浅谈印刷设备电气故障诊断技术及维修保养策略

摘要：随着科学技术的飞速发展，各种高科技产品在印刷设备上的运用也日益频繁。特别是印刷设备的电子控制，从原来的分离元器件的触点控制，逐渐发展为集成电路的无触点控制。随着计算机技术和人机对话的不断发展，印刷设备电气控制系统的维护和保养工作具有举足轻重的作用。造成印刷设备电气故障的原因有多种，其解决办法也不尽相同，这就要求相关人员具备一定的理论知识和维修实践能力。基于此，本文对印刷设备电气故障诊断技术进行了总结，对其在使用过程中的维护保养提出建议，旨在期望印刷设备能够安全可靠运行。

关键词:印刷设备;电气故障;诊断技术;维修保养;

引言

印刷业是我国国民经济中的一个重要领域，同时也具有加工工业和文化产业的双重属性。“十三五”发展计划把印刷业列为国家发展的重点，大力推进印刷业的绿色化、数字化和智能化，为实现印刷大国的目标打下坚实基础。印刷业的快速发展离不开印刷设备的支持，而印刷设备作为印刷和包装工业的关键设备，是实现印刷技术手段的关键，其先进水平对整个印刷业的发展起着举足轻重的作用。在印刷企业中，经常会出现一些印刷设备的电气故障，如果不能对设备进行维护和保养，就会严重地影响到印刷厂的正常生产。本文从两个方面论述了印刷设备的电气维修与维护，一是对印刷设备的故障诊断技术，二是对其进行维修与保养的策略。

1 印刷设备故障诊断方法及相关技术

1.1 振动信号分析的印刷设备故障诊断

声音信号是一种非常特殊的振动信号，它是一种常见的机械故障检测手段。印刷设备运行过程中，由于各个零件的传递摩擦，都会产生振动，因此它的振动信号特点与印刷设备的结构和运动特点息息相关。在印刷设备出现故障时，振动信号也会随之改变，不同的故障原因会产生不同的信号特性。通过对其进行分类，可以获得相应的故障特征。随着传感器技术、计算机技术和信号处理技术的迅速发展，频谱分析、全息谱理论、傅立叶分析等技术得到广泛应用，维格纳-维尔分布、小波包等多种分析技术在印刷设备的故障诊断中也得到了普及。有关研究学者从多个方面分析了印刷设备的振动信号，以达到对单个故障的精确判别，但是由于印刷设备在运转时，各个设备之间、运动元件的周期是一致的，所以会出现同频、倍频的情况，由于信号之间的干扰和耦合，使得信号的分析和处理变得更加困难。振动信号的采集需要接触测量，但是在一些工作条件下无法直接获得，而且在分析和处理中，所得到的振动数据都是脱机数据，而非实时地反映印刷设备的工作状况。

1.2 基于经验知识的印刷设备故障诊断

印刷企业在使用和维护印刷设备时，主要依靠技术人员经验的积累。在印刷设备出现故障时，操作员和维护人员通过多年的工作经验，能迅速地判断出问题的根源。近年来，随着计算机技术的飞速发展，以经验为基础的故障诊断技术，已被广泛地用于印刷设备的故障诊断与维修，特别是案例推理、专家系统等手段。根据多年的设备故障诊断和检修工作经验，编制相应的故障代码，设备维护人员能够迅速地解决设备的故障。这种方法能在遇到常见的故障时，根据经验知识作出准确、快速、全面的诊断。当设备失效发生时，这种方法是有一定的局限性。随着印刷设备日益复杂化、智能化、自动化，其故障种类、故障特征也日益增加，从而影响了其诊断效率。

