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1、1.维修效益好像如图所示的一座冰山，浮在水面上的维修费用容易被人们看见；但由于维修管理不善所造成的各种损失（淹没在水里部分）往往易被人们忽视。2. 所谓机器故障诊断就是定量地掌握设备状态，如设备的性能参数、零件的应力状态、设备性能的劣化和零部件损伤的程度等等；预测设备的可靠性；如果存在异常，则对其原因、部位、危险程度等进行识别和评价，决定修理方法。3. 故障：是指整机或零部件在规定的时间和使用条件下不能完成规定的功能，或各项技术经济指标偏离了它的正常状况，但在某种情况下尚能维持一段时间工作，若不能得到妥善处理将导致事故。规定的对象 不同的对象的相同的时间里出现得故障是不同的，产生的后果也是不同
2、的；规定的时间 发生故障的可能性随时间的延长而增加规定的条件 例如：维护条件、人员操作水平、环境等，不同的环境也会导致不同的故障；规定的功能 一定的故障程度 功能丧失的严重性广义上讲，故障是不合格的状态4. 故障理论（1）故障统计分析 它是应用可靠性理论，运用统计技术和方法，从宏观现象上，定性地和定量地描述分析机电设备运动过程的模型、特点和规律性。显然，故障统计分析可以对机械设备的结局作出规律性的大致描述，提供信息，反映主要故障问题，但不能揭示事物的根本性质。故障统计分析包括故障的分类、故障分布和特征量、故障的逻辑决断等。（2）故障物理分析它是以机械设备在各种不同使用条件下发生的各种故障为研究
3、对象，用先进的测试技术和理化方法，从微观和亚微观的角度分析研究故障从发生、发展到形成的过程，故障的机理、形态、规律及其影响因素。4.1技术准备主要是为维修提供技术依据，其内容包括准备现有的活需要编制的机械设备图册，确定维修工作类别年度维修计划；整理机械设备在使用过程中的故障及其处理记录；调查维修前机械设备的技术状况；明确维修内容和方案；提出维修后要保证的各项技术性能要求；提供必备的有关技术文件等。4.2机械设备修理的类别大修项修小修定精度调整4.3机械设备修理的一般过程解体前检查拆卸部件部件解体检查部件修理装配总装配空运转试车负荷试车精度检验竣工验收5. 在机械修理工作中，拆装、清洗工作约占整
4、个工作量的30%40%，因此，掌握拆卸的操作技术、一般注意事项、清洗常用的方法时高效、高质量的完成工作的有力保障。6. 机械零件的拆卸（1） 拆卸前的准备工作1）场地选择与清理2）备齐拆卸设备、工具及保护措施3）拆前放油4）了解及其结构（2） 拆卸的一般原则1）根据结构特点，制定合理的拆卸顺序。整体到总成总成到部件部件到零件，或者附件到内部，由外到内。2）拆卸合理，能不拆的就不拆，应该拆的必须拆。3）正确使用拆卸工具和设备（3） 拆卸时的注意事项1）断电、排油2）做好记号3）分类存放零件4）保护拆卸零件的加工表面7. 滚动轴承通常都要使用拆卸器。一般用一个环形件顶在轴承内圈上，拆卸器的卡爪作用
5、于环形件，就可以将拉力传给轴承内圈。在拆卸轴承中，有时还会遇到轴承与相邻零件的空间较小的情况，这时要选用薄些的卡爪，将卡爪直接作用在轴圈上。8. 断头螺纹的拆卸1)螺钉断头有一部分露在外面可以在断头上用钢锯锯出沟槽或加焊一个螺母，然后用工具将其旋出。断头螺钉较粗时，可以用錾子沿圆周剔出。2)螺钉断在螺孔里面可以在螺钉中心钻孔，打入多角淬火钢杆将螺钉旋出。也可以在钉中心钻孔，攻反向螺纹，拧入反向螺钉将断头螺钉旋出。9. 齿轮传动与带传动相比的优缺点分析 优点： 传递动力大、效率高 寿命长，工作平稳，可靠性高； 能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。 缺点： 制造、安装精度要求高，因而成
