【文章內(nèi)容簡介】 1)在設(shè)計上，力求結(jié)構(gòu)簡單、傳動鏈短、零件數(shù)少、調(diào)整環(huán)節(jié)少且簡便、聯(lián)接可靠。 2）盡可能采用獨立的結(jié)構(gòu)單元，分離方便，整個單元能迅速更換，有利于提高維修性，保證維修質(zhì)量。 3）設(shè)法提高系統(tǒng)中最低可靠度零件的可靠度。 4）盡量選用可靠度高的標(biāo)準(zhǔn)件。 5）避免采用容易出現(xiàn)疏忽、維護和操作錯誤的結(jié)構(gòu)。 6）結(jié)構(gòu)布置要能直接檢查和修理，如油畫指示器位置應(yīng)便于觀察油面；要設(shè)置檢查孔等。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 7）合理規(guī)定維修期，維修期過長，可靠度下降，如潤滑油變質(zhì)、配合間隙過大。 8）必要時增加備用系統(tǒng)，如雙列滾動軸承，重要的液體動壓滑動軸承備有兩套系統(tǒng)。 9）設(shè)置監(jiān)測系統(tǒng) ,及時報警故障 ,如進行溫度監(jiān)測、微裂紋監(jiān)測。 10) 增加過載保護裝置和自動停機裝置。 （ 2）根據(jù)可靠性規(guī)律制定相應(yīng)的維修制度 故障率呈正指數(shù)型的機械設(shè)備有明顯的耗損故障期，應(yīng)在它到來之前及時進行維修，這就是維修行業(yè)歷來采用的定期檢修制。 沒有耗損故障期的機械設(shè)備，不僅沒有必要定期檢修，而且每次檢修后出現(xiàn)早期故障反而降低了可靠性，像飛機這樣的可修復(fù)的復(fù)雜系統(tǒng)沒有耗損故障，因此不用定期檢修。 故障率呈常數(shù)型的機械設(shè)備，其可靠性只受隨機因素影響，定期檢修不能預(yù)防隨機故障。通過分析隨機因素，盡量減少隨機因素的發(fā)生概率或采用并聯(lián)系統(tǒng)，就能夠避免故障的產(chǎn)生。 返 回 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 機械零件失效形式及其對策 在設(shè)備使用過程中，機械零件由于設(shè)計、材料、工藝及裝配等各種原因，喪失規(guī)定的功能，無法繼續(xù)工作的現(xiàn)象稱為失效。當(dāng)機械設(shè)備的關(guān)鍵零部件失效時，就意味著設(shè)備處于故障狀態(tài)。機器故障和機械零件的失效密不可分。機械設(shè)備類型很多，其運行工況和環(huán)境條件差異很大。機械零件失效模式也很多，主要有磨損、變形、斷裂、蝕損等四種普通的、有代表性的失效模式。 零件的磨損及其對策 相接觸的物體相互移動時發(fā)生阻力的現(xiàn)象稱為摩擦。相對運動的零件的摩擦表面發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象稱為 磨損 。 摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象；磨損是摩擦的必然結(jié)果，兩者均發(fā)生于材料表面。 摩擦與磨損相伴產(chǎn)生，造成機械零件的失效。當(dāng)機械零件配合面產(chǎn)生的磨損超過一定限度時，會引起配合性質(zhì)的改變，使間隙加大、潤滑條件變壞，產(chǎn)生沖擊，磨損就會變得越來越嚴(yán)重，在這種情況下極易發(fā)生事故。一般機械設(shè)備中約有 80%的零件因磨損而失效報廢。 據(jù)估計，世界上的能源消耗約有 30%~50%是由于摩擦和磨損造成的。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 磨損過程 以摩擦副為主要零件的機械設(shè)備 ,在正常運轉(zhuǎn)時 ,機械或零部件的磨損過程一般可分為磨合（跑合）階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段 ,如圖 18所示。 1） 磨合階段 如圖中的OA線段，又稱跑合階段。 2） 穩(wěn)定磨損階段 經(jīng)過磨合階段，摩擦副表面發(fā)生加工硬化，微觀幾何形狀改變，建立了彈性接觸條件。 0 A B 時間 磨 損 量 劇烈磨損階段 穩(wěn)定磨損階段 磨合階段 圖 機械磨損過程 3） 劇烈磨損階段 經(jīng)過 B點以后，由于摩擦條件發(fā)生較大的變化，如溫度快速升高，金屬組織發(fā)生變化，間隙變得過大，沖擊增大，潤滑油膜易破壞，磨損速度急劇增加，機械效率下降、精度降低等，從而導(dǎo)致零件失效，機械設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 磨損類型及磨損機理 按摩擦表面破壞的機理和特征不同，磨損可分為以下幾種類型：粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損。 粘著磨損 粘著磨損又稱為粘附磨損，是指當(dāng)構(gòu)成摩擦副的兩個摩擦表面相互接觸并發(fā)生相對運動時，由于粘著作用，接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面所引起的磨損。 根據(jù)零件摩擦表面的破壞程度，粘著磨損可分為輕微磨損、涂抹、檫傷、撕脫和咬死等五類。 