工程機械故障診斷與維修

1、機電設備故障分析論文摘要：工程機械故障診斷與維修的目標是不斷改善和提高設備管理與 維修的水平，以最經濟最合理的方案使設備維持良好的工作性能，改 進革新生產設備，保證工程施工的需要，從而提高企業(yè)的生產率和經 濟效益。關鍵詞：故障診斷革新維修XU ChaoYue(College of Tech no logy Engin eeri ng, Zhon gzhou Uni versity, Zhen gzhou 450044, China)Abstract :Engin eeri ng machi nery fault diag no sis and repair of the goal is to

2、con ti nu ously improve and enhance the level of equipme nt man ageme nt and repair, with the economy the most reas on able soluti on makes equipme nt mai ntai n good worki ng performa nee, impro ving inno vati on of product ion equipme nt, en sure the n eeds of the con struct ion, so as to improve

3、en terprise productivity and econo mic ben efitKey words: _Fault diag no sis;I nno vati on;repair1引言機電設備是企業(yè)生產的物質技術基礎，作為現(xiàn)代化的生產工 具在各行各業(yè)都有廣泛的應用。隨著生產力水平的提高，設備技 術狀態(tài)對企業(yè)生產的正常運行，對產品生產率、質量、成本、安 全、環(huán)保和能源消耗等在一定意義上起著決定性的作用。機電設備在使用過程中，不可避免地會由于磨損、疲勞、斷裂、 變形、腐蝕和老化等原因造成設備性能的劣化以致出現(xiàn)故障，從 而會使其不能正常運行，最終導致設備損壞和停產而使企業(yè)蒙受 經濟損

4、失，甚至造成災難性的后果。因此，減緩機電設備劣化速度，排除故障、恢復設備原有的 性能和技術要求，需要設備維修從業(yè)人員掌握一整套系統(tǒng)的、科 學的維護和修理設備的技術和方法。機械設備維修技術是以機械 設備為研究對象，探討設備出現(xiàn)性能劣化的原因，研究并尋找減 緩和防止設備性能劣化的技術及方法，保持或恢復設備的規(guī)定功 能并延長其使用壽命。本模塊主要研究和討論機電設備維修技術 的基礎知識。主要內容有：設備維修體系；發(fā)展概況和發(fā)展趨勢； 機械零件的失效及其對策；設備修理的一般工作過程和設備維修2 .機械零件的失效形式機器失去正常工作能力的現(xiàn)象稱為故障。在設備使用過程中，機 械零件由于設計、材料、工藝及裝配

5、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 機械設備的關鍵零部 件失效時 ，就 意味著設備處于故障狀態(tài)。機 器發(fā)生故障后，其經濟技術指標部分或 全部下降而達不到預定要求，如 功率下降、精度降低、加 工表面粗糙 度達不到預定等級或發(fā)生強烈振動、出現(xiàn)不正常的聲響等。機 電 設 備 的 故 障 分 為 自 然 故 障 和 事 故 性 故 障 兩 類 。自 然 故 障 是 指 機器各 部分 零件 的正 常 磨損 或物 理、化 學變 化造 成零 件的 變形 、斷裂、 蝕損等，使 機器零件失效所引起的故障。事故性故障是指因維護和調 整不當 ，違反 操作 規(guī) 程或 使用 了質 量不 合格

6、的零 件和 材料 等造 成 的故 障，這種故障是人為造成的，可以避免。機 器 的 故 障 和 機 械 零 件 的 失 效 密 不 可 分 。機 械 設 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。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 損是摩擦的必然結果，兩者均發(fā)生于材 料表面。摩 擦與磨損相伴產生，造成機械零件的失效。當 機械零

7、件配 合面產生的磨損超過一定限度時，會引起配合性質的改 變，使間隙加 大 、潤 滑 條 件 變 壞 。產 生 沖 擊 ，磨 損 就 會 變 得 越 來 越 嚴 重 ，在 這 種 情 況 下極易發(fā) 生 事故 。一 般 機械設 備中約有 80的 零 件因 磨損 而 失效 報廢。據估計，世界上的能源消耗約有30 %50 %是由于摩擦和磨 損造成 的 。摩擦和 磨損涉及的科學技術領域甚廣， 特別是磨損， 它是一種 微觀和 動態(tài)的過程，在這一過程中，機械零件不僅會發(fā)生外形和 尺寸 的變化，而 且會出現(xiàn)其他各種物理、化學和機械現(xiàn)象。零 件的 工作條 件是影響磨損的 基本因素。這些條件主要包括：運動速度、相