6、本也较高； 不宜做远距离传动10.齿轮失效形式 常见的齿轮失效主要是齿轮的折断和齿面的损坏。齿面的损坏又有齿面的疲劳点蚀、磨力磨损、胶合和塑性变形等。齿轮折断一般发生在齿根部，齿根处的弯曲应力最大且有应力集中。折断有两种方式：一种是在短时过载或受到冲击载荷时发生突然折断；另一种是多次重复歪曲引起的疲劳折断。齿面的点蚀多发生在润滑良好的闭式齿轮传动中，由于接触应力的反复作用，在齿面表层产生疲劳裂纹，导致甲壳状小片脱落，使齿面产生麻点，接触不良，引起震动和噪声，降低传动能力。齿面磨力磨损主要是由于灰尘、杂质屑粒进入摩擦面引起的，主要发生在开式齿轮传动和润滑不良的闭式齿轮传动中。齿面的胶合分为冷胶合
7、和热胶合。冷胶合发生在低速重载齿轮传动中，由于齿面间润滑油层不易形成，相啮合的齿面的金属直接接触，在高压下发生胶合。热胶合发生在高速重载的齿轮传动中，常由于温度升高引起润滑失效而导致胶合。齿面的塑性变形，常发生在低速启动、过载频繁的齿轮传动中。主要发生在硬度较低的软齿面齿轮，当承受重载时，由于齿面压力过大，在摩擦力的作用下使齿面金属产生塑性流动而失去正确的齿形。10.1 防止齿轮传动失效的措施提高齿面硬度和表面粗糙度要求；选用粘度较高的润滑油或采用适当的添加剂； 供应足够的润滑油并保持高度清洁； 避免频繁启动和严重的过载冲击； 提高装配质量，加强日常维护管理。10.2 镶齿法当齿轮出现单个断齿
8、后，可采用此法修复，如图2-5所示，镶齿工艺如下： 在断齿的根部铣出合适的燕尾槽； 铸造或堆焊一个与原齿轮相同的齿形，并带有镶块； 将铸造或堆焊齿轮镶嵌在燕尾槽中;. 镶嵌齿轮的焊接; . 修整齿槽宽度及其他技术参数；. 对齿轮机械加工；11.修理零件的方法有修理尺寸修理法和标准尺寸修理法。12.大型铸件的金属扣合法强固扣合法的工作原理和修复工艺（自行补充完整内容）。13.1 滚动轴承常用锤击法、压卸法、拉拔法、温差法拆卸。应用时操作要求：锤击法、压卸法、拉拔法拆卸时拆卸力应均匀作用于配合较劲的座圈上，即应作用在承受或载荷的座圈上；当轴承座圈承受摆动荷载时，作用力应同时作用在内外圈上，以防损坏
9、轴承；当遇到与轴颈锈死或配合较紧的情况时，可预先用煤油浸渍配合处，然后加热，再用锤击法或压卸法拆卸。13.2 滚动轴承装配间隙的调整（1）滚动轴承的间隙 滚动轴承的间隙分为径向间隙和轴向间隙。径向间隙是指轴承一个套圈固定不变，另一个套圈在垂直与轴承轴线方向的移动量；轴向间隙是指在轴线方向上移动量。轴承的轴向间隙和轴向间隙之间有着密切的关系，一般径向间隙越大，则轴向间隙越大。装配时轴承应具有必要的间隙，以弥补制造和装配偏差及受热膨胀量，同时保证润滑，保证轴承的均匀和灵活运动。根据滚动轴承在装配前、后和运转时所处的状态不同，轴承的径向间隙有分为原始间隙、配合间隙和工作间隙。原始间隙是指轴承在未装配
10、前的间隙，制造厂家按国家标准保证。配合间隙是指在轴承装配到轴上和轴承孔内后，所具有的间隙。由于受配合过盈量的影响，装配后内圈涨大、外圈压缩，故过盈量愈大，受其影响愈大。因此配合间隙永远小于。工作间隙是指轴承在工作状态下的间隙，它受内外圈配合和温差的影响使配合间隙减小，又因工作负荷的作用，使滚子动体与套圈产生弹性变形而增大，一般情况下，工作间隙大于配合间隙。（2）不可调滚子轴承的间隙，此类轴承装配后间隙不进行调整，圆锥孔的轴承安装时可利用在锥度轴颈上的移动量，改变其圈内的配合松紧程度，达到微量调整径向间隙。轴承的轴向间隙很小，在温度升高时可使滚动体有一定的游动量，一般为0.200.5mm。13.