1.3 基于印刷图像的印刷机故障诊断

与其他机器相比，印刷设备最突出的特点就是印刷品的制造，在计算机视觉技术快速发展的今天，图像处理技术已经越来越成熟，广泛用于机械设备的状态监控、故障诊断等方面。印刷设备的故障诊断技术是一种非常灵活的技术，它可以通过反向推理来诊断故障。从印刷设备的故障诊断出发，不但可以丰富故障信息的来源，而且可以为印刷设备的故障诊断开辟一条新的途径。图像是故障信息的一种重要形态，利用图像处理技术，能够挖掘出人工所不能识别的信息，并从中抽取出所包含的状态特征，从而达到对印刷设备故障的诊断目的。目前已有学者在印刷图像的基础上，对印刷设备的诊断原理和应用进行了深入探讨。印刷图像处理技术在印刷设备故障诊断中有很好的应用前景，不断地改善图像的辨识水平，对丰富印刷设备的故障诊断理论有着十分重要的作用。

1.4 基于多源数据融合的印刷机故障诊断

印刷设备是一种非常复杂的机械设备，其故障的表现和原因也是多种多样的。如果能把信号测试、印品图像、经验知识等多种来源的信息整合起来，各信息源的支持与互补，为准确地找出印刷设备的问题和故障排除提供了一种有效的方法。多源信息融合的印刷设备故障诊断系统，通过对各种方法得到的印刷设备故障信息进行融合，从而对印刷设备的故障进行综合判断。首先，采用传感器对印刷设备在印刷生产中所产生的各种信号进行采集。采用照相机、扫描器等图像信息采集技术，从图像中提取出图像信息，并对振动信号、声音信号、印刷信号进行特征提取。此外，通过对多年实际工作中积累的丰富的经验知识进行整理，构建出一套专业的印刷设备故障诊断专家系统，由专家系统对多源数据的特点进行补充和支持。最后，将多源信息集成到印刷设备故障诊断专家系统中，对印刷设备的故障诊断结果进行比较全面的分析。多源数据融合的印刷机故障诊断系统如图1所示。

2 印刷设备电气故障维修保养策略

2.1 印刷设备例行保养

电气设备的失效与气候周期性变化有一定关系，通常在冷暖交替和炎热潮湿季节，印刷设备故障率高，表明电器设备受到了环境的影响。一般情况下，环境因素对电器的影响主要有两方面。一是粉尘，如果电路板上有大量的灰尘，在增加湿度的情况下，会对电器的绝缘造成不利的影响；二是当冷暖、干湿变化时，设备会有轻微的膨胀和收缩，加之机械振动，会导致部分触点、接头等接触不良，从而发生故障。要减少对环境的影响，必须加强对环境的维护。首先，要经常清洁，尤其是容易进入灰尘的线路板，应该按照积尘的情况制订维护方案，并严格强化的执行方案，当然清理时应仔细小心，并且具有一定的技巧性。其次，要经常对容易发生松动的地方进行固定，这件事看起来是多此一举，但实际上会产生明显的效果。实践表明，由于接触不良导致的印刷设备电气故障中占比较大。此外在严寒酷暑季节，应尽可能地保持设备环境的相对稳定，防止环境温度和湿度的急剧变化。在没有生产任务设备停机时，一般都会关闭车间的空调，然后在生产时打开，结果发现在高温季节电气故障频繁发生，之后试着把门窗关好，空调常开，虽然消耗电力更多，但故障率却有了显著的降低。造成这种情况的主要原因空调的频繁切换会使周围的温度和湿度急剧上升和下降，进而造成电器的运行不稳定。对于易发热、易脏的电气部件，要做好日常维护。例如，由于电机的功率大，再加上风扇的过滤器容易被纸屑堵塞，如果不能及时清除，很容易造成过热。关于设备例行检查维修流程如图2所示。

2.2 检测设备运行状态

印刷电器的状态检测方法有很多种，常见的有三种方法：巡检制度、周检制度和机器操作员的辅助检查。巡检制度为一天，是根据公司制订的定期检查，定期对印刷电器进行检查，并将检查的结果及时的记录下来，而且必须由相关负责人签名存档。周检周期为一周，规定维护人员每周都要对所管理的电气设备进行彻底的检修，对经常巡视中经常被忽视的电器部件进行停电检修，一旦发现异常，立即进行处理。根据计划，对配电柜进行除尘、固定接线和更换附件等工作。

