機械故障診斷與維修

1、第一章1. 故障的定義產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能稱為失效，對可修復的產(chǎn)品也稱為故障。2. 故障的分類1. 按故障形成的時間規(guī)律分類（ 1）漸發(fā)性故障（磨損故障）（ 2）突發(fā)性故障2. 按故障因果關(guān)系分類（ 1） 功能故障：指一個產(chǎn)品不能滿足規(guī)定性能標準的現(xiàn)象。 完全喪失功能。 達不到規(guī)定的性能水平。 （2）潛在故障：是一種能指示功能故障即將發(fā)生的可以鑒別的實際狀態(tài)。3. 按故障影響后果分類汽車故障分類：致命故障 嚴重故障 一般故障 輕微故障。3. 造成故障的結(jié)構(gòu)因素1. 機械結(jié)構(gòu)因素（1）連接件配合性質(zhì)的破壞動配合件間隙的增大。 靜配合件的減弱。（2）零件間相互位置關(guān)系的破壞由于零件的磨損或變形造成：

2、零件本身各工作面之間相互關(guān)系破壞。 不同零件之間相互關(guān)系破壞。 （3）機構(gòu)工作協(xié)調(diào)性的破壞2. 導致結(jié)構(gòu)因素改變的能量因素能量因素導致零件出現(xiàn)缺陷，零件缺陷導致機器故障。 周圍介質(zhì)能量：環(huán)境、負荷，與操作有關(guān)。 機器運行的內(nèi)部能量：熱能、動能。 材料潛伏能量：內(nèi)應力，與制造、裝配有關(guān)。4. 可靠性、無故障性、耐久性的定義 可靠性：機械產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，無故障地完成其規(guī)定功能的能力。 無故障性產(chǎn)品在一定時間內(nèi)連續(xù)不斷地保持工作能力的性能。 耐久性產(chǎn)品在達到報廢之前(使用期間按規(guī)定進行維修) ，保持其工作能力的性能。5. 維修的概念 對于可修復產(chǎn)品，從尋找、發(fā)現(xiàn)故障部位起，到修理

3、、安裝、調(diào)整、復原、試驗、恢復正常工 作狀態(tài)的全過程。6. 可靠性設(shè)計和最佳可靠度 可靠性設(shè)計：從經(jīng)濟觀點在可靠性和維修性之間求平衡，獲得最佳可靠度。 制造費用與維修費用之和的最小值所對應的 R(t) 即為最佳 R(t)。7. 磨損的概念 故障表現(xiàn)形式：磨損、變形、疲勞斷裂、腐蝕等。 磨損：機械設(shè)備在工作過程中，相對運動零件的表面上發(fā)生尺寸、形狀、表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象。8. 磨料磨損的概念磨料磨損：由于摩擦副的一個表面存在硬的凸起部分，或者兩個表面之間存在硬質(zhì)顆粒，在發(fā) 生相對運動時，表面被擠壓或刮削而破壞。9. 黏著磨損的機理摩擦副表面產(chǎn)生高溫，材料表面強度降低，承受高壓力的表面凸起部分相互黏

4、著(溶合) ，在相 對運動中被撕裂，使材料從強度低的表面轉(zhuǎn)移到強度高的表面。后果：摩擦副咬死或劃傷。10. 疲勞磨損的概念及特點 定義：摩擦副材料表面上局部區(qū)域在循環(huán)接觸應力作用下產(chǎn)生疲勞裂紋，由于裂紋擴展而分離 出微片和顆粒的磨損形式。 特點：經(jīng)過一定次數(shù)（臨界次數(shù)）的循環(huán)接觸應力作用才發(fā)生。11. 疲勞斷裂的概念指零件在經(jīng)歷反復多次的應力或能量循環(huán)作用后才發(fā)生的斷裂。12. 腐蝕的分類和條件1. 金屬零件的化學腐蝕金屬和和外部介質(zhì)直接起化學作用。 如高溫氧化、在非水溶液中腐蝕。 條件：金屬表面只要存在腐蝕介質(zhì)，就可能遭到腐蝕。2. 電化學腐蝕金屬在酸、堿、鹽的水溶液中發(fā)生的腐蝕。產(chǎn)生的條件

5、：（1 ）存在電解質(zhì) （2）存在電位差13. 變形的定義和分類定義：由于受力的作用，使零件的尺寸或形狀產(chǎn)生改變的現(xiàn)象。 （1）彈性變形：指金屬在外力去除后能完成恢復的變形。變形量小，應力與應變成正比（符合虎克定律） 。滯彈性變形：當應力低于金屬彈性極限時，持續(xù)充分時間以后才變形。應力去除后，經(jīng)過充分 時間才恢復（簡稱彈性后效） 。（ 2） 塑性變形：指金屬在外力去除后，不能恢復的永久變形。會引起組織結(jié)構(gòu)和性能的變化產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象、殘余內(nèi)應力、耐腐蝕性下降等。第二章1. 機械故障規(guī)律指故障率與使用時間的關(guān)系 故障率變化：早期故障期、偶然故障期、磨損故障期。1. 早期故障期 在產(chǎn)品使用初期。特點