11、3 滚动轴承装配的预紧轴承的预紧常用定位预紧、定压预紧和径向预紧。 定位预紧：装配时将一对轴承的外圈或内圈磨去一定厚度或在其间加装垫片，以使轴承在一定的轴向负荷作用下产生变形，达到预紧。 定位预紧：装配时利用在套圈上的弹簧力，使轴承受一定的轴向负荷产生预变形，达到预紧。径向预紧：装配时间利用轴承和轴颈的过盈配合，使轴承内圈膨胀（如锥孔轴承），消除径向间隙，减小预变形，达到预紧。14. 轴的失效方式有弯曲变形，扭转变形，疲劳破坏，裂纹，磨损，断裂等。因此在轴的修配过程中，赢合理的选择材料、设计，正确的加工、修理和装配啊，这都将直接影响轴的工作性能和使用性能。15.旋转机械转子不平衡现象转子不平衡
12、产生原因在旋转机械中，若转子的质心与旋转轴不重合，就存在不平衡。转子不平衡包括转了系统的质量偏心及转子部件出现缺损。转子质量偏心是由于转子的制造误差、装配误差、材质不均匀等原因造成的，称此为初始不平衡。转了部件的缺损是指转子在运行中由于腐蚀、磨损、介质结垢以及转子受疲劳力的作用使转子的零部件(如叶轮、叶片等)局部损坏、脱落、碎块飞出，从而造成新的转了不平衡。转子质量偏心和转子部件缺损是两种不同的故障但其不平衡振动机理却有共同之处。转子不平衡的振动特征转子不平衡故障的主要振动特征为：频谱图中，谐波能量集中于基频；振动的时域波形为正弦波；当工作转速一定时，相位稳定；转子的轴心轨迹为椭圆；转子的进动
13、特征为同步正进动；转子振动的强烈程度对工作转速的变化很敏感，振动幅值与转速的平方成正比，而与负荷大小无关；当转速大于第一临界转速后，转速上升，振幅趋向于一个较小的稳定值。当转速接近第一临界转速时，发生共振，振幅具有最大峰值；不平衡故障主要有静不平衡和动不平衡两种。对于静不平衡，其振动方向主要反映在径向，与轴向振动无关，转子两端轴承同一方向的径向振动为同相。16. 试灯 试灯又称“校火灯”。利用试灯可检查线路的电压是否正常，线路有否断路或接触不良等故障。使用试灯时要注意使灯泡的电压与被测部位的电压相符，电压相差过高会烧坏灯泡，相差过低时灯泡不亮。一般查找故障时，使用较小容量的灯泡较好；而查找接触
14、不良的故障时，宜采用较大容量的灯泡（150W-200W），这样可根据灯泡的亮、暗程度来分析故障情况。17.电气控制原理图18. 齿轮泵泵体严重发热（泵温应该低于65），原因分析如下：a) 油液黏度过高。修理措施：更换合适的液压油。b) 油箱小、散热不好。修理措施：加大油箱容积或增设冷却器。c) 泵的径向间隙或轴向间隙过小。修理措施：调整间隙或调整齿轮。d) 卸荷方向不当或泵带压溢流时间过长。修理措施：改进卸荷方向或减少泵带压溢流时间。油在管中流速过高，压力损失过大。修理措施;加粗油管，调整系统布局。19. 齿轮泵输油量不足或泵旋转不通畅（咬死），原因分析如下：a) 端面间隙与径向间隙过大（或过
