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1、第一章 工程机械使用过程中技术状况的变化通过本章的学习，要掌握工程机械的使用性能与机械运用的基本原理，工程机械的使用特点 工程机械技术状况变化的规律及影响因素。第一节第一节 工程机械的使用性能工程机械的使用性能一般机械均应具备的技术性能，如工作的可靠性和耐久性，操纵的轻便性和舒适性，工作的安全性，维修保养的方便性直接与机械施工作业的能力，生产效率和经济效果有关的使用性能主要有：牵引性能，作业性能，通过性，稳定性，燃料经济性，以及速度性能和转向性能。一牵引性能和燃料经济性 机械依靠其行走机构与地面的相互作用所发挥的牵引力来完成作业过程(例如铲掘土方)的能力，称为机械的牵引性能牵引性能反映了工牵引
2、性能反映了工程机械在牵引工况下程机械在牵引工况下的工作能力，的工作能力，是工程机械最基本的使用性能牵引性能和燃料经济性 l 机械的燃料经济性表示机械在完成作业过程中单位工作量消耗燃料的多寡。l 牵引性能和燃料经济牵引性能和燃料经济性通常用机器的牵引特性性通常用机器的牵引特性和牵引特性上的一系列特和牵引特性上的一系列特征性数值征性数值(例如例如最大牵引最大牵引功率，额定牵引力，最大功率，额定牵引力，最大牵引效率，最低比油耗牵引效率，最低比油耗等等)作为评价的指标。作为评价的指标。二、作业性能l工程机械的作业性能是它在单位时间内完成作业量的能力作业性能的主要指标是机器的生产率，亦即在单位时间内所完
3、成的作业量，例如每小时完成的土方量(立方小时)。三通过性 通过性表示了机械在越野条件下，例如在松软潮湿的土地上，泥泞的雨天，积雪、沼泽地带，以及在坡道和多障碍物的地段上的通过能力(运动和工作的能力)工程机械的通过性通常可以用以下一些指标来评价：1最小离地间隙最小离地间隙是机器下部轮廓的最低点离支承面的距离，它反映了工程机械在多障碍物地段行驶和作业的能力通过性n2最大爬坡角最大爬坡角n它反映了工程机械的爬坡性能，亦即在坡道上行驶和它反映了工程机械的爬坡性能，亦即在坡道上行驶和作业的能力。作业的能力。n工程机械的最大爬坡角取决于以下几方面的因素：工程机械的最大爬坡角取决于以下几方面的因素：n1)由
4、机械稳定性决定的爬坡角，即机械在坡道行驶和由机械稳定性决定的爬坡角，即机械在坡道行驶和作业不军发生倾翻和侧滑；作业不军发生倾翻和侧滑；n2)由机械最大牵引力决定的爬坡角，即履带与地面能由机械最大牵引力决定的爬坡角，即履带与地面能发挥出足够的牵引力来克服坡道阻力；发挥出足够的牵引力来克服坡道阻力；n3)在设计考虑不周的情况下，有时当机械在斜坡上作在设计考虑不周的情况下，有时当机械在斜坡上作业时，发动机的机油泵会由于曲轴箱的倾侧吸不到机业时，发动机的机油泵会由于曲轴箱的倾侧吸不到机油，从而破坏了润滑系的正常工作，此时机械的最大油，从而破坏了润滑系的正常工作，此时机械的最大爬坡角将取决于机油泵正常工
5、作所允许的机器倾角。爬坡角将取决于机油泵正常工作所允许的机器倾角。通过性通过性3.行走机械的平均接地压力行走机械的平均接地压力 平均接地压力是机械重量与接地面积之比，它表示了工程机械在软弱土壤上的通过能力。四、稳定性l 工程机械的稳定性表示了机械在行驶和作业时不发生倾翻和侧滑的能力，反映了工程机械的爬坡性能和行驶、工作的安全性。l 工程机械的稳定性可分为静稳定性静稳定性和动动稳定性稳定性两种情况。l 静稳定性的评价指标是机械的纵向和横向静止坡角以及在静工作阻力作用下支承面压力中心的偏移量。l 动稳定性则还需考虑在行驶和作业过程中作用在机械上的各种动载荷。机械动稳定性是否良好，应根据各个具体场合
6、下所导出的稳定性判别式来加以衡量。五速度性能l 速度性能表示机器高速行驶的能力，它是铲土运输机械在运输工况下的主要性能速度性能通常以机器的最高行驶速度和在一定的路面条件下的平均行驶速度作为评价的指标。l 速度性能还和通过性、转向性能起反映了机械以自身的行走装置迅速地从一个工作地点转移至另一工作地点的能力，称为铲土运输机械的能动性。六转向性能l 转向性能表示了机器改变行驶方向的能力，它反映了工程机械在地位受到限制的情况下，例如在很深的挖方和很高的填方上转弯和调头的能力转向性能是决定机械机动性的主要因素，通常以最小转弯半径(机械纵向对称平面到回转中心的距离)作为评价的指标。第二节 工程机械的使用特
