【正文】 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35 頁(yè)第 6 章 大型養(yǎng)路機(jī)械油液鐵譜分析判定沉積在譜片上的磨粒帶有關(guān)于磨損表面的重要而詳盡的信息，這類(lèi)信息是依靠磨粒的形態(tài)、成分、粒度及其分布以及濃度這樣一些特征來(lái)傳遞的。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 33 頁(yè) 大型道床清篩機(jī)械道床質(zhì)量對(duì)鐵路線路狀態(tài)有很大約影響，臟污的道碴首先使道床失去彈性及排水性能。圖 52 WD320 動(dòng)力穩(wěn)定車(chē) 動(dòng)力穩(wěn)定車(chē)的工作原理是模擬列車(chē)運(yùn)行時(shí)對(duì)軌道產(chǎn)生的壓力和振動(dòng)等綜合作用而工作的。機(jī)組按作業(yè)時(shí)機(jī)械排列順序?yàn)榈来舱闻洳贶?chē)、搗固車(chē)、動(dòng)力穩(wěn)定車(chē)組成。 定性分析方法的運(yùn)用步驟在鐵譜的定性分析中，常常是根據(jù)需要將上述各種分析方法聯(lián)合使用的。這時(shí)應(yīng)該檢查取樣工作各步驟的執(zhí)行狀態(tài)，按取樣要求重新取樣分析。5. 磨粒嚴(yán)重度指數(shù) IS為總磨損量與磨損嚴(yán)重度的乘積，即 IS= (L+S)(LS)=L2S2。（5）偏振光 在反射和透射光路中分別或同時(shí)放置起偏片，與顯微鏡鏡筒中設(shè)置的檢偏片配合使用，就可實(shí)現(xiàn)偏振光觀察。其操作步驟如下：(1)把鐵譜片置于顯微鏡的載物臺(tái)上；(2)按下電源總開(kāi)關(guān)，再分別按下反射和透射光源開(kāi)關(guān)；(3)在透射光路中插入綠色濾片；(4)把lOX物鏡轉(zhuǎn)入光路中，并對(duì)準(zhǔn)鐵譜片上的磨粒鏈；(5)調(diào)節(jié)載物臺(tái)升降旋鈕，使鐵譜片上的磨粒鏈聚焦，在目鏡中成像；(6)利用載物臺(tái)的移動(dòng)手輪，沿鐵譜片全長(zhǎng)范圍內(nèi)粗略觀察磨粒沉積情況并記錄需要進(jìn)一步觀察的譜片位置；(7)對(duì)鐵譜片的入口端和距出口端50mm范圍內(nèi)的磨粒依次用低倍物鏡到高倍物鏡作仔細(xì)觀察；(8)在顯微觀察磨粒過(guò)程中，視具體情況，可采用反射光、透射光、雙色光或偏振光等光源對(duì)磨粒作分析。4. 安裝譜片。(6)再次順時(shí)針緩慢旋 轉(zhuǎn)虹吸泵手柄,使廢油排出。油樣與溶劑的體積稀釋比為：對(duì)直讀鐵譜儀的分析油樣一般為 1：1。標(biāo)識(shí)與取樣瓶要一一對(duì)應(yīng)，絕對(duì)不能混淆。經(jīng)驗(yàn)表明，不同的機(jī)器設(shè)備、不同的運(yùn)行期、不同的磨損狀態(tài)都應(yīng)有不同的最佳取樣時(shí)間間隔。但這時(shí)要避免吸入沉積在油箱底部的大磨粒和其它雜質(zhì)，通常規(guī)定取樣管距箱底沉淀物之間距離為 25㎜左右處為宜。 在介紹鐵譜取樣技術(shù)之前，先來(lái)了解一下機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)中的磨粒濃度平衡問(wèn)題。利用鐵譜顯微鏡觀測(cè)鐵譜片上的磨粒，就可以得到有關(guān)其形態(tài)、大小、成分及西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè)粒度分布的分析結(jié)果。處于較高層的大磨粒與較低層的小磨粒有可能沉積在同一位置上。若按實(shí)現(xiàn)鐵譜定量與定性分析功能需要來(lái)分，又可分為分析式鐵譜儀、直讀式鐵譜儀、雙聯(lián)鐵譜儀等，上述三種鐵譜儀部屬于離線鐵譜儀。這一尺寸范圍對(duì)于磨損狀態(tài)的識(shí)別和故障原因的診斷具有特殊的意義。