6、：故障率較高，隨工作時間增加而下降。故障原因：由于設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試等存在偏差。需要認真磨合、調(diào)試，盡量降低早期故障率。2. 偶然故障期 是產(chǎn)品的有效壽命期。特點：故障率低而且穩(wěn)定。故障原因：（1）偶然因素 材料缺陷、操作失誤、環(huán)境不利等，與使用時間關(guān)系不大（ 2）零件早期損耗 各零件壽命有長有短3. 磨損故障期 在使用時間較長以后。特點：故障率明顯上升。故障原因：零件磨損到一定程度，有的零件接近失效或已經(jīng)失效。2. 配合件磨損規(guī)律，如何指導使用和維修配合件磨損規(guī)律：表示配合件的磨損與使用時間的關(guān)系。3. 使用極限、允許極限使用極限指產(chǎn)品尚未達到損壞或不能工作狀態(tài)，但繼續(xù)使用，可靠性將降低

7、到不能允許的程度。? 是能否正常使用的界限? 達到此極限時，磨損急劇增加、性能急劇惡化，必須修理。允許極限指產(chǎn)品在下次保養(yǎng)或修理之前還能繼續(xù)維持正?？煽抗ぷ鳎怀鍪褂脴O限的狀態(tài)。? 是立即修理還是下次修理的界限。? 用來判斷能否繼續(xù)工作一個修理間隔期，取決于維修制度。4. 大修、小修的定義、內(nèi)容、要達到的標準大修：是全面徹底的恢復性修理。 要求：對整機拆卸檢查，修復或更換已磨損的零部件，對基礎(chǔ)件進行全面修理。 內(nèi)容：恢復組合件的配合間隙或緊度、基礎(chǔ)件的尺寸鏈、零部件之間的相互位置精度。修復后進行磨合、試驗、調(diào)整、試運轉(zhuǎn)。 大修后的機器，其各項性能指標要達到或接近新機器的標準。 小修：是局部性

8、（平衡性）修理。目的：恢復機器局部部位的工作能力，使各總成之間的工作能力相互適應，使整機達到平衡。 內(nèi)容（以汽車拖拉機為例） ：對發(fā)動機進行拆卸、檢查與調(diào)整，修復或更換磨損的零件 .對底盤只進行檢查與調(diào)整，必要時局部拆卸，更換或修復已磨損的零部件。小修后的機器要恢復到正常的技術(shù)狀態(tài)。5. 機械維修方式的分類及概念維修方式包括：維修內(nèi)容、維修時間 保證機器設(shè)備的可靠性和正常技術(shù)狀態(tài)。 維修原則 使各項維修工作既適用、有效，又合理、經(jīng)濟。一、事后維修 機器設(shè)備發(fā)生故障停機后再進行修理。二、定期維修 按預訂的時間間隔或檢修周期來進行計劃修理。三、視情維修 不規(guī)定修理周期， 而是定期或連續(xù)地進行對機械

9、設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測， 根據(jù)監(jiān)測結(jié)果、 故障發(fā)展趨勢，在必要時進行修理6. 計劃預防維修制度的特點按時保養(yǎng)，定期檢查，計劃修理。以機器主要零部件磨損規(guī)律為基礎(chǔ)，決定修理類別、間距、內(nèi)容。 特點：計劃 找出合理的使用期限（修理間距） 。預防在發(fā)生故障前，即在零部件磨損達到極限值以前進行修理第五章1. 機械故障診斷的概念 故障診斷：用不拆卸情況下便于測知的參數(shù)來間接推斷機械的技術(shù)狀態(tài)，判斷是否存在故障（包括 已顯現(xiàn)的和潛在的故障） 、推算剩余壽命、預報故障趨勢。2. 振動診斷如何判斷故障，測量哪些參量 振動診斷就是通過對機器外部振動測量來診斷機器內(nèi)部的毛病。 通過對實測振動信號的分析處理，借助一定的診

10、斷策略，判斷所測對象的運行狀態(tài)。振動幅度分析 是否有故障？振動頻率分析 故障在哪？參量：按振動頻率選擇 低頻振動測位移，中頻振動測速度，高頻振動測加速度。不正常的振動信息， 頻率范圍一般超過 1kHz ，高頻信息非常重要， 因此加速度值和頻率是 重要的參數(shù)。振動幅值 測速度、加速度時采用有效值，反映振動能量大小。測量變形時采用位移峰 值，反映瞬時情況。3. 滲透檢測的原理 用熒光滲透液或者著色滲透液來顯示放大的缺陷痕跡，從而能用肉眼檢查零件表面的開口缺陷。4. 磁粉檢測的原理把有橫向裂紋的強磁性材料（鋼鐵）進行磁化處理，在裂紋處由于磁性不連續(xù)而呈現(xiàn)磁極，撒上磁粉，裂紋處吸附磁粉而顯示缺陷第六章