7、点 作业自然条件：工程施工受自然因素的影响较大，地形起伏不定，江河或湖泊纵横交错，经过沙漠、草原或原始森林等特殊的环境和地区。作业自然环境：同时受自然气候和季节的影响，高山严寒，低湿炎热，甚至在施工过程中会遭到山洪、雪崩或塌陷等危险。工程机械的作业对象：大多为泥土、砂石或其它的工程建筑材料，所以其工作装置和行走部分的磨损是相当严重的。机械在沼泽地和盐碱地区施工时其机件还要遭受严重的腐蚀。一工作环境差一工作环境差工作环境差 有些施工依靠机械本身来创造施工条件；工程现场空气中含有大量的尘埃和砂石，加速机械另件磨损的磨料(对发动机和液压系统更加有害)。隧道和傍山沿溪线路艰巨的工点，现场狭窄、地形复杂
8、，机械无法正常作业，在每个作业循环中的空驶增加，作业时机械转向和迥转频繁，同样会加速机械的磨损和损坏。施工现场条件 错综复杂的因素给机械的正常使用和运行带来了许多困难，使机械在生产过程中不能充分发挥其原有的技术蛾能，降低生产率，加速磨损与损坏。二施工条件复杂1机械流动性大，过于分散，很难掌握机械在运行时技术状况的变化及其规律性，无法采取及时合理的技术措施以保证机械经常处于完好的技术状况。2机械的预防性保养和计划性修理工作困难，易使机械在运行中故障率增高、磨损加剧 施工条件复杂3由于施工条件较差，机械在生产运行时容易发生事故性的损伤和损坏。4机械和设备在施工时流动性较大，转移时须进行拆卸、运送和
9、安装，在这些过程中造成机械损伤。5施工现场空气含粉尘量大，机械分散点多，燃润料、工作油液和其它运行材料的供应，运输，管理和贮存比较困难。三工程机械在施工运行中经常处于大负荷或接近大负荷工况下工作 1 1工程机械在施工运行中，工作装置必须克服强大工程机械在施工运行中，工作装置必须克服强大的工作阻力，而土石方机械的这一阻力又因切削厚度的工作阻力，而土石方机械的这一阻力又因切削厚度的变化，土壤性质的变化和工作现场地质结构的复杂的变化，土壤性质的变化和工作现场地质结构的复杂性而变化，引起机械在运行过程中负荷的突然变化，性而变化，引起机械在运行过程中负荷的突然变化，对机械本身产生一种冲击载荷和交变载荷，
10、加速了机对机械本身产生一种冲击载荷和交变载荷，加速了机械的传动系统、发动机和工作装置等部分技术状况的械的传动系统、发动机和工作装置等部分技术状况的恶化。恶化。机械经常处于大负荷工况下工作，机械的另部件机械经常处于大负荷工况下工作，机械的另部件和发动机的工作温度高，润滑和冷却条件变差，也同和发动机的工作温度高，润滑和冷却条件变差，也同样引起机械技术状况恶化。样引起机械技术状况恶化。机械过载也是工程机械在运行中经常发生的，虽机械过载也是工程机械在运行中经常发生的，虽然许多机械本身结构上都具有防止过载的装置，但是然许多机械本身结构上都具有防止过载的装置，但是经常的过载都难于免除对机械带来巨大的损害和
11、机械经常的过载都难于免除对机械带来巨大的损害和机械故障。故障。四、行走部分磨损严重 1.工程机械的行走部分，大多都在施工现场的工作面上运行，没有特定的道路和良好的路面。2.工程机械（尤其是铲土运输类的机械）在作业时其行走部分的附着条件是千变万化的，虽然某些机械行走部分采用了特殊结构（如特殊形状的履带或带滑纹的轮胎)，但行走部分的滑转是某些机械在施工作业时经常发生的现象。行走部分磨损严重 3.工作负荷、工作速度引起行走部分的滑转。行走部分的滑转不但降低了机械的牵引力，更重要的是加速了行走部分（如履带、轮胎）的磨损和损伤。第三节、机械磨损与技术状况变化的基第三节、机械磨损与技术状况变化的基本规律本
12、规律n 工程机械在运行过程中，机械内部另件相对运动的表面在载荷的作用下由于摩擦而产生磨损，这种现象称为自然磨损。n 自然磨损是机械在运行中不可避免的，也是机撼技术状况发生变化的主要原因。n 机械另件的腐蚀和金属另件的疲劳损坏(特别是筑路机械的工作装置与动力传动系统的另部件)，都是引起机械技术状况变化的因素 一、机械的磨损与技术状况变化的关系一、机械的磨损与技术状况变化的关系机械的磨损与技术状况变化的关系机械的磨损与技术状况变化的关系n 工程机械随着使用时间的增长，磨损也增加，其技术状况也逐渐恶化变坏，如动力性能降低，燃、润料的消耗增加，各部机件工作的可靠性变差甚至不断发生机械故障，使机械不能投