15、小）。修理措施：配磨齿轮、泵体和盖板端面，保证端面间隙；将泵体相对于两盖板向压油腔适当平移，保证吸油腔处径向间隙，再紧固螺丝，b) 连接外有泄露，造成气混入。修理措施；紧固连接外出的螺钉，杜绝泄露。c) 油液黏度太高或油液过高。修理措施：选用合适黏度的油液，并注意气温变化对油温的影响。d) 电动机旋转方向不对，造成泵不吸油，并在泵吸油口有 大量气泡。修理措施；改变电动机的旋转方向。e) 泵体内吸入油液中的杂质，堵塞过滤器或管道。修理措施：严防周围灰尘、铁屑及冷却水等污物进入油箱，清除污物，保持油液清洁。装备不良。修理措施：根据产品故障检修说明书的要求重新装配。20. 平面磨床（M7120E）液
16、压缸故障诊断与维修。液压缸运动不规则大多表现为液压缸不能动作、动作不灵敏和爬行等。故障现象一 液压缸不能动作液压缸不能动作往往发生在刚安装的液压缸上。首先检查液压缸外部原因，如机构是否阻力太大，是否卡死、楔紧、顶住其他部件等情况；液压系统工作压力是否不足等。排除了外部因素后，再进一步检查液压缸内在的原因。故障分析与修理如下。液压缸的密封摩擦力过大。修理措施：活塞杆与导向套的配合采用H8/f8的配合；调整密封摩擦力到适中程度。导套、活塞产生偏载，活塞杆弯曲，造成偏心环状间隙，缸盖密封损坏、漏油，活塞卡死在缸筒内。修理措施：修复或更坏损坏件，改善受力情况。故障现象二 动作不灵敏。信号发出以后液压缸
17、不能立即动作，有段时间停顿后在动作，或时而能动，时而又久久不动，很不规则。爬行现象即液压缸运动时出现跳跃式时停时走的运动状态。动作不灵敏或有爬行都会使磨出的工件有波纹、光洁度降低等缺陷，工件不能达到精度要求。故障分析与修理如下。液压缸的装配质量差或润滑不好，摩擦力加大。修理措施：检查和调整液压缸轴线对导轨面的平行度以及与负载作用线的同轴度。提高装配质量和润滑条件，减小摩擦力。运动机构刚度太小，形成弹性系统。措施：适当提高有关组件的刚度，减小弹性变形。液压缸内有残留空气。修理措施：使运动部件空载全行程快速往复运动20-30min，充分排除空气。活塞杆的密封圈压得太紧，密封摩擦力过大。修理措施：调
18、整密封摩擦力到适中。液压缸滑动部位有严重磨损、拉伤。修理措施：清除油液中的杂质，修整变形部位，变形严重时需要更换零部件。活塞杆全长或局部弯曲。修理措施：校正活塞杆或更换活塞。缸筒内孔与导向套额同轴度不好，出现别劲现象，产生爬行。修理措施：拆开重新校正。21.液压缸故障表故障原因排除方法爬行空气混入打开排气阀，使运动部件空载全行程快速往复运动20-30mm活塞杆的密封圈压的太紧调整密封圈，保证活塞杆能用手推拉动而在试车时无泄漏即可活塞杆与活塞同轴度过低校正活塞活塞杆组件、保证其同轴度误差活塞弯曲变形校正（或更换）活塞杆安装精度破坏检查和调整液压缸轴线对导轨面的平行度及负载作用线的同轴度缸体内控圆
19、柱度超差镗磨缸体内控，然后配置活塞活塞杆两端螺母太紧，导致活塞与缸体内孔同轴度降低活塞杆两端的螺母不宜太紧，一般应保证在液压缸未工作时活塞杆处于自然状态采用间隙密封的活塞，其压力平衡槽局部磨损，不能保证活塞与缸体孔的同轴度更换活塞导轨润滑不良适量增加导轨润滑油量（或采用具有防爬行性能的I-HG液压油）推力不足或速度逐渐下降甚至停止缸体内孔和活塞的配合间隙太小，或活塞上装O型密封圈的槽与活塞不同轴单配活塞，保证间隙，或修整活塞密封槽，使之与活塞外圆同轴缸体内孔和活塞配合间隙太大或O型密封圈磨损严重单配活塞，保证间隙，或更换O型密封圈工作时经常用某一段，造成缸体内控圆柱度误差增大镗磨缸体内孔，单配
