工工具的选择第一节 常用工具的选择
19、 常用的电工工具有钢丝钳、尖嘴钳、圆嘴钳、螺丝刀、电工刀、活扳手、测电笔以及断线钳、紧线钳、搭压钳等；仪表按用途分有电流表、电压表、电度表和万用表等。这里只介绍几种简易的电工工具。 1、钢丝钳 用手夹持或切断金属导线，带刃口的钢丝钳还可以用来切断钢丝。这种钳的规格有150、175、200毫米三种，均带有橡胶绝缘套管，可适用于500伏以下的带电作业。使用时，应注意保护绝缘套管，以免划伤失去绝缘作用。不可将钢丝钳当锤使用，以免刃口错位、转动轴失圆，影响正常使用。 2、尖嘴钳 用于夹捏工件或导线，特别适宜于狭小的工作区域。规格有130、160、180毫米的三种。电工用的带有绝缘导管。有的带有刃口，可
20、以剪切细小零件。 3、螺丝刀 由刀头和柄组成。刀头形状有一字形和十字形两种，分别用于旋动头部为横槽或十字形槽的螺钉。螺丝刀的规格是指金属杆的长度，规格有75、100、125、150毫米的几种。使用时，手紧握柄，用力顶住，使刀紧压在螺钉上，以顺时针的方向旋转为上，逆时针为下卸。穿心柄式螺丝刀，可在尾部敲击，但禁止用于有电的场合。 4、电工刀 在电工安装维修中用于切削导线的绝缘层、电缆绝缘、木槽板等，规格有大号、小号之分。六号刀片长112毫米；小号刀片长88毫米。有的电工刀上带有锯片和锥子，可用来锯小木片和锥孔。电工刀没有绝缘保护，禁止带电作业。使用电工刀，应避免切割坚硬的材料，以保护刀口。刀口用
21、钝后，可用油石磨。如果刀刃部分损坏较重，可用砂轮磨，但须防止退火。 5、 测电笔 又称验电笔。它能检查低压线路和电气设备外壳是否带电。为便于携带，测电笔通常做成笔状，前段是金属探头，内部依次装安全电阻、氖管和弹簧。弹簧与笔尾的金属体相接触。使用时，手应与笔尾的金属体相接触。测电笔的测电压范围为60500伏（严禁测高压电）。使用前，务必先在正常电源上验证氖管能否正常发光，以确认测电笔验电可靠。由于氖管发光微弱，在明亮的光线下测试时，应当避光检测。第2节 扳手 活络扳手又叫活扳手，是一种旋紧或拧松有角螺丝钉或螺母的工具。电工常用的有200、250、300mm三种，使用时应根据螺母的大小选配。使用时
22、，右手握手柄。手越靠后，扳动起来越省力。 扳动小螺母时，因需要不断地转动蜗轮，调节扳口的大小，所以手应握在靠近呆扳唇，并用大拇指调制蜗轮，以适应螺母的大小。活络扳手的扳口夹持螺母时，呆扳唇在上，活扳唇在下。活扳手切不可反过来使用。在扳动生锈的螺母时，可在螺母上滴几滴煤油或机油，这样就好拧动了。在拧不动时，切不可采用钢管套在活络扳手的手柄上来增加扭力，因为这样极易损伤活络扳唇。不得把活络扳手当锤子用。农村电工还经常用到开口扳手(亦叫呆扳手)。它有单头和双头两种，其开口是和螺钉头、螺母尺寸相适应的，并根据标准尺寸做成一套。整体扳手有正方形、六角形、十二角形(俗称梅花扳手)。其中梅花扳手在农村电工中
23、应用颇广，它只要转过30，就可改变扳动方向，所以在狭窄的地方工作较为方便。套筒扳手是由一套尺寸不等的梅花筒组成，使用时用弓形的手柄连续转动，工作效率较高。当螺钉或螺母的尺寸较大或扳手的工作位置很狭窄，就可用棘轮扳手。这种扳手摆动的角度很小，能拧紧和松开螺钉或螺母。拧紧时作顺时针转动手柄。方形的套筒上装有一只撑杆。当手柄向反方向扳回时，撑杆在棘轮齿的斜面中滑出，因而螺钉或螺母不会跟随反转。如果需要松开螺钉或螺母，只需翻转棘轮扳手朝逆时针方向转动即可。内六角扳手用于装拆内六角螺钉。常用于某些机电产品的拆装。测力扳手有一根长的弹性杆，其一端装着手柄，另一端装有方头或六角头，在方头或六角头套装一个可换
24、的套筒用钢珠卡住。在顶端上还装有一个长指针。刻度板固定在柄座上，每格刻度值为1牛顿(或公斤/米)。当要求一定数值的旋紧力，或几个螺母(或螺钉)需要相同的旋紧力时，则用这种扳手。六角扳手用于装拆大型六角螺钉或螺母，外线电工可用它装卸铁塔之类的钢架结构。这是梅花扳手，俗称眼睛扳手，用于拆装六角螺母或螺栓。拆装位于稍凹处的六角螺母或螺栓特别方便。第三节 万用表和摇表1、使用方法 （一）使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用：（二）将电源开关置于ON位置。 （三）交直流电压的测量：根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程，红表笔插入V孔，
25、黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，读数即显示。 （四）交直流电流的测量：将量程开关拨至DCA（直流）或ACA（交流）的合适量程，红表笔插入m孔（200mA时）或10A孔（200mA时）,黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。 （五）电阻的测量：将量程开关拨至的合适量程，红表笔插入V孔，黑表笔插入COM孔。如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选择更高的量程。测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。 2、使用注意事
26、项 （一）如果无法预先估计被测电压或电流的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。 （二）满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。 （三）测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。 （四）当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。 （五）禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。 （六）当显示“ ”