13、入正常的使用。机械的磨损与技术状况变化的关系机械的磨损与技术状况变化的关系n 机械技术状况的变化主要与机械的磨损有关，机械另件的严重磨损和过早的磨损是机械技本状况恶化和使用寿命受到影响的主要原因。n 要做好机械的技术管理工作，合理正确地使用机械，做好预防保养和计划修理等工作，就必须研究和掌握机械磨损的原因，认识磨损的规律。二机械的磨损规律 正常使用情况下，机械的自然磨损是有其规律性，这一规律的基本特性是机械另件表面的磨损随机械运转时间的增长而增加，其变化和发展过程可分三个阶段，如下图所示。机械的磨合阶段，图中的曲线机械的磨合阶段，图中的曲线OB；机械正常运转阶段，图中的线段机械正常运转阶段，图
14、中的线段BC；事故性的损坏阶段图中事故性的损坏阶段图中C点和点和C点以后的线段点以后的线段机械的磨合阶段曲线机械的磨合阶段曲线OB n经过加工的另件，无论如何精密，其加工表面都留有加工印痕，经过加工的另件，无论如何精密，其加工表面都留有加工印痕，它们的微观精度甚至很粗糙，所以在机械磨合阶段，零件相对运它们的微观精度甚至很粗糙，所以在机械磨合阶段，零件相对运动配合表面的磨损量比较大，磨损速度也很快，另件相互配合间动配合表面的磨损量比较大，磨损速度也很快，另件相互配合间隙也很快增大。隙也很快增大。n新购置的机械或大修竣工的机械在正式使用之前都必须经过磨合新购置的机械或大修竣工的机械在正式使用之前都
15、必须经过磨合期其目的是依据机械在期其目的是依据机械在OB区间的磨损量和磨损速度的变化规区间的磨损量和磨损速度的变化规律，采取相应的技术措施，来减轻第一阶段的磨损。律，采取相应的技术措施，来减轻第一阶段的磨损。n在此期间应减少机械的初期负荷，加强机械各部的润滑、消除过在此期间应减少机械的初期负荷，加强机械各部的润滑、消除过热并及时排除金属磨削和清洗另件的磨擦表面。热并及时排除金属磨削和清洗另件的磨擦表面。机械正常运转阶段机械正常运转阶段(线段线段BC)n 机械的配合件经磨合后，其表面的配合已达到相当的精度，机械的配合件经磨合后，其表面的配合已达到相当的精度，润滑条件也得到改善，磨损量增长缓慢，机
16、械的技术性能得以润滑条件也得到改善，磨损量增长缓慢，机械的技术性能得以很好的发挥。所以磨损的第二阶段也是机械正常运转和施工生很好的发挥。所以磨损的第二阶段也是机械正常运转和施工生产中最有利的时期。在此期间合理的使用机械，有计划的对机产中最有利的时期。在此期间合理的使用机械，有计划的对机械进行强制性和预防性的维护保养就能降低磨损量的增长率，械进行强制性和预防性的维护保养就能降低磨损量的增长率，延长机械的使用寿命，使机械在施工生产过程中能经常保持良延长机械的使用寿命，使机械在施工生产过程中能经常保持良好的技术状况。好的技术状况。事故性的损坏阶段事故性的损坏阶段(C点和点和C点以后点以后)n 机械另
17、件的磨损量己增长到接近或超过机械另件的磨损量己增长到接近或超过“极限磨极限磨损损”点点C，此时另件的磨损速度急剧增大，另件的配，此时另件的磨损速度急剧增大，另件的配合间隙超过合间隙超过“许可磨损许可磨损”的范围，冲击负荷增大，润的范围，冲击负荷增大，润滑条件恶化，机械故障经常发生，并导致另件的损坏。滑条件恶化，机械故障经常发生，并导致另件的损坏。机械虽然仍可继续运转，但因技术状况的恶化，其技机械虽然仍可继续运转，但因技术状况的恶化，其技术性能也明显变差，表现在下列几方面：术性能也明显变差，表现在下列几方面：n 生产率明显下降；生产率明显下降；工作性能和工作质量降低工作性能和工作质量降低到允许限
18、度以下；到允许限度以下；燃润料和动力消耗过大；燃润料和动力消耗过大；操纵操纵性能也明显变坏性能也明显变坏 机械的磨损规律n研究和掌握机械这一阶段磨损规律的变化，其研究和掌握机械这一阶段磨损规律的变化，其目的是机械另件的磨损量在达到目的是机械另件的磨损量在达到“极限磨损极限磨损”点点C之前，就必须对机械各机构、各系统检查、之前，就必须对机械各机构、各系统检查、调整和修理以恢复机械另件原来的配合间隙，调整和修理以恢复机械另件原来的配合间隙，使它们的磨损量仍然保持在第二阶段，以保持使它们的磨损量仍然保持在第二阶段，以保持机械在良好的技术状况下运转机械在良好的技术状况下运转 机械的磨损规律n 除研究机
19、械在正常的使用条件下另件的磨损规律，我们还必须研究和掌握机械在特殊条机械在特殊条件下其另件的磨损规律和变化件下其另件的磨损规律和变化，如工作温度与工作温度与磨损的关系、工作负荷和转速与磨损的关系，磨损的关系、工作负荷和转速与磨损的关系，机械的操作与磨损的关系，燃润料的品质与磨机械的操作与磨损的关系，燃润料的品质与磨损的关系损的关系等。以便我们全面的、科学的、正确地采取各项技术措施(这些措施是计划性和预防性的)，防止机械发生早期磨损 机械的磨损规律n 机械技术运用，特别是机械技术管理的基本理论就是以机械技术运用，特别是机械技术管理的基本理论就是以机械磨损规律为基础的其原因如下：机械磨损规律为基础
