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1、Lightway New Green Energy Co.,Ltd设备机械故障诊断与修理设备机械故障诊断与修理书目机械故障概论机械故障概论1 1零件的磨损零件的磨损2 2零件的变形零件的变形3 3 3 3零件的断裂零件的断裂4 4机械故障修复方法机械故障修复方法3 3 5 5机械故障概论机械故障概论1 1 故障的含义故障的含义 故障故障机械设备在运行过程中，丢失或降低其规定的功能及不能机械设备在运行过程中，丢失或降低其规定的功能及不能接着运行的现象。接着运行的现象。2 故障的类型故障的类型 故障可以不同角度分：如故障可以不同角度分：如 1）临时性故障）临时性故障 2）永久性故障）永久性故障 按
2、故障发生的时间分有以下几种：按故障发生的时间分有以下几种：1）早发性故障）早发性故障 2）突发性故障）突发性故障 3）渐进性故障）渐进性故障 4）复合型故障）复合型故障 按故障表现形式分有：按故障表现形式分有：1）功能故障）功能故障 2）潜在故障）潜在故障 按故障产生的缘由分有：按故障产生的缘由分有：1）人为故障）人为故障 2）自然故障）自然故障 按故障造成按故障造成 的后果分有：的后果分有：1）致命故障）致命故障 2）严峻故障）严峻故障 3）一般故障）一般故障 4）轻度故障）轻度故障 故障通常实行几种分类法复合并用，如突发性的局部故障；磨损故障通常实行几种分类法复合并用，如突发性的局部故障；
3、磨损性的危急故障等。由此看出故障的困难性；严峻性和起因等状况。性的危急故障等。由此看出故障的困难性；严峻性和起因等状况。机械故障概论机械故障概论3 故障的特点故障的特点 1）多样性）多样性 2）层次性）层次性 3）多因素和相关性）多因素和相关性 4）延时性）延时性 5）不确定性）不确定性 6）修复性）修复性机械故障概论机械故障概论4 影响故障产生的主要因素影响故障产生的主要因素 （一）制造和修理因素对故障的影响（一）制造和修理因素对故障的影响 1、零件材料的选择、零件材料的选择 2、零件加工质量、零件加工质量 3、装配质量、装配质量 （二）运用因素对故障的影响（二）运用因素对故障的影响 1、工
4、作负荷、工作负荷 2、工作环境、工作环境 3、设备保养和操作技术、设备保养和操作技术零件的磨损零件的磨损1.相对运动的零件的摩擦表面发生尺寸、形态和表面质量变更的现象称为磨相对运动的零件的摩擦表面发生尺寸、形态和表面质量变更的现象称为磨损。损。当机械零件协作面产生的磨损超过确定限度时，会引起协作性质的变更，当机械零件协作面产生的磨损超过确定限度时，会引起协作性质的变更，使间隙加大、润滑条件变坏，产生冲击，磨损就会变得越来越严峻，在这使间隙加大、润滑条件变坏，产生冲击，磨损就会变得越来越严峻，在这种状况下极易发生事故。一般机械设备中约有种状况下极易发生事故。一般机械设备中约有80%的零件因磨损而
5、失效报的零件因磨损而失效报废。废。零件的磨损零件的磨损 1 1、磨损过程、磨损过程 以摩擦为主要零件的机械设备以摩擦为主要零件的机械设备,在正常运转时在正常运转时,机械或零部件的磨损机械或零部件的磨损过程一般可分为磨合（跑合）阶段、稳定磨损阶段和猛烈磨损阶段过程一般可分为磨合（跑合）阶段、稳定磨损阶段和猛烈磨损阶段,如如图所示。图所示。0AB时间时间磨磨损损量量剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段磨合阶段磨合阶段图图1.8 机械磨损过程机械磨损过程零件的磨损零件的磨损2 2、磨损类型、磨损类型 按摩擦表面破坏的机理和特征不同，磨损可分为以下几按摩擦表面破坏的机理和特征不同，磨损可分