27、、“BATT”或“LOW BAT” 时，表示电池电压低于工作电压。1、摇表的选用原则 （一）额定电压等级的选择。一般情况下，额定电压在500V以下的设备，应选用500V或1000V的摇表；额定电压在500V以上的设备，选用1000V2500V的摇表。 （二）电阻量程范围的选择。摇表的表盘刻度线上有两个小黑点，小黑点之间的区域为准确测量区域。所以在选表时应使被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。 2、摇表的使用 （一）校表。测量前应将摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。将两连接线开路，摇动手柄，指针应指在“”处，再把两连接线短接一下，指针应指在“0”处，符合上述条件者即良好，否则不能使
28、用。 （二）被测设备与线路断开，对于大电容设备还要进行放电。 （三）选用电压等级符合的摇表。 （四）测量绝缘电阻时，一般只用“L”和“E”端，但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“G”端，并将“G”端接屏蔽层或外壳。线路接好后，可按顺时针方向转动摇把，摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120转左右时（ZC-25型），保持匀速转动，1分钟后读数，并且要边摇边读数，不能停下来读数。 （五）拆线放电。读数完毕，一边慢摇，一边拆线，然后将被测设备放电。放电方法是将测量时使用的地线从摇表上取下来与被测设备短接一下即可（不是摇表放电）。 3、注意事项 （一）禁止在雷电时或高压
29、设备附近测绝缘电阻，只能在设备不带电，也没有感应电的情况下测量。 （二）摇测过程中，被测设备上不能有人工作。 （三）摇表线不能绞在一起，要分开。 （四）摇表未停止转动之前或被测设备未放电之前，严禁用手触及。拆线时，也不要触及引线的金属部分。 （五）测量结束时，对于大电容设备要放电。 （六）要定期校验其准确度。 第四节 维修电工检查方法和操作实践1、直观法直观法是根据电器故障的外部表现，通过看、闻、听等手段，检查、判定故障的方法。（一）检查步骤：调查情况：向操作者和故障在场人员询问情况，包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况。如有无异常气体、明火、热源是否接近电器、有无腐蚀性气体侵入、有
30、无漏水，是否有人修理过，修理的内容等等。初步检查：根据调查的情况，看有关电器外部有无损坏、连线有无断路、松动，绝缘有无烧焦，螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出，电器有无进水、油垢，开关位置是否正确等。试车：通过初步检查，确认有会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后，可进一步试车检查，试车中要注重有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象，一经发现应立即停车，切断电源。注重检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求，从而发现故障部位。（二）检查方法：观察火花：电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花，因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。例如，正常紧固的导线与螺
31、钉间发现有火花时，说明线头松动或接触不良。电器的触点在闭合、分断电路时跳火说明电路通，不跳火说明电路不通。控制电动机的接触器主触点两相有火花、一相无火花时，表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断路；三相中两相的火花比正常大，别一相比正常小，可初步判定为电动机相间短路或接地；三相火花都比正常大，可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中，接触器线圈电路通电后，衔铁不吸合，要分清是电路断路还是接触器机械部分卡住造成的。可按一下启动按钮，如按钮常开触点闭合位置断开时有稍微的火花，说明电路通路，故障在接触器的机械部分；如触点间无火花，说明电路是断路。动作程序：电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求。如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作，说明该电路或电器有故障。另外，还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判定故障。运用直观法，不但可以确定简单的故障，还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。2、测量电压法测量电压法是根据电器的供电方式，测量各点的电压值与电流值并与正常值比较。具体可分为分阶测量法、分段测量法和点测法。3、测电阻法可分为分阶测量法和分段测量法。这两种方法适用于开关、电器分布距离较大的电气设备。4对比、置换元件、逐步开路（或接入）法（一）对比法：把检测数据与图纸资料及