20、的其原因如下：n 掌握和运用机械的磨损规律，采取各种相应的技术措掌握和运用机械的磨损规律，采取各种相应的技术措施，实现最大限度的减少机械的磨损。施，实现最大限度的减少机械的磨损。n 磨损规律是制定机械技术管理各项制度的理论依据，磨损规律是制定机械技术管理各项制度的理论依据，例如：机械走合期的规定，规范和内容要求；机械的操作规例如：机械走合期的规定，规范和内容要求；机械的操作规程和使用规定；机械保养与修理的分类、周期、范围和作业程和使用规定；机械保养与修理的分类、周期、范围和作业内容，另件的使用极限和机械保养与修理的技术要求；机械内容，另件的使用极限和机械保养与修理的技术要求；机械另件的分类，供
21、应储备周期和消耗定额等另件的分类，供应储备周期和消耗定额等n 减轻磨损涉及机械技术运用的全过程和各个方面。减轻磨损涉及机械技术运用的全过程和各个方面。第四节第四节 机械的故障规律和理论机械的故障规律和理论l一、机械的故障规律和理论一、机械的故障规律和理论l机械在使用过程中随着运转时间的增长，将会发生各种故障，所以说故障是机械技术状况发生变化的具体表现l机械在施工生产运行过程中引起其技术状况变化的因素很多，其作用和变化过程也是相当复杂的，所以说机械故障和故障规律并不是完全遵循机械磨损规律演变的。机械的故障规律和理论机械的故障规律和理论l 工程机械种类繁多、结构各异，其工作环境工程机械种类繁多、结
22、构各异，其工作环境和使用条件也大不相同，所以这些机械的磨损规和使用条件也大不相同，所以这些机械的磨损规律既有共同性也有个性。律既有共同性也有个性。l 就整台机械而言，其组成机械的各机构，总就整台机械而言，其组成机械的各机构，总成和系统的工作和作用原理也具有各式各样的形成和系统的工作和作用原理也具有各式各样的形式，如发动机气缸和活塞的气体动力学与热力学式，如发动机气缸和活塞的气体动力学与热力学过程，曲柄连杆机构的机械运动过程，蓄电池的过程，曲柄连杆机构的机械运动过程，蓄电池的电化学过程，液压系统的流体力学过程等等。电化学过程，液压系统的流体力学过程等等。l 组成这些机构、总成和系统的另部件也不完
23、组成这些机构、总成和系统的另部件也不完全是金属制品因此，引起机械各系统内各元件全是金属制品因此，引起机械各系统内各元件技术状况变化的原因和过程也是有差别的，也并技术状况变化的原因和过程也是有差别的，也并不完全是由机械的磨损引起的，例如，疲劳、变不完全是由机械的磨损引起的，例如，疲劳、变形，腐蚀，老化和脏污。形，腐蚀，老化和脏污。机械的故障规律和理论机械的故障规律和理论l 机械技术状况变化的过程，是一个逐步机械技术状况变化的过程，是一个逐步积累的过程。积累的过程。l 在此过程中另件的物理、化学性质逐渐在此过程中另件的物理、化学性质逐渐变化，强度变化，强度(耐磨性耐磨性)逐渐降低。使机械的技逐渐降
24、低。使机械的技术状况由正常的状态转为异常状态，在这个术状况由正常的状态转为异常状态，在这个逐渐变化的过程中机械故障也随之形成和发逐渐变化的过程中机械故障也随之形成和发生生l 如果该过程加速演变到一定程度就会成如果该过程加速演变到一定程度就会成为突变而发生机械另件的损坏或事故，这种为突变而发生机械另件的损坏或事故，这种现象是我们力求避免和预防的现象是我们力求避免和预防的机械的故障规律和理论机械的故障规律和理论l 机械故障的轻重程度（故障的性质）就具体表明了机械技术状况变化的程度。l 掌握机械故障的规律和研究引起机械故障的各种原因，并利用先进的科学技术手段来测定和诊断引起机械技术状况变化的各种潜在
25、症状，及时有效的采取各项技术措施，恢复和保持机械良好的技术状况，预防故障的产生，是现代机械技术运用的重要研究课题 机械的故障规律和理论机械的故障规律和理论l 我国施工企业中，最为突出的问题，就是机械我国施工企业中，最为突出的问题，就是机械在施工运行中，机械故障率较高，影响施工质量和在施工运行中，机械故障率较高，影响施工质量和进程，提高了施工成本。进程，提高了施工成本。l 机械机械“带病带病”运转，使企业的现有机械和设备运转，使企业的现有机械和设备在机械化施工生产中不能充分发挥它们的作用在机械化施工生产中不能充分发挥它们的作用l 大型或先进的设备，由于引进后在技术上不能大型或先进的设备，由于引进