6、为以下几种类型：粘着磨损、磨料磨损、疲惫磨损、腐蚀磨损和微动种类型：粘着磨损、磨料磨损、疲惫磨损、腐蚀磨损和微动磨损。磨损。3 3、防止或削减磨损的对策、防止或削减磨损的对策 依据磨损的理论探讨，结合生产实践阅历，防止或削减依据磨损的理论探讨，结合生产实践阅历，防止或削减磨损的方法与途径有以下几方面。磨损的方法与途径有以下几方面。1 1、润滑、润滑 2 2、正确选择材料、正确选择材料 3 3、进行表、进行表面处理面处理 4 4、合理的结构设计、合理的结构设计 5 5、改善工作条、改善工作条 6 6、提高修复质量、提高修复质量 7 7、正确运用和维护。、正确运用和维护。零件的磨损零件的磨损 防止
7、或削减磨损的方法与途径防止或削减磨损的方法与途径磨损类型磨损类型防止或减少磨损的方法与途径防止或减少磨损的方法与途径粘着磨损粘着磨损1.正确选择摩擦副材料，如适当选用脆性材料、互溶性小的材料、多相金属等；正确选择摩擦副材料，如适当选用脆性材料、互溶性小的材料、多相金属等；2.合理选用润滑剂，保证摩擦面间形成流体润滑状态；合理选用润滑剂，保证摩擦面间形成流体润滑状态；3.采用合理的表面处理工艺；采用合理的表面处理工艺；磨粒磨损磨粒磨损1.选用硬度较高的材料；选用硬度较高的材料；2.控制磨粒的尺寸和硬度；控制磨粒的尺寸和硬度；3.根据工作条件，采用相应的表面处理工艺；根据工作条件，采用相应的表面处
8、理工艺；4.合理选用并供给洁净的润滑剂；合理选用并供给洁净的润滑剂；疲劳磨损疲劳磨损1.合理选用摩擦副材料；合理选用摩擦副材料；2.减小表面粗糙度，消除残余内应力；减小表面粗糙度，消除残余内应力；3.合理选用润滑油的粘度和添加剂；合理选用润滑油的粘度和添加剂；腐蚀腐蚀磨损磨损氧化磨损氧化磨损1.当接触载荷一定时，应控制其滑动速度，反之则应控制接触载荷；当接触载荷一定时，应控制其滑动速度，反之则应控制接触载荷；2.合理匹配氧化膜硬度和基本金属硬度，保证氧化膜不受破坏；合理匹配氧化膜硬度和基本金属硬度，保证氧化膜不受破坏；3.合理选用润滑油粘度，并适量加入中性极压添加剂；合理选用润滑油粘度，并适量
9、加入中性极压添加剂；特殊介质腐蚀特殊介质腐蚀磨损磨损1.利用某些特殊元素与特殊介质作用，形成化学结合力较高、结构致密的钝化膜；利用某些特殊元素与特殊介质作用，形成化学结合力较高、结构致密的钝化膜；2.合理选用润滑剂；合理选用润滑剂；3.正确选择摩擦副材料；正确选择摩擦副材料；微动磨损微动磨损1.改进设计，加工和装配工艺；改进设计，加工和装配工艺；2.根据工作条件和环境状态选择材料；根据工作条件和环境状态选择材料；3.施加润滑剂；施加润滑剂；4.在接触表面之间加入插入物；在接触表面之间加入插入物；5.采用各种表面强化工艺采用各种表面强化工艺零件的变形零件的变形1.机械零件或构件在外力的作用下，产
10、生形态或尺寸变更的现象称为变形。机械零件或构件在外力的作用下，产生形态或尺寸变更的现象称为变形。过量的变形是机械失效的重要类型，也是推断韧性断裂的明显征兆。过量的变形是机械失效的重要类型，也是推断韧性断裂的明显征兆。2.2.机械零件或构件的变形可分为弹性变形和塑性变形两大类。机械零件或构件的变形可分为弹性变形和塑性变形两大类。1 1）弹性变形）弹性变形 2 2）塑性变形）塑性变形零件的变形零件的变形 3 3）防止和削减机械零件变形的对策）防止和削减机械零件变形的对策 变形是不行避开的，我们可从下列三个方面实行相应的对策防止变形是不行避开的，我们可从下列三个方面实行相应的对策防止和削减机械零件变