8、對壓力、 潤滑與防護情況、溫度、材料、表面質量和配合間隙等。通常將機械零件的磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、 腐蝕磨損和微動磨損五種。3. 工 程 機 械 維 修 方 式 的 選 擇最佳的 維修方式是要用最少的 維修費用取得最好的維修效果。 如果從修理費用、停工損失、維修組織工作和 修理效果等方面去衡量， 每一種維修方式都有它的優(yōu)點和 缺點， 企業(yè)可根據白己的生產特點、 各類工程機械特點、故 障規(guī)律、資源和 資金等情況分別擇優(yōu)選用。在 一個企業(yè)里，多 種維修方式可以并存。從故障的 發(fā)展過程看，有 磨損 型的規(guī)律性故障， 即磨損程度與時問有關。 還有偶發(fā)型的隨機故障， 即發(fā)生故障的概率與時

9、問無關。這兩種故障中，均包含有發(fā)展期和無 發(fā)展期的兩種故障。規(guī) 律性并有發(fā)展期的 故障，如連接件、輪 胎等的 磨損性故障。因 其有規(guī)律，故障發(fā)展過程中有征兆，可以預測、觀察 和記錄，故易采用狀態(tài)維修。但是，狀態(tài)維修需用儀器和投入人力， 是否合算應綜合考慮技術和經濟因素而定。此外，也可 采用定期維修。 規(guī)律性但無發(fā)展期的故障，如 疲勞斷裂、電器元件損壞等，當 出現(xiàn)在 重點零 、部件 上時 ，最好 按其 使用 壽命 期 采用 定期 更換 或修理的 方式。 如果出現(xiàn)在不重要的零、部 件上，采用事后維修較經濟。偶 發(fā)性有發(fā) 展期的故障，較 典型的如軸承，雖然某個軸承出現(xiàn)故障是隨機的，但 它是有發(fā)展期的

10、，可 測出其故障征兆及時維修或更換。如不管軸承狀 態(tài)如何，只 按規(guī)定定期更換，則 很不經濟。對 某種軸承的研究結果表 明 ，每 個 軸 承 使 用 壽 命 期 各 不 相 同 ，同 一 批 軸 承 ，大 約 有 10% 在 一 年 中損壞，而 90%左右的軸承是好的，故 采用狀態(tài)維修較好。對某些易 于更換或修理的零、部件、元 件，所用修理停機時問不長、損失不大 時也可選擇事后維修方式。偶 發(fā)性且無發(fā)展期的故障，如在沖擊載荷 下的突然破裂，液 壓、電器故障等，因無從得知其將要發(fā)生故障，只 有采用事后維修，對 于非重點工程機械，停產影響不大的，可 使用到 發(fā)生故障后再緊急修理。對于重點工程機械，突

11、然停機影響 生產損失 較大的，如 要害裝置上的電機、泵等，可設置平行功能的備用件，出 現(xiàn)故障 時可 立即 更換 或 代用 ，直 到 故障 件 修復 為止 。改善 性維 修 側重 在改善原設計的結構、元 件等的性能，它可以同其它維修方式同時使 用，即 在預防維 修或事后 維修中 同時 排除 故障 和改 善性 能。但 是 ，必 須事先掌握故障原因，做好準備，在故障停機或預防維修時實施4工程機械維修的發(fā)展趨勢20 世紀初期，工程機械維修方式 基本上是事后維修，它的最大 優(yōu)點是充分利用了零、部件的壽命。20 世紀 50 年代，隨著生產過程 機械化、自 動化的發(fā)展。為 減少故障停機損失，提 高可靠性，推

12、 行定 期維修制，并 在維修活動中改進維修工藝，進行必要的技術改造。20 世 紀 80 年 代 初 期 ， 開 始 出 現(xiàn) 技 術 狀 態(tài) 監(jiān) 測 維 修 ， 并 且 將 維 修 活 動 向 前延伸至設計制造過程中。當 前，發(fā)達國家維修現(xiàn)狀是以狀態(tài)監(jiān)測為 基 礎 ，以 可 靠 性 為 中 心 ，多 種 維 修 方 式 相 結 合 的 狀 態(tài) 監(jiān) 測 維 修 ，針 對 不同的 設備 及使 用情 況 ，采取 不同 的維 修 方式 。一般 設備 采用 事 后維 修 ，平 時 難 以 停 機 ，出 現(xiàn) 故 障 對 生 產 和 安 全 影 響 較 大 ，而 對 故 障 規(guī) 律 已基本掌握的設備，采 取定期維修。關鍵設備在有監(jiān)測和診斷技術的 條件下，應盡可能采取狀態(tài)監(jiān)測維修。隨著監(jiān)測和診斷技術的提高， 今后狀 態(tài)監(jiān) 測維 修在 整 個維修市 場中 所占 的比 重會 越來 越大 ，但 不會 完全取 代傳 統(tǒng)的 維修 方 式。狀 態(tài)監(jiān) 測和 故障 診斷 技術 是先 進維 修 方式 的技術基礎，隨 著科學技術的發(fā)展，特別是微電子、計算機、信息技 術的迅 速發(fā) 展及 廣泛 應 用，光 電機 械一 體技 術在 工程 機械 上的 應 用日 益廣泛，現(xiàn) 在，狀 態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術已有了較大的發(fā)展。維 修活 動的實踐表明，設 備越先進、