26、后在技术上不能很快很快“消化消化”，机械在施工生产中也不能以合理的，机械在施工生产中也不能以合理的使用，机械发生的故障不能迅速，可靠的判定其部使用，机械发生的故障不能迅速，可靠的判定其部位、特点和原因，也就无法使机械故障得到彻底排位、特点和原因，也就无法使机械故障得到彻底排除，迅速恢复良好的技术状况。除，迅速恢复良好的技术状况。机械的故障规律和理论机械的故障规律和理论l世界上一些先进的国家是以机械的故障规律作为机械技术状况变化的基本规律，而以故障规律的理论作为机械技术运用和机械管理工作基础的。l故障规律和理论，包含了磨损规律和理论，而且范围更广泛，更切合实际，从而也更科学。二、工程机械故障的预
27、防二、工程机械故障的预防l1.尽量减少有害因素的影响:减少机械杂质的影响;减少温度的影响;减少各种腐蚀作用l2.保证正常的工作载荷l3.保证对机械的合理润滑l4.适时维修l5)采取正确的技术措施和组织管理措施(防止机械的损伤、变形、腐蚀等,严格机械的日常维护工作,正确的使用和操作各种工程机械,精心维护机械)25 机械在使用过程中技术性能的变化机械在使用过程中技术性能的变化一一、机械在使用过程中各种技术规范的变化机械在使用过程中各种技术规范的变化1、机械另件配合间隙的变化、机械另件配合间隙的变化 金属另件的自然磨损，使其形状和尺寸发生变化，金属另件的自然磨损，使其形状和尺寸发生变化，它们之间的配
28、合间隙增大，当间隙增大到一定程度时，它们之间的配合间隙增大，当间隙增大到一定程度时，另件所承受的冲击载荷增加，滑润条件被破坏，机械另件所承受的冲击载荷增加，滑润条件被破坏，机械的磨损将迅速增加，产生各种异常的声响。的磨损将迅速增加，产生各种异常的声响。液压系统中柱塞套筒副、泵、执行元件液压系统中柱塞套筒副、泵、执行元件(如液压缸如液压缸和液压马达等和液压马达等)阀与阀座等配合间隙或密封件的磨损会阀与阀座等配合间隙或密封件的磨损会增加系统内泄、引起系统工作压力下降，流量不足，增加系统内泄、引起系统工作压力下降，流量不足，使液压系统技术状况恶化使液压系统技术状况恶化(如操纵机构失灵，工作装置如操纵
29、机构失灵，工作装置的功率减小等的功率减小等)。2、操纵装置行程的变化 工程机械除基础车外，机械还设有转向、工程机械除基础车外，机械还设有转向、变速、制动等机构的操纵机构，还必须设置变速、制动等机构的操纵机构，还必须设置工作装置的操纵机构，这些机构中某些另件工作装置的操纵机构，这些机构中某些另件的磨损、变形都能引起机构行程的磨损、变形都能引起机构行程(自由行程和自由行程和工作行程工作行程)的变化使机械操纵性能降低，生产的变化使机械操纵性能降低，生产效率下降，更甚者会导致机械发生事故。效率下降，更甚者会导致机械发生事故。常接合式离合器分离杠杆端面与分离轴承端面的自由间隙，反映了离合器踏板的自由行程
30、(传动部分无磨损、松旷)，若自由行程过大，离合器不能彻底分离；自由行程过小甚至消失，踏板处于原始位置时，离合器不能完全结合3、工作系统压力的变化 机械技术状况的变化也会引起各工作系机械技术状况的变化也会引起各工作系统统(发动机润滑系统，液压操纵系统、气压控发动机润滑系统，液压操纵系统、气压控制系统等等制系统等等)工作压力和流量的变化。工作压力和流量的变化。工作压力实质上是反映了系统内传递能工作压力实质上是反映了系统内传递能量或动力的流体介质量或动力的流体介质(如工作油液和压缩空气如工作油液和压缩空气)克服工作阻力或承受载荷的能力。克服工作阻力或承受载荷的能力。工作系统压力的变化1发动机润滑系统
31、内润滑油压力过低，则说发动机润滑系统内润滑油压力过低，则说明该系统发生了机械故障明该系统发生了机械故障 2液压系统内，密封元件的磨损、老化、阀液压系统内，密封元件的磨损、老化、阀件密封性的破坏，均会引起工作系统的内泄，件密封性的破坏，均会引起工作系统的内泄，使功率降低使功率降低(即流量扭失和压力损失增大即流量扭失和压力损失增大)。而。而工作压力的变化多为液压系统内部元件的磨工作压力的变化多为液压系统内部元件的磨损、老化和腐蚀或工作油液的变质、脏污、损、老化和腐蚀或工作油液的变质、脏污、滤清装置的堵塞，调节压力、流量的阀件有滤清装置的堵塞，调节压力、流量的阀件有故障等原因引起的。故障等原因引起的