多年來(lái)，以油液狀態(tài)監(jiān)測(cè)為核心的大型養(yǎng)路機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與維修，對(duì)在用設(shè)備潤(rùn)滑、磨損狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)控、設(shè)備的故障檢修以及指導(dǎo)冬檢工作進(jìn)行合理的狀態(tài)面取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過(guò)鐵譜分析，還可對(duì)潤(rùn)滑油的老化及變質(zhì)作出評(píng)定。3．利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)鐵譜分析信息管理系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理以往磨粒及鐵譜數(shù)據(jù)。 由于運(yùn)動(dòng)零部件表面的磨損，就會(huì)產(chǎn)生磨屑微粒，并且進(jìn)入機(jī)械的潤(rùn)滑系統(tǒng)巾，大多數(shù)磨屑微粒在油液中呈懸浮狀態(tài)，這些微小的磨損顆粒是表面磨損過(guò)程的產(chǎn)物，它們帶來(lái)廠機(jī)械設(shè)備失效和故障的主要信息。油樣光譜分析法是指用原子吸收或原子發(fā)射光譜分析潤(rùn)滑油中金屬的成分和含量，判斷磨損的零件和磨損的嚴(yán)重程度的方法。油液（潤(rùn)滑油和液壓油）在設(shè)備中的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部位循環(huán)流動(dòng)時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行信息會(huì)在油液中留下痕跡，通過(guò)對(duì)工作油液的合理采樣并進(jìn)行必要的分析處理，就能取得關(guān)于該機(jī)械設(shè)備各摩擦副的磨損狀況、磨損部位、磨損機(jī)理以及磨損程度方面的信息。特別是對(duì)于低速回轉(zhuǎn)機(jī)械及往復(fù)機(jī)械，利用振動(dòng)和噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)判斷故障較為困難時(shí)，油液分析技術(shù)更為有效。可以測(cè)量出油品的氧化、硝化、硫化濃度水平，以及積炭濃度和流體污染（水和冷卻劑泄漏） 。引入計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)與人工智能理論，可以取得如下進(jìn)展:1．利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和圖像分析系統(tǒng)，能夠在預(yù)處理磨粒圖像后提取磨粒統(tǒng)計(jì)特性、單個(gè)磨粒的數(shù)字形狀特性，從而為磨粒及其磨損機(jī)理的識(shí)別提供科學(xué)依據(jù)。潤(rùn)滑油的鐵譜分析與檢測(cè)發(fā)觀，不同的潤(rùn)滑油經(jīng)表面摩擦作用便產(chǎn)生不同的摩擦聚合物。磨損是大多數(shù)機(jī)械部件工作效率降低、喪失準(zhǔn)確度乃至報(bào)廢的主要原因。圖 22 為三種油樣分析方法對(duì)磨粒尺寸敏感范圍的比較。20 多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)出的鐵譜儀種類(lèi)很多．人們提出了不向的分類(lèi)方法。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè)這樣，就達(dá)到了直接測(cè)讀被分析油樣中大磨粒和小磨粒濃度的目的。—3176。然而，由于在機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)中磨粒存留的狀況受機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)請(qǐng)況及其它多方面因素的影響．所以潤(rùn)滑油中的磨粒濃度和尺寸分布是隨機(jī)變化的；另一方面，又由于磨粒物質(zhì)在潤(rùn)滑油中是以不連續(xù)的分散相存在的，所以在整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)中的磨粒不可能均勺分布。如不可能實(shí)現(xiàn)，則應(yīng)在停機(jī)后盡可能短的時(shí)間內(nèi)取樣。 取樣瓶的容積一般應(yīng)大于 15m1，以保證足夠量的油樣能存入油樣瓶?jī)?nèi)。