粘著磨損機理：在載荷和相對運動作用下，兩接觸點間重復(fù)產(chǎn)生 “ 粘著 —剪斷 — 再粘著 ” 的循環(huán)過程，使摩擦表面溫度顯著升高，油膜破壞，嚴(yán)重時表層金屬局部軟化或熔化，接觸點產(chǎn)生進一步粘著。 磨料磨損 磨料磨損也稱為磨粒磨損，它是當(dāng)摩擦副的接觸表面之間存在著硬質(zhì)顆粒，或者當(dāng)摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多時，所產(chǎn)生的一種類似金屬切削過程的磨損。 根據(jù)摩擦表面所受的應(yīng)力和沖擊的不同，磨料磨損的形式可分為鏨削式、高應(yīng)力碾碎式和低應(yīng)力擦傷式三類。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 磨料磨損的機理：屬于磨料顆粒的機械作用，磨料的來源有外界砂塵、切屑侵入，流體帶入、表面磨損產(chǎn)物、材料組織的表面硬點及夾雜物等。 目前，關(guān)于磨料磨損機理有四種假說： （ 1）微量切削 （ 2）壓痕破壞 （ 3）疲勞破壞 （ 4）斷裂 疲勞磨損 疲勞磨損是摩擦表面材料微觀體積受循環(huán)接觸應(yīng)力作用產(chǎn)生重復(fù)變形，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋和分離出微片或顆粒的一種磨損。 疲勞磨損機理：疲勞磨損的過程就是裂紋產(chǎn)生和擴展的破壞過程。 根據(jù)裂紋產(chǎn)生的位置，疲勞磨損的機理有兩種情況： （ 1）滾動接觸疲勞磨損 （ 2）滾滑接觸疲勞磨損 疲勞磨損分類 （ 1）非擴展性疲勞磨損 （ 2）擴展性疲勞磨損 根據(jù)摩擦表層發(fā)生的現(xiàn)象，可以認(rèn)為疲勞磨損過程是由三個發(fā)展階段組成，表面的相互作用；在摩擦力影響下，接觸材料表層性質(zhì)的變化；表面的破壞和磨損微粒的脫離。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 由于其腐蝕本身可能是化學(xué)的或電化學(xué)的性質(zhì)，故腐蝕磨損的速度與介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)和作用溫度有關(guān)，也與相互摩擦的兩個金屬形成的電化學(xué)腐蝕的電位差有關(guān)。介質(zhì)腐蝕性越強，作用溫度越高，腐蝕磨損速度越快。 腐蝕磨損 在摩擦過程中，金屬同時與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，引起金屬表面的腐蝕剝落，這種現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。它是在腐蝕磨損與機械磨損、粘著磨損、磨料磨損等相結(jié)合時才能形成的一種機械化學(xué)磨損。 因此，腐蝕磨損的機理與前述三種磨損的機理不同。腐蝕磨損是一種極為復(fù)雜的磨損過程，經(jīng)常發(fā)生在高溫或潮濕的環(huán)境下，更容易發(fā)生在有酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)的條件下。 按腐蝕介質(zhì)的不同類型，腐蝕磨損可分為氧化磨損和特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損兩大類 （ 1）氧化磨損 （ 2）特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損 微動磨損 兩個接觸表面由于受相對低振幅振蕩運動而產(chǎn)生的磨損稱為微動磨損。它產(chǎn)生于相對靜止的接合零件上，因而往往易被忽視 。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 微動磨損的最大特點是：在外界變動載荷作用下，產(chǎn)生振幅很小（小于100μ m，一般為 2～ 20μ m）的相對運動，由此發(fā)生摩擦磨損。例如在鍵聯(lián)接處、過盈配合處、螺栓聯(lián)接處、鉚釘聯(lián)接接頭處等結(jié)合上產(chǎn)生的磨損。 微動磨損使配合精度下降，過盈配合部件結(jié)合緊度下降甚至松動，聯(lián)接件松動乃至分離，嚴(yán)重者引起事故。微動磨損還易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致聯(lián)接件疲勞斷裂。 微動磨損是一種兼有磨料磨損、粘著磨損和氧化磨損的復(fù)合磨損形式。 三、防止或減少磨損的對策 根據(jù)磨損的理論研究，結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，防止或減少磨損的方法與途徑有以下幾方面。 潤滑 正確選擇材料 進行表面處理 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計 改善工作條 提高修復(fù)質(zhì)量 正確使用和維護。 