32、。3液压系统内部渗透入空气也是影响工作压液压系统内部渗透入空气也是影响工作压力的常见故障力的常见故障 先导式溢流阀 先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。先导阀的结构原理与直动式溢流阀相同，但一般采用锥形坐阀式结构。主阀可分为：滑阀式(一级同心)结构、二级同心结构和三级同心结构。图为一级同心溢流阀的工作原理图。4、工作系统温度的变化 机械在运转时，各种相对运动另件的表面因产机械在运转时，各种相对运动另件的表面因产生摩擦，流体工作介质在管道内的运动和急剧被压生摩擦，流体工作介质在管道内的运动和急剧被压缩，发动机气缸内混合气的燃烧等过程，都会把一缩，发动机气缸内混合气的燃烧等过程，都会把一部分能量
33、转化为热能，使这些机件、总成在工作时部分能量转化为热能，使这些机件、总成在工作时具有一定的温度。在正常状况下，由于机械冷却系具有一定的温度。在正常状况下，由于机械冷却系统和润滑系统的作用以及另件、总成在材料结构上统和润滑系统的作用以及另件、总成在材料结构上的合理性的合理性(具有良好的通风散热性能具有良好的通风散热性能)，均能可靠的，均能可靠的使机械各部的工作温度保持在一定的范围内，使机使机械各部的工作温度保持在一定的范围内，使机械正常的运转。械正常的运转。如果机械的技术状况发生了变化，某个工作部如果机械的技术状况发生了变化，某个工作部位的工作温度也会引起变化，因此机械各部分的工位的工作温度也会
34、引起变化，因此机械各部分的工作温度也是评定其技术状况的重要数据。作温度也是评定其技术状况的重要数据。温度的升高，使得润滑油的工作性能发生变化，温度的升高，使得润滑油的工作性能发生变化，加速零部件的磨损。加速零部件的磨损。5机械在运转时产生噪音机械在运转时产生噪音(异常的声响异常的声响)和振动和振动 机械的噪音和振动，是机械技术状况发生变机械的噪音和振动，是机械技术状况发生变化和产生故障时最为明显的特征，多半是因齿轮，化和产生故障时最为明显的特征，多半是因齿轮，轴承，键与键槽的严重磨损、配合间隙增大引起轴承，键与键槽的严重磨损、配合间隙增大引起的。发动机活塞敲击气缸的声音和曲轴主轴承的的。发动机
35、活塞敲击气缸的声音和曲轴主轴承的敲击声也是此类原因引起的。液压系统进入空气敲击声也是此类原因引起的。液压系统进入空气或发生或发生“气蚀气蚀”现象也会引起噪音和振动现象也会引起噪音和振动 有些异常的声响是较为严重的机械故障引起有些异常的声响是较为严重的机械故障引起的，这些故障造成机械另件的损坏，甚至发生机的，这些故障造成机械另件的损坏，甚至发生机械事故。例如连杆轴承螺栓松脱，滑动轴承烧损械事故。例如连杆轴承螺栓松脱，滑动轴承烧损等故障。等故障。液压系统进入空气或发生液压系统进入空气或发生“气蚀气蚀”现象也会现象也会引起噪音和振动引起噪音和振动6发动机正时变化 发动机的正时，主要指发动机点火正时（
36、汽油机）和供油正时（柴油机）、配气相位等随着机械技术状况变化的现象。发动机正时变化，会引起发动机的动力性能和经济性能降低，使发动机工作粗暴或机温过高，另件的磨损加剧。气门间隙调整螺钉在短摇臂端、气门间隙调整螺钉在短摇臂端、推杆一侧，推杆一侧，顺时针方向转动调顺时针方向转动调整螺钉整螺钉，摇臂绕摇臂轴逆时针，摇臂绕摇臂轴逆时针方向转动（凸轮、推杆静止不方向转动（凸轮、推杆静止不动），动），气门间隙减小气门间隙减小；逆时针逆时针方向转动调整螺钉方向转动调整螺钉，摇臂绕摇，摇臂绕摇臂轴顺时针方向转动，臂轴顺时针方向转动，气门间气门间隙增大隙增大。7润滑油、润滑脂和工作油液的污染 机械在运行过程中，各
37、总成、系统和各机构，机械在运行过程中，各总成、系统和各机构，装置的润滑油、润滑脂及工作油液随着使用时间的装置的润滑油、润滑脂及工作油液随着使用时间的增长，油液和油脂中杂质的含量逐渐增多，这些杂增长，油液和油脂中杂质的含量逐渐增多，这些杂质主要是金属零件磨损时产生的金属磨粒，其次还质主要是金属零件磨损时产生的金属磨粒，其次还包含燃油和润滑油燃烧后产生的积炭，随空气进入包含燃油和润滑油燃烧后产生的积炭，随空气进入系统内的灰尘等微粒，这些微粒又形成加速金属另系统内的灰尘等微粒，这些微粒又形成加速金属另件磨损的磨料。件磨损的磨料。润滑油和工作油液，在机械运行时温度升高，润滑油和工作油液，在机械运行时温