11、形。和削减机械零件变形。（1 1）设计方面）设计方面 1 1）正确选用材料，留意工艺性能。）正确选用材料，留意工艺性能。2 2）合理布置零件，改善零件的受力状况。）合理布置零件，改善零件的受力状况。3 3）在设计中，留意应用新技术、新工艺和新材料，削减制造时的）在设计中，留意应用新技术、新工艺和新材料，削减制造时的内应力和变形。内应力和变形。（2 2）修理方面）修理方面 在修理中，既要满足复原零件的尺寸、协作精度、在修理中，既要满足复原零件的尺寸、协作精度、表面质量等技术要求，还要检查和修复主要零件的形态、位置误差。表面质量等技术要求，还要检查和修复主要零件的形态、位置误差。（3 3）运用方面
12、）运用方面 加强设备管理，制定并严格执行操作规程，加强加强设备管理，制定并严格执行操作规程，加强机械设备的检查和维护，不超负荷运行，避开局部超载或过热等。机械设备的检查和维护，不超负荷运行，避开局部超载或过热等。零件的断裂零件的断裂1.断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合作用下，其本身连断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合作用下，其本身连续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分的现象。续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分的现象。尽管与磨损、变形相比，机械零件因断裂而失效的机会很少，但尽管与磨损、变形相比，机械零件因断裂而失效的机会很少，但机械零件的断裂往往会造成严峻
13、的机械事故，产生严峻的后果，是机械零件的断裂往往会造成严峻的机械事故，产生严峻的后果，是一种最危急的失效形式。一种最危急的失效形式。零件的断裂零件的断裂 二、削减或消退机械零件断裂的对策二、削减或消退机械零件断裂的对策 1 1设计设计 在金属结构设计上要合理在金属结构设计上要合理,尽可能削减或避开应力集中尽可能削减或避开应力集中,合理合理选择材料。选择材料。2 2工艺工艺 接受合理的工艺的结构接受合理的工艺的结构,留意消退残余应力留意消退残余应力,严格限制热处理严格限制热处理工艺。工艺。3 3运用运用 按设备说明书操作运用机电设备按设备说明书操作运用机电设备,严格杜绝超载运用机电设严格杜绝超载
14、运用机电设备。备。机械故障修复方法机械故障修复方法对于人为的事故性故障的消退主要靠提高运用、管理、对于人为的事故性故障的消退主要靠提高运用、管理、对于人为的事故性故障的消退主要靠提高运用、管理、对于人为的事故性故障的消退主要靠提高运用、管理、修理人员素养，加强责任心的方法来达到修理人员素养，加强责任心的方法来达到修理人员素养，加强责任心的方法来达到修理人员素养，加强责任心的方法来达到而对自然故障则只能通过调整和修理的方法来达到，而对自然故障则只能通过调整和修理的方法来达到，而对自然故障则只能通过调整和修理的方法来达到，而对自然故障则只能通过调整和修理的方法来达到，通常主要有以下一些方法通常主要
15、有以下一些方法通常主要有以下一些方法通常主要有以下一些方法主要复原协作性质的修理方法主要复原协作性质的修理方法既复原协作性质又复原零件形既复原协作性质又复原零件形态和尺寸的修理方法态和尺寸的修理方法调整调整法法修理修理尺寸尺寸法法补充零补充零件法件法（附加（附加零件法）零件法）焊接焊接修复修复法法补铸补铸法法电镀（电电镀（电刷镀、电刷镀、电涂镀）法涂镀）法喷涂喷涂和喷和喷焊焊粘接粘接与粘与粘补法补法机械故障修复方法机械故障修复方法1.1.调整法调整法 一般利用调整螺栓紧度或调整垫片厚度来复原协作件原有的协作关系，一般利用调整螺栓紧度或调整垫片厚度来复原协作件原有的协作关系，修理时不用对协作件进