20、活塞活塞杆全长或局部弯曲较直（或更换)活塞杆活塞杆的密封圈压得太紧调整密封圈压紧力，以不泄露为限（允许微量渗油）油温太高，油液粘度降低太大分析油温太高的原因，消除温升太高的根源导轨润滑不良调整润滑油量22. 在数控机床的进给传动链中，将旋转运动转换为直线运动的方法很多，但滚珠丝杠螺母副传动用得最广泛，这是由滚珠丝杠螺母副本身的诸多优点所决定的。但是在使用该传动方式时仍会遇到一些问题，处理不当便会产生故障，影响数控机床的工作精度，甚至使机床停止工作。使用滚珠丝杠螺母副时常出现的故障及相应的诊断排除方法如下：（1）调整轴向间隙时预紧力控制不当引起的故障滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，是指负载时滚珠与滚道
21、接触的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和。滚珠丝杠螺母副的轴向间隙直接影响其传动刚度和传动精度，尤其是反向传动精度。因此，滚珠丝杠螺母副除了对本身单一方向的进给运动精度有要求外，对其轴向间隙也有严格的要求。滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整和预紧，通常采用双螺母预紧方式，其结构形式通常有三种：即垫片调隙式，螺母调隙式及齿差调隙式。（2）因滚珠丝杠不自锁造成的故障滚珠丝杠螺母副有着很高的传动效率，但不能自锁。因此，在使用时，当滚珠丝杠螺母副用于垂直传动或水平放置的高速大惯量传动时，一定要考虑安装制动装置。否则，会使移动部件因自重或惯性运动造成异常故障，严重的会损坏机床零部件。常用的制动方法
22、有采用超越离合器、电磁摩擦离合器或使用具有制动装置的伺服驱动电动机。(3)滚珠丝杠螺母副在传动过程中的噪声滚珠丝杠螺母副是高精度的传动元件，在工作中产生噪声的原因主要是因为在装配、调整过程中存在着某些缺陷。如紧固件出现松动，轴承压盖不到位，支承轴承或丝杠螺母出现破损以及润滑不良等现象。排除这些故障的办法是根据相应的故障类型逐项检查各元件、各部位，然后采取更换元件，重新调整，改善润滑条件等措施加以解决。(4)滚珠丝杠螺母副运动不灵活滚珠丝杠轴线与导轨不平行或螺母轴线与导轨不平行。这是因为丝杠或螺母轴线距定位基面的理论尺寸与实际加工尺寸有较大误差或者是由于在装配时未能调整好丝杠支座或螺母座的位置造
23、成的。不管是何种原因，排除此故障的方法是重新调整丝杠支座或螺母座的位置(通常采用加调整垫板的方法)，使之与导轨平行。 如果预紧时轴向预加载荷加的过大或丝杠本身因各种原因已产生了弯曲变形，解决这类故障的方法很简单，只需重新调整预加载荷使之既能完全消除间隙，又不会使预紧力太大。如丝杠已变形，必须重新校直丝杠，再按预定步骤调整后使用。23. 据资料统计，在带有刀库和自动换刀装置的数控机床或加工中心中，刀库与自动换刀装置中的换刀机械手是可靠性最为薄弱的环节。其中刀库所表现出来的主要故障模式通常为：刀库不到位、刀库不动作、刀库不回零、定位销松动、刀套松刀或掉刀等。而换刀机械手所表现出来的主要故障模式通常