38、度升高，并与空气接触时，氧化变质，生成有机酸，胶质等并与空气接触时，氧化变质，生成有机酸，胶质等杂质，容易腐蚀机件。润滑油或工作油液中也会混杂质，容易腐蚀机件。润滑油或工作油液中也会混入水分，水分容易使润滑油和工作油液中的添加剂入水分，水分容易使润滑油和工作油液中的添加剂失效，使油的品质降低。失效，使油的品质降低。粘度是润滑油和工作油液的主要性能指标，在粘度是润滑油和工作油液的主要性能指标，在使用中，油的粘度也随着品质的降低而变稀，使油使用中，油的粘度也随着品质的降低而变稀，使油的润滑性变差，液压系统内漏增大。的润滑性变差，液压系统内漏增大。二、使用过程中机械技术性二、使用过程中机械技术性能的
39、变化能的变化 机械在使用过程中随着机械技术状况的变化会引起机械的各项技术性能发生变化。这些变化使机械在的维修费用增加，燃润料和其它运行材料的消耗定额上升，生产率下降不能完善地体现出工程施工高度机械化的科学性和现代化的强大作用。保持机械在施工生产中经常处于良好的技术状态，并延缓技术状况的变化，使机械的各项技术性能都得以充分的发挥，就成为工程机械技术运用的重大任务 使用过程中机械技术性能的变化使用过程中机械技术性能的变化 机械技术状况的变化，除引起上述规范的变化外，还导致机械技术性能发生明显变化如机械(包括发动机)的加速性，燃油消耗率，制动性能都会有不同程度变化，使机械的动力性和经济性降低。1 1
40、、发动机功率下降，加速性能变差。、发动机功率下降，加速性能变差。燃料系统的故障，使发动机在各种工况下空气与燃油的最佳混合比和混合气形成的条件发生了变化。气缸与活塞、活塞环的磨损，进、排气门的磨损与烧蚀等原因引起发动机压缩终了压力明显降低。供油和点火最佳提前角的改变，使混合气的燃烧状况变差2 2、燃料和润滑油的消耗增大、燃料和润滑油的消耗增大发动机各系统和机构的技术状况发生变化，都会影响混合气的形成条件与燃烧状况，使燃料不能完全燃烧，从而降低了发动机的热效率，使燃料的消耗增加发动机气缸的磨损，造成润滑油“上窜”到活塞顶部的燃烧室内与燃料一起燃烧，使润滑油的耗量增加。3 3、牵引力和牵引功率降低、
41、牵引力和牵引功率降低发动机有效功率降低是影响机械牵引力的主要因发动机有效功率降低是影响机械牵引力的主要因素。除此之外，机械传动系统技术状况的变化也素。除此之外，机械传动系统技术状况的变化也会导致机械牵引力下降，使机械在运行中减小了会导致机械牵引力下降，使机械在运行中减小了克服工作阻力的能力，生产效率下降，如离合器克服工作阻力的能力，生产效率下降，如离合器滑转，变速箱和主传动齿轮严重磨损等原因使机滑转，变速箱和主传动齿轮严重磨损等原因使机械传动效率降低，也会降低机械的牵引力。械传动效率降低，也会降低机械的牵引力。行走机构各部另件的磨损行走机构各部另件的磨损(如轨链与链节、轮胎花如轨链与链节、轮胎
42、花纹、轮轴和轴承等纹、轮轴和轴承等)使机械运行时滚动阻力增大，使机械运行时滚动阻力增大，附着力减小，同样降低了机械的牵引力。附着力减小，同样降低了机械的牵引力。液力传动系统中发生液力传动系统中发生“内泄内泄”是这类机械牵引力是这类机械牵引力降低的主要故障降低的主要故障4 4、机械的操纵性能变差、机械的操纵性能变差机械技术状况变化时，也同时反映在机械操纵性能有所变化。例如：1)直线行驶的稳定性变差，转向沉重；2)制动力减小，制动距离增大，轮式机械或车辆在高速行驶制动时发生横向侧滑；3)变速困难；发生“脱档”，“乱档”等故障；4)工作装置操纵的灵敏性降低，使工作装置各机件的运动状态，运动速度失控等
43、。5 5、机械的生产效率降低，工、机械的生产效率降低，工作可靠性变差作可靠性变差机械各项技术性能的变化，势必影响机械的生产效率和机械的施工质量。此时机械在运行过程中故障发生的次数也随之增多，机械在每个平均台班中的有效生产时间也减少了。有些故障会引起机械的零件损坏或重大生产事故发生，使机械在生产运行中经常停机维修，不能正常工作。三、影响工程机械技术状况三、影响工程机械技术状况变化的因素变化的因素工程机械零件的磨损是其技术状况变坏的主要原因，而影响零件磨损的因素很多，在研究这个问题时，必须全面地分析影响零件磨损的因素，从面采取降低零件磨损速度的技术措施。由于零件的自然磨损是不可避免的，它随机械工作
44、的时间增加面增大，因此，应改善零件接触表面的加工质量和配合要求，以及改善润滑条件并抓好维护检查等措施，以降低零件的自然磨损。1 1、零件的结构、材料和加工、零件的结构、材料和加工的影响的影响现代工程机械在零件和部件结构设计合理性问题上作了现代工程机械在零件和部件结构设计合理性问题上作了周密的考虑。周密的考虑。制造工艺方面采用了新技术，努力提高加工质量。制造工艺方面采用了新技术，努力提高加工质量。选用材料方面考虑了材料的硬度、强度及耐磨性对相选用材料方面考虑了材料的硬度、强度及耐磨性对相互配合的零件除了考虑选择正确的几何形状和尺寸、最互配合的零件除了考虑选择正确的几何形状和尺寸、最适宜的配合间隙