16、行加工修理时不用对协作件进行加工(或只进行刮研或只进行刮研)，而只用增加垫片或调整垫，而只用增加垫片或调整垫片厚度的方法使其复原到原始协作间隙。片厚度的方法使其复原到原始协作间隙。机械故障修复方法机械故障修复方法2.修理尺寸法修理尺寸法在进行修理时对协作件中较珍贵零件进行机械加工复原其几何形态，同时在进行修理时对协作件中较珍贵零件进行机械加工复原其几何形态，同时得到一个新的尺寸，然后将协作件中另一个磨损的零件废弃而更换一个新得到一个新的尺寸，然后将协作件中另一个磨损的零件废弃而更换一个新的与经过加工的零件相协作的零件，使该协作件的协作间隙复原到初始间的与经过加工的零件相协作的零件，使该协作件的
17、协作间隙复原到初始间隙，如修轴换轴瓦，修缸套换活塞等都是。这种修理方法要考虑零件结构隙，如修轴换轴瓦，修缸套换活塞等都是。这种修理方法要考虑零件结构上能够加工的可能性和零件修理后允许的机械强度上能够加工的可能性和零件修理后允许的机械强度,在此前提下应尽量增加在此前提下应尽量增加修理次数；另一方面为了便于备品备件的供应其修理尺寸应加以标准化。修理次数；另一方面为了便于备品备件的供应其修理尺寸应加以标准化。机械故障修复方法机械故障修复方法3.补充零件法补充零件法此法对于协作件的每个零件均予加工整形，并对其中的一个零件给以合理此法对于协作件的每个零件均予加工整形，并对其中的一个零件给以合理的缩径或扩
18、孔，然后在其中补充一个同样材料或质量更高的衬套，以过盈的缩径或扩孔，然后在其中补充一个同样材料或质量更高的衬套，以过盈压入或螺纹拧入或焊至原零件上，然后加工至协作尺寸，使协作性质达到压入或螺纹拧入或焊至原零件上，然后加工至协作尺寸，使协作性质达到要求。要求。机械故障修复方法机械故障修复方法4.焊接修复法焊接修复法金属焊接是借原子间的扩散和连接作用使分别的金属焊件坚固地结合成整金属焊接是借原子间的扩散和连接作用使分别的金属焊件坚固地结合成整体的，依据焊接设备不同，焊接有气焊和电焊等，很多断裂和磨损零件多体的，依据焊接设备不同，焊接有气焊和电焊等，很多断裂和磨损零件多半是接受补焊和堆焊方法修复的，
19、有些零件在焊后再经过车、磨削加工，半是接受补焊和堆焊方法修复的，有些零件在焊后再经过车、磨削加工，以达到复原原几何形态和尺寸。以达到复原原几何形态和尺寸。机械故障修复方法机械故障修复方法5.补铸法补铸法滑动轴承的巴氏合金磨损到限后，将残余合金熔渠去，重新浇铸上新的巴滑动轴承的巴氏合金磨损到限后，将残余合金熔渠去，重新浇铸上新的巴氏合金的工艺过程叫做补铸法。用此法可以完全复原旧滑动轴承的性能标氏合金的工艺过程叫做补铸法。用此法可以完全复原旧滑动轴承的性能标准。准。6.电镀法电镀法电镀是利用直流电通过电解液时发生电化学反应，实现金属在镀件表面上沉电镀是利用直流电通过电解液时发生电化学反应，实现金属
20、在镀件表面上沉积的过程积的过程机械故障修复方法机械故障修复方法 喷涂是把熔化的材料微粒用高速气流喷敷在已经准备好的粗糙零件的喷涂是把熔化的材料微粒用高速气流喷敷在已经准备好的粗糙零件的表面上，形成一层比较坚固的机械结合层。表面上，形成一层比较坚固的机械结合层。喷焊工艺是在喷涂工艺基础上发展起来的，它是将喷涂层再行重熔处理，喷焊工艺是在喷涂工艺基础上发展起来的，它是将喷涂层再行重熔处理，而在零件表面获得一层类似堆焊性能的涂层而在零件表面获得一层类似堆焊性能的涂层7.喷涂和喷焊喷涂和喷焊 粘接是利用粘接剂与零件之间所起的化学、物理和机械等综合作用力粘接是利用粘接剂与零件之间所起的化学、物理和机械等综合作用力来粘接零件或粘补零件的裂纹、孔洞、磨损等缺陷的一种修复工艺来粘接零件或粘补零件的裂纹、孔洞、磨损等缺陷的一种修复工艺8.粘接与粘补法粘接与粘补法