3．取樣量應(yīng)為取樣瓶總?cè)萘康?2/3 為宜。稀釋處理包括粘度稀釋和濃度稀釋。(3)將沉淀管的毛細(xì)管端插人油樣試管底部，并用彈簧夾固定。如果顯示燈亮，倒掉廢液，補(bǔ)足固定劑后裝上。，放開(kāi) FIXER 鍵。然而紅光具有較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，在這種照明下會(huì)損失分辨率。以下用 L 代表 DL，用 S 代表 DS。突然增加表明機(jī)器開(kāi)始有故障。如含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為 %的鑄鐵，或中合金鋼合金含量約 3%~8%,加熱到330℃時(shí)，顯示為草黃色到青銅色，加熱到 400℃時(shí)呈深青銅色和某種帶斑紋的藍(lán)色。3．鋼軌作業(yè)機(jī)械：鋼軌打磨車(chē)、道岔打磨車(chē)、鋼軌刨邊機(jī)。動(dòng)力穩(wěn)定車(chē)是集機(jī)、電、液、氣和微機(jī)控制于—體的自行式大型線路機(jī)械。搗固裝置在垂直油缸作用下向下放，搗固鎬下插人道碴內(nèi)，振動(dòng)的搗鎬使道碴顆粒重新排列和密實(shí)。所以，對(duì)于大機(jī)中的運(yùn)動(dòng)部件的磨損要定期檢測(cè)。 正常磨損期的磨粒正常磨損(Normal Wear)是磨損過(guò)程中磨損速率低，指公具體應(yīng)用場(chǎng)合下所預(yù)期的設(shè)計(jì)期限內(nèi)材料的損耗。RM80 清篩機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓泵，液壓泵輸出的高壓油通過(guò)油管驅(qū)動(dòng)走行液壓馬達(dá)和各個(gè)作業(yè)液壓馬達(dá)，使該機(jī)挖掘鏈、輸送帶、振動(dòng)篩等工作裝置作業(yè)和走行。在作業(yè)過(guò)程中，動(dòng)力穩(wěn)定車(chē)是連續(xù)移動(dòng)進(jìn)行作業(yè)的。它與鋪軌機(jī)、清篩機(jī)、起撥道機(jī)、搗固車(chē)、動(dòng)力穩(wěn)定車(chē)等配套，可分別組成大修、維修施工的各種機(jī)械化機(jī)組。 50 倍物鏡(或更高倍數(shù)物鏡)，對(duì)鐵譜片入口端和選擇的重點(diǎn)觀察區(qū)域進(jìn)行分析，著重提取標(biāo)志著異常磨損狀態(tài)的典型磨粒的信息，詳細(xì)地記錄磨粒形態(tài)、尺寸、輪廓和表面紋理等特征，以劃分磨粒種類(lèi)和確定磨粒成分。在鐵譜技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，形成了常規(guī)顯微光學(xué)分析法、鐵譜片加熱法、掃描電鏡和能譜分析法等多種常用方法。表示為每毫升未稀釋油樣的總磨損量。 3．測(cè)定磨粒尺寸 (1)利用載物臺(tái)的升降旋鈕上的刻度值，可測(cè)定磨粒的厚度尺寸，每一刻度為2μm；西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) (2)用帶有刻度尺的目鏡測(cè)量磨粒的長(zhǎng)軸尺寸，當(dāng)采用不同的物鏡時(shí)，刻度尺中刻度值代表不同的實(shí)際尺寸。（2）白透射光 用于觀察磨粒的透明性。7. 將試管內(nèi)的油液充分混勻后放到試管架上。(3)另取一試管，注入8～9 ml四氯乙烯溶液，置于試管支承板上。油樣磨粒濃空稀釋直接影響著鐵譜技術(shù)定量測(cè)量和定性分析的準(zhǔn)確性。這時(shí)．直接從取樣瓶中取出油樣進(jìn)行鐵譜分析，不能完全反映油樣其實(shí)情況(亦即機(jī)器磨損狀態(tài)的實(shí)際情況)。北京機(jī)械段大型養(yǎng)路機(jī)械車(chē)潤(rùn)滑油的取樣分定期取樣和追加取樣。2．回油管路取樣在機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)的回油管路上取樣為動(dòng)態(tài)取樣入法。特別是大尺寸的磨粒，更能反映摩擦副表面磨損發(fā)展變化的特征。但是經(jīng)多年的實(shí)際應(yīng)用考驗(yàn)，A L和 AS因離散過(guò)大而被棄之不用。