對于幾種基本的磨損類型，防止或減少磨損的方法與途徑見表 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 表 防止或減少磨損的方法與途徑 磨損類型 防止或減少磨損的方法與途徑 粘著磨損 ，如適當(dāng)選用脆性材料、互溶性小的材料、多相金屬等； ，保證摩擦面間形成流體潤滑狀態(tài)； ； 磨粒磨損 ； ； ，采用相應(yīng)的表面處理工藝； ； 疲勞磨損 ； ，消除殘余內(nèi)應(yīng)力； ； 腐蝕磨損 氧化磨損 ，應(yīng)控制其滑動速度，反之則應(yīng)控制接觸載荷； ，保證氧化膜不受破壞； ，并適量加入中性極壓添加劑； 特殊介質(zhì)腐蝕磨損 ，形成化學(xué)結(jié)合力較高、結(jié)構(gòu)致密的鈍化膜； ； ； 微動磨損 ，加工和裝配工藝； ； ； ； 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 零件的變形及其對策 機械零件或構(gòu)件在外力的作用下，產(chǎn)生形狀或尺寸變化的現(xiàn)象稱為變形。過量的變形是機械失效的重要類型，也是判斷韌性斷裂的明顯征兆。 機械零件或構(gòu)件的變形可分為彈性變形和塑性變形兩大類。 1）彈性變形 2）塑性變形 3）防止和減少機械零件變形的對策 變形是不可避免的，我們可從下列四個方面采取相應(yīng)的對策防止和減少機械零件變形。 （ 1）設(shè)計方面 1）正確選用材料，注意工藝性能。 2）合理布置零件，改善零件的受力狀況。 3）在設(shè)計中，注意應(yīng)用新技術(shù)、新工藝和新材料，減少制造時的內(nèi)應(yīng)力和變形。 （ 2）制造方面 在制定毛坯制造工藝時，要重視變形的問題，采取各種工藝措施，以減少毛坯的殘余應(yīng)力。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 在制定零件機械加工工藝規(guī)程中，均要在工序、工步的安排上，工藝裝備和操作上采取減少變形的工藝措施。 在加工和修理過程中要減少基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，保留加工基準(zhǔn)給維修時使用，減少維修加工中因基準(zhǔn)不統(tǒng)一而造成的誤差。使最終變形量符合要求，達(dá)到減少變形的目的。 （ 3）修理方面 在修理中，既要滿足恢復(fù)零件的尺寸、配合精度、表面質(zhì)量等技術(shù)要求，還要檢查和修復(fù)主要零件的形狀、位置誤差。 （ 4）使用方面 加強設(shè)備管理，制定并嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，加強機械設(shè)備的檢查和維護，不超負(fù)荷運行，避免局部超載或過熱等。 零件的斷裂及其對策 斷裂是零件在機械、熱、磁、腐蝕等單獨作用或者聯(lián)合作用下，其本身連續(xù)性遭到破壞，發(fā)生局部開裂或分裂成幾部分的現(xiàn)象。 盡管與磨損、變形相比，機械零件因斷裂而失效的機會很少，但機械零件的斷裂往往會造成嚴(yán)重的機械事故，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，是一種最危險的失效形式。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 二、減少或消除機械零件斷裂的對策 1．設(shè)計 在金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計上要合理 ,盡可能減少或避免應(yīng)力集中 ,合理選擇材料。 2．工藝 采用合理的工藝的結(jié)構(gòu) ,注意消除殘余應(yīng)力 ,嚴(yán)格控制熱處理工藝。 3．使用 按設(shè)備說明書操作、使用機電設(shè)備 ,嚴(yán)格杜絕超載使用機電設(shè)備。 機械故障診斷技術(shù)概論 設(shè)備出現(xiàn)故障后，使某些特性改變，產(chǎn)生能量、力、熱及摩擦等各種物理和化學(xué)參數(shù)的變化，發(fā)出各種不同的信息。捕捉這些變化的征兆，檢測變化的信號及規(guī)律，從而判定故障發(fā)生的部位、性質(zhì)、大小，分析原因和異常情況，預(yù)報未來，判別損壞情況，作出決策，消除故障隱患，防止事故的發(fā)生，這就是故障診斷。 故障診斷技術(shù)是維修制度改革 —— 將 計劃預(yù)防維修 變?yōu)?視情維修的技術(shù)基礎(chǔ)，具有巨大的經(jīng)濟價值。目前，故障診斷技術(shù)的重要性已提到維修技術(shù)的里程碑的高度來認(rèn)識，并大力開展故障診斷技術(shù)的開發(fā)工作。 機電設(shè)備故障診斷與維修 《 機電設(shè)備故障診斷與維修 》 一、機械故障診斷技術(shù)的內(nèi)容和目的 對設(shè)備的診斷有不同的技術(shù)手段，較為常用的有振動監(jiān)測與診斷、噪音監(jiān)測、溫度監(jiān)測與診斷、油液診斷、無損探傷技術(shù)等。設(shè)備診斷技術(shù)盡管很多，但基本上離不開信息的采集，信息的分析處理，狀況的識別、診斷、預(yù)測和決策三個環(huán)節(jié)。 機械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及診斷技術(shù)的主要工作內(nèi)容是： （ 1）保證機械運轉(zhuǎn)狀態(tài)在設(shè)計的范圍內(nèi)。 （ 2）隨時報告運行狀態(tài)