24、为：掉刀、卡刀、机械手动作不到位或根本无动作，机械手夹持刀柄不稳定甚至产生抖动，机械手臂弯曲或下沉等。（1）故障原因1)刀库、机械手的机械结构复杂，是机、电、液、气相结合的部件。机构越复杂，发生故障的隐患可能越多。经分析可知，直接由机械零件失效造成的故障并不多，机械部件的故障大部分是由于非机械因素造成的，大多数与电气控制与反馈、动力、液压、气动等有关。2)刀库和机械手的定位精度要求较高，刀具不到位、不回零的现象占很大比例。3)换刀机构的工作过程是步进式的，即每一动作完成后，均需有反馈信号给数控系统确认，确认后才能开始下一个动作。要避免对换刀机构中的开关的撞击，选用可靠性高的开关。在装配、调试时
25、避免开关过压或压不上。4)立式加工中心机械手掉刀故障比较突出，这不仅与刀具超重有关，主要与提供卡紧力的活动销、锁紧销、弹簧等有关。（2）维护及故障排除具体的维护及故障排除方法可参考下面几个方面进行：1)对刀库及自动换刀装置中大量采用的传感、液压、气动等元件的可靠性给以足够的重视。在日常维护中，一旦发现这些元件有故障苗头就要马上加以处理甚至更换，避免或减少加工过程中可能出现的事故隐患。2)在为刀库配刀时，要制订严格的操作规程，严禁把超重、超长及其他不合格刀具装入刀库，以防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞；配刀时要有检验程序，要确保刀具安装到位且安装牢靠，同时检查刀座上的锁紧是否可靠
26、；在采用顺序选刀方式时，一定要严格检查刀具是否按顺序放置，即使采用其他选刀方式，也要确认程序上规定的刀具号与所配刀具是否一致，以免出现错换刀具导致严重事故发生。3)工作之前应先使刀库和自动换刀装置进行空运行，以检查各部分工作是否正常。4)工作前还应仔细检查机械手上的锁紧销、活动锁以及各种弹簧是否可靠，如发现有故障或损坏，应及时修理或更换。同时还应检查各动力源与其所带动的零部件连接是否牢靠，如有松动，应及时加以紧固。24.一台Fanuc-OM立式加工中心，发现对其进行回零操作时，Y轴可以进行回零动作，但找不到零点，直到碰到限位开关才停下来，系统显示回零错误报警指示。（1）试述数控机床回参考点的控
27、制原理。（2）试分析上述机床出现故障的原因。该机床能进行回零操作，说明控制系统和伺服系统基本无问题；与回零操作相关的元器件，检查元器件安装位置是否正确，有无松动；检查I/O口状态指示，是否有零点信号传入；零点脉冲编码器损坏，无法发出零点脉冲信号。25.一台西门子SINUMERIK 840C 数控系统控制的数控车削单元，发生Z轴方向加工尺寸不稳定，尺寸超差而且无规律，但系统又无任何报警指示，导致加工工件报废。经查该机床采用方式2回零且回零动作正常，检查机械传动系统的传动间隙和控制系统的控制脉冲及伺服系统的稳定性发现均正常。试分析该机床出现故障的原因。对该机床回零机械结构进行检查，一般是对零点开关轴部压块紧固螺钉出现松动。紧固螺钉松动，导致压块位置产生无规律移动，从而导致回零点产生无规律漂移，致使Z轴位移尺寸超差，工件报废。