45、外，还探讨了工作时如何确保具有可靠适宜的配合间隙外，还探讨了工作时如何确保具有可靠的润滑条件和性能以上措施的目的是为了延长零件的的润滑条件和性能以上措施的目的是为了延长零件的使用寿命。使用寿命。近年来，国内外一些厂家，在筑机设计方面作了很多改近年来，国内外一些厂家，在筑机设计方面作了很多改进，不断采用了新工艺、新技术、新材料，如用组合式进，不断采用了新工艺、新技术、新材料，如用组合式活塞结构来代替整体式活塞，延长了活塞的使用寿命，活塞结构来代替整体式活塞，延长了活塞的使用寿命，提高了发动机的功率；研制了一些具有自润滑性能无需提高了发动机的功率；研制了一些具有自润滑性能无需保养的工程塑料衬套，来
46、取代原来的铜套，随着科学技保养的工程塑料衬套，来取代原来的铜套，随着科学技术的发展，工程机械结构设计日臻完善，使其可靠性不术的发展，工程机械结构设计日臻完善，使其可靠性不断提高断提高 2 2、燃滑料品质的影响、燃滑料品质的影响(1)柴油品质的影响柴油品质的影响评定柴油品质的指标主要是馏分温度，十六烷值和含硫量评定柴油品质的指标主要是馏分温度，十六烷值和含硫量柴油的馏分温度决定其蒸发性的好坏，即影响滞后期内柴油蒸发柴油的馏分温度决定其蒸发性的好坏，即影响滞后期内柴油蒸发量及燃烧的完全度，馏分温度是指将将柴油加热，分别测定蒸出量及燃烧的完全度，馏分温度是指将将柴油加热，分别测定蒸出50、90、95
47、馏分时的温度，分别称为馏分时的温度，分别称为50馏出温度、夕馏出温度、夕0馏出温度和馏出温度和95馏出温度。馏出温度愈低，表明柴油蒸发性馏出温度。馏出温度愈低，表明柴油蒸发性愈好，愈好，十六烷值是表示柴油的抗暴性和发火性好坏的。如果滞后期越长，十六烷值是表示柴油的抗暴性和发火性好坏的。如果滞后期越长，同时燃烧的柴油就越多，气缸内压力升高也就越快，不仅加速了同时燃烧的柴油就越多，气缸内压力升高也就越快，不仅加速了传动件的磨损，而且使柴油机工作粗暴。发火性越好的柴油，不传动件的磨损，而且使柴油机工作粗暴。发火性越好的柴油，不仅工作比较柔和，而且在较低温度下也容易着火，很有利于发动仅工作比较柔和，而
48、且在较低温度下也容易着火，很有利于发动机的起动机的起动柴油的含硫量对发动机的腐蚀影响很大，柴油中的各种硫化物在柴油的含硫量对发动机的腐蚀影响很大，柴油中的各种硫化物在燃烧中生成二氧化硫，当缸壁温度较低时，废气中的水蒸汽在缸燃烧中生成二氧化硫，当缸壁温度较低时，废气中的水蒸汽在缸壁上凝结成水，与二氧化硫溶解生成亚硫酸，从而加剧了发动机壁上凝结成水，与二氧化硫溶解生成亚硫酸，从而加剧了发动机的磨损，的磨损，燃滑料品质的影燃滑料品质的影响响(2)润滑油品质的影响影响润滑油品质的主要指标是粘度、油性和抗氧化性能润滑油随着温度升高而粘度降低的性质叫粘度温度特性滑油粘度的高低直接影响到滑油的流动性粘度越大
49、，滑油流动越困难，特别在低温条件下起动发动机时，滑油不易快速到达摩擦表面，使机械润滑恶化，加速了发动机的磨损若润滑油粘度过低，又会使润滑系的油压过低，润滑油供给不足，容易出现边界摩擦或半干磨擦，同样会加剧发动机的磨损。燃滑料品质的影响燃滑料品质的影响润滑油的油性即滑油在零件表面的吸附能力发动润滑油的油性即滑油在零件表面的吸附能力发动机各总成主要零件是在边界摩擦条件下工作因此，机各总成主要零件是在边界摩擦条件下工作因此，提高滑油的油性，可以大大降低发动机的磨损。当提高滑油的油性，可以大大降低发动机的磨损。当滑油中含有水和其它机械杂质时，将使油性变坏。滑油中含有水和其它机械杂质时，将使油性变坏。润
50、滑油在使用过程中，由于受氧化的作用，滑油会润滑油在使用过程中，由于受氧化的作用，滑油会逐渐变质，形成糊状物、胶质沉积物和积炭，积炭逐渐变质，形成糊状物、胶质沉积物和积炭，积炭是热的不良导体，当燃烧室和活塞顶覆盖了积炭以是热的不良导体，当燃烧室和活塞顶覆盖了积炭以后，会使零件过热胶状物的导热性不良，粘附在后，会使零件过热胶状物的导热性不良，粘附在活塞环上会降低其活动性，甚至引起活塞环卡死，活塞环上会降低其活动性，甚至引起活塞环卡死，不仅易刮伤气缸，而且易产生漏气沉积物形成后，不仅易刮伤气缸，而且易产生漏气沉积物形成后，会影响润滑油在油道、油管以及机油滤清器的通过会影响润滑油在油道、油管以及机油滤