圖 25 磨粒在沉積管上的沉積狀態(tài)示意圖油樣中那些密度與液體相差不大的污染物顆粒被沖出沉積管。而不同之處在于分析式鐵譜儀能在顯微鏡下觀察研究磨粒的形貌，而直讀式鐵譜僅僅能測(cè)定磨粒的數(shù)量及其近似的尺寸分布。磁塞檢測(cè)法只能有效地檢測(cè)出上百微米至毫米級(jí)的磨粒。所謂定性鐵譜分析主要是對(duì)磨損顆粒的形態(tài) (形狀及表面形貌)、尺寸進(jìn)行觀察，從對(duì)磨粒形態(tài)特征、顏色、尺寸大小和差異程度以及材質(zhì)成分組成的分析，來(lái)判斷機(jī)器零部件的磨損類(lèi)型、部位、嚴(yán)重程度及磨損機(jī)理。特別是對(duì)人體關(guān)節(jié)潤(rùn)滑荊中粒子的分析，包括對(duì)非金屬材質(zhì)磨屑的分離處理，國(guó)外已建立了整套專(zhuān)門(mén)的方法，出現(xiàn)了所謂的“醫(yī)學(xué)鐵譜技術(shù)” 。此外，磨粒自動(dòng)識(shí)別及診斷與數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，組成完整的高智能自動(dòng)識(shí)別診斷管理系統(tǒng)是鐵譜技術(shù)的發(fā)展方向和目標(biāo)。 鐵譜分析技術(shù)應(yīng)用于波音飛機(jī)故障預(yù)測(cè)，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益，迅速在世界各國(guó)推廣運(yùn)用起來(lái)。其基本的方法和原理是把鐵質(zhì)磨粒用磁性方法從油樣中分離出來(lái)，在顯微鏡下或用肉眼直接觀察以進(jìn)行定性及定量分析。 2. 油液本身的物理和化學(xué)性質(zhì)的變化。對(duì)這些磨粒進(jìn)行檢測(cè)分析，有利于我們得出正確及時(shí)的保養(yǎng)和維修方案，以避免因個(gè)別部件磨損嚴(yán)重而導(dǎo)致設(shè)備失效。對(duì)油樣內(nèi)的顆粒進(jìn)行粒度測(cè)量，并按設(shè)定的粒度范圍進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到有關(guān)磨粒粒度分布方面的信息以判斷機(jī)器磨損的狀況。隨著各種工業(yè)設(shè)備和國(guó)防裝備自動(dòng)化程度的不斷提高，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行可靠性和安全性提出了越來(lái)越高的要求，以設(shè)備故障預(yù)測(cè)為目的的鐵譜分析技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，分析的儀器越來(lái)越精密，鐵譜分析技術(shù)已經(jīng)成為航天、航空、國(guó)防、電力、能源、冶金、礦山、鐵路、公路運(yùn)輸、石油化工等部門(mén)機(jī)械設(shè)備管理的重要方法，在保障設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全性、工作可靠性；延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和提高設(shè)備綜合效益方面發(fā)揮了顯著作用。鐵譜技術(shù)已被公認(rèn)為用于研究材料磨損基本過(guò)程的一個(gè)重要工具。2．進(jìn)一步熟悉鐵譜儀的操作規(guī)程，潤(rùn)滑油取樣規(guī)范。 鐵譜分析技術(shù)的特點(diǎn)多年來(lái)的工業(yè)應(yīng)用表明，鐵譜技術(shù)具有以下基本特點(diǎn)。2．油樣需經(jīng)過(guò)處理，分析時(shí)間較長(zhǎng)，不能理想地適應(yīng)較大規(guī)模的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作。光束穿過(guò)磨粒沉積層和沉積管，射入與其相對(duì)的兩個(gè)光電池。然后利用鐵譜顯微鏡等觀測(cè)和分析儀器．實(shí)現(xiàn)列這些磨粒的定性、定量鐵譜分析。磁力線方向油樣流動(dòng)方向西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 第 3 章 鐵譜取樣及制作技術(shù) 鐵譜取樣技術(shù) 機(jī)器的潤(rùn)滑系統(tǒng)中采集鐵譜分析油樣，是鐵譜技術(shù)的第一步關(guān)鍵性工作。