检测的方法包括如下几个方面：望、闻、问、切、嗅、测。望是指观察导线是否裸露、碳刷打火、元件和导线是否松动；闻是指听觉电器运转的声音是否正常；问是指问设备操作者在使用过程中是否有不正常的行为；切是指用手触摸电子元件的温度和动作的平稳性；嗅是指打开电器柜用鼻子闻一下有没有不正常的味道；测是指使用万用表对器件的输入、输出参数进行测量。对电气维护人员进行印刷电器设备的检查外，还要对其进行辅助检查。由于机台操作员是电子设备的直接使用者，因此操作员能够很直观地察觉到电器的故障，并能轻易地察觉到电器的异常，如声音、气味、温度、转速等。电气维护人员应主动与现场操作人员进行交流，以便更好地掌握设备的运行状况。

2.3 改善性维修

有些电气设备在修理之后，很快就会出现故障，这并不是使用操作不当造成的。导致这种情况的主要原因在于，有些设备虽然经过维修，但仅仅是恢复到了原来的状态，并没有能够恢复到原有的性能指标。因此在修理前，必须对修理时间、材料费用、修理后的运行寿命、修理损失进行估算。如果设备已经没有维修价值，则应使用备用零件进行替换。另外，有些电气设备在设计、制造、装配中存在问题，因而常常发生损坏，更换后很快又会发生故障。此时要对选用的设备进行筛选，选择合适的新机型或采用高性能的设备。此外，由于一些控制电路的设计上的缺陷，导致了一些设备频繁损坏，因此必须对其进行改进。比如在印刷设备上经常使用的限制开关，经常受到冲击，很容易被破坏，从而导致设备失效。在这种情况下，可以使用无接触式开关，提高切换开关的使用寿命，从而降低故障的发生。

2.4 做好维护保养后勤工作

第一，准备好备用零件，并保证设备维护时能够及时更换零件。进口印刷设备中某些关键零件要备齐备件，例如操作台主机、主要线路板、要控制元件、空压机、冷水机组等，提高安全性能。在此要做好，一是要准备好重要的零部件，第二，要把好进库的关，新的零件应在入库前进行检验；第三，对其进行妥善保管，要确保零件的储存，要定期上机使用一些特殊的零件，否则放置时间过长会导致零件失效。还要分门别类，做好档案管理。这项工作如果没有落实到地，修理设备时，就会浪费大量时间去寻找零件。大部分零件的价格都较高，如果能够通过维修损坏的零件，则节约大量的成本。第四，建立故障报告报告系统，对于维护工作是十分有帮助的。通过对设备的故障报表的填写，使有关部门能够及时掌握设备的运行状况，协助维护工作的协调，同时可作为新手的学习资料。这样便于统计和分析各种故障，尤其是重复发生的同类或相似故障，有助于判断原因，并采取相应的处理方法。

3 结语

印刷设备是集光、电、气的多种控制方式为一体的复杂设备，其故障类型繁多，且容易发生故障，严重影响生产效率，应尽快、准确地判断出印刷设备出现的问题，尽早恢复生产。本文通过对印刷设备常见故障的分析，发现常规检测都有其不足之处，建议将信号分析、经验知识、印刷图像等多种来源的信息结合起来，以提高印刷设备的故障诊断精度。根据印刷设备的运行状况和故障诊断，论述了在使用中应采取的维护措施，重点关注设备的日常维护，检查设备运行状况，改善性维修、做好维护保养后勤工作等手段，确保印刷设备的正常运行。

参考文献

[1] 李明.报纸印刷设备喷水杠故障的原因分析[J].印刷技术，2022(03):35.

[2] 刘飞林.印刷设备吸气泵故障分析及维修方法[J].设备管理与维修，2021(21):78-79.

[3] 马坤.数字印刷“国产化”的探索和思考[J].标签技术，2021(04):14-16.