1．油箱取樣從機(jī)器潤(rùn)滑系統(tǒng)的油箱中取樣，是—種靜態(tài)或接近靜態(tài)的取樣方法。為了便于分析前初步觀察油樣的狀態(tài)，最好取樣瓶的側(cè)壁為平面。取樣時(shí)吸油管插入油面高度的一半進(jìn)行取樣，以確保油樣具有代表性。按照上述程序從取樣瓶中抽取鐵譜分析油樣時(shí)，抽取油樣量的計(jì)量方法一般有兩種：秤重法和體積計(jì)量法。5℃，恒溫保存半小時(shí)。(2)每次實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)檢查虹吸泵手柄上的白線是否朝上。，譜片涼干后，將譜片從儀器上取出。在雙色光下，表面反光的游離金屬磨粒由于其不透明性呈明亮紅色，與綠色背景形成鮮明對(duì)照。1．大磨粒讀數(shù) DL主要代表大于 5μm 的大磨粒，其中也包括少量小磨粒的相對(duì)濃度。2．當(dāng)磨粒濃度值有輕度緩慢的減少或增加，一般亦屬于正常狀態(tài)。3．利用不同的普通光、偏振光的反射、透射照明方式鑒別磨粒色澤以此判斷磨西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè)粒的材質(zhì)。大型養(yǎng)路機(jī)械在線路大修和維修中具有高效率、高質(zhì)量等特點(diǎn)，而且是一種新的機(jī)械，在工務(wù)系統(tǒng)施工中起到極其重要的作用。動(dòng)力穩(wěn)定車(chē)一次作業(yè)后，線路的道床阻力值有所恢復(fù)，比起、拔、搗作業(yè)后上升 12%．可以達(dá)到原始狀態(tài)的 ％。如圖 53。如圖 55。典型的正常磨損磨粒呈薄片狀，表面高度拋光，在鐵譜片上沿磁力線鏈狀分布。 鋼軌打磨列車(chē)隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展，主要干線列車(chē)重量與行車(chē)密度不斷增加，尤其是重載運(yùn)輸與高速線路的開(kāi)通，鋼軌的損傷日益嚴(yán)重。3. 搗固車(chē)西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 32 頁(yè)搗固車(chē)在作業(yè)前，先將測(cè)量小車(chē)降落到鋼軌上就位，轉(zhuǎn)換到作業(yè)狀態(tài)。本車(chē)由車(chē)架、動(dòng)力、傳動(dòng)系統(tǒng)、走行機(jī)構(gòu)、工作裝置(包括中心犁、碴肩犁、清掃裝置等)、操縱機(jī)構(gòu)、電控系統(tǒng)、風(fēng)控系統(tǒng)等組成。通常在分析結(jié)束前，進(jìn)行鐵譜加熱分析，通過(guò)對(duì)比加熱分析前后磨粒表面變化，以幫助確定金屬磨粒的成分。1．觀察磨粒形態(tài)，包括磨粒的輪廓形狀和表面形貌。鐵譜定量分析中通常應(yīng)用磨損趨勢(shì)圖。 定量分析定量分析是鐵譜技術(shù)中一項(xiàng)主要內(nèi)容，它可以反映機(jī)器(試件)在運(yùn)行(或試驗(yàn))過(guò)程中磨損量的變化。在這種照明下，觀測(cè)各種磨粒的形狀、尺寸，尤其是通過(guò)磨粒表面顏色的觀察，判斷磨粒的材質(zhì)以及依據(jù)磨粒表面細(xì)節(jié)和顏色變化判斷磨損的狀態(tài)。(6)當(dāng)RUN 燈亮后，立即用手捏住毛細(xì)管出口端 , 迅速將毛細(xì)管從四氯乙烯試管中換到油樣試管中, 而后松開(kāi)手， 觀察油樣的流動(dòng)情況 。 2．根據(jù)鐵譜儀的光學(xué)設(shè)計(jì)原理，在一定的條件下，鐵譜儀給出的讀數(shù)與磨粒的遮光量是成線性關(guān)系的，也就是說(shuō)鐵譜讀數(shù)與實(shí)際磨粒濃度間的關(guān)系是線性相關(guān)的。 油樣的加熱與攪拌 油樣的加熱與攪拌處理的目的是為了使取樣瓶中的磨粒重新均勾懸浮在油樣內(nèi)，使即將進(jìn)行分析的油樣更具有代表性?，F(xiàn)場(chǎng)若發(fā)現(xiàn)機(jī)械車(chē)出現(xiàn)異常情況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員確認(rèn)后領(lǐng)取取樣工具采集油樣