11、1.鑄鐵焊接的特點(1)產(chǎn)生裂紋? 施焊時存在加熱和冷卻過程。? 焊區(qū)體積膨脹和收縮，受到周圍未加熱區(qū)的阻礙，產(chǎn)生拉應力，超過鑄鐵的抗拉強度時，產(chǎn) 生裂紋。? 在焊接過程和焊后冷卻過程都可能發(fā)生。(2)產(chǎn)生白口? 白口鐵：鑄鐵中的碳以滲碳體( Fe3C )形式存在。? 焊區(qū)冷卻時向周圍傳熱快、冷卻速度快，碳來不及石墨化，形成滲碳體。? 白口鐵的機械性能很差：塑性接近零，脆性大，硬度高，焊后不能加工。(3)產(chǎn)生氣孔和夾渣? 產(chǎn)生氣孔的原因：焊區(qū)有油污、碳燃燒，產(chǎn)生 CO 氣體，焊條藥皮含水份，產(chǎn)生氫氣，冷卻 時來不及排出。? 產(chǎn)生夾渣的原因：鑄鐵含硅( Si )高，在高溫下，硅與氧化合形成難熔氧

12、化物 SiO2 。2. 什么是熱焊法焊前將工件預熱，在熱狀態(tài)下焊接，焊后保溫緩冷。減小焊區(qū)與周圍的溫度差，以減小熱應力和收縮應力，避免引起裂紋冷卻時間長，有利于石墨析出，防止出現(xiàn)白口。3. 什么是冷焊法，冷焊的工藝規(guī)范不預熱或局部低溫預熱，采用電弧焊。必須選擇合適的電焊條和工藝措施，才能保證焊接質(zhì)量。(a) 準備工作：清潔工件表面、鉆止裂孔，開坡口(與氣焊的要求一樣) 烘烤焊條，使藥皮干燥，在200 C烘烤2 h 。(b) 焊接規(guī)范：采取控制發(fā)熱量的措施。減小熱應力，防止產(chǎn)生裂紋；減小熔深，避免母材元素向焊縫過渡而產(chǎn)生白口。規(guī)范選擇：采用細焊條、小電流、短電?。徊扇《潭?、斷續(xù)、分散焊；每焊一段

13、，用尖錘敲擊焊縫，消除應力、氣孔；厚件采用多層焊。第十章1.氣缸圓柱度、圓度的檢測及處理方案氣缸圓柱度測量：磨損最大部位尺寸 底端未磨損部位尺寸計算圓柱度誤差=磨損最大部位尺寸-底 端未磨損部位尺寸2極限值：汽油機 0.1750.250mm ，柴油機0.10mm。達到或超過此值，應進行鏜缸、磨缸。圓度測量三個位置：磨損最大處（活塞在上止點時第一道活塞環(huán)位置）氣缸中部下部磨損最小處。每個截面測量縱橫兩個方向。計算圓度誤差：在同一截面上，互相垂直的兩直徑之差的1/2極限值： 汽油機0.0500.063mm柴油機0.0500.075mm達到或超過此值，應進行鏜缸、磨缸。2. 修理尺寸法?用機械加工的

14、方法對配合件中的某一個零件改變尺寸（加大或縮小），恢復原來的形狀精度和表面粗糙度，并更換與之相配合的零件，恢復正確的配合。?只考慮恢復配合性質(zhì)，允許加工后的尺寸（修理尺寸）與原來的標準尺寸不同。?對易損零件，國家制訂了修理尺寸標準，并且由配件廠供應修理尺寸的配件。3. 氣缸修理尺寸的確定?在氣缸標準直徑上，每加大 0.25mm為一級，分為6級。?不同型號的發(fā)動機，允許加大的級數(shù)不同。?修理尺寸：Dx > Dmax + XDmax磨損最大氣缸的最大直徑（mm ）X以直徑計算的加工余量（mm ）般為0.10.2mm （包括鏜缸和磨缸的余量）4. 曲軸裂紋的處理方案處理：軸頸軸向裂紋，未裂至兩

15、端圓角處或油孔處時，允許使用軸頸橫向裂紋，淺裂紋經(jīng)過磨削能消除的，允許磨削修復，裂紋深的應予更換曲軸5. 曲軸軸頸磨損的檢測及處理方案圓柱度誤差：測量：磨損最大部位的最小直徑 磨損最小部位的最大直徑計算：圓柱度誤差二直徑差值的1/2處理：圓柱度誤差0.0125mm 時，應進行磨削。其它表面損傷：擦傷、起槽、燒蝕等，可通過觀察發(fā)現(xiàn)。 處理：小修時，對軸頸的較輕的表面損傷，可手工修磨。6 .曲軸修理尺寸的確定? 在軸頸標準直徑上，每縮小 0.25mm 為一級。? 不同發(fā)動機允許縮小量不同，最大縮小量不超過 1.5mm 。? 修理尺寸：Dx < Dmin XDmin 軸頸磨損最大部位的最小直徑（ mm ）X 以直徑計算的加工余量（ mm ），取 0.10.2mm7. 為什么要磨合 零件表面有加工痕跡、表面存在幾何形狀誤差和相互位置誤差。摩擦表面實際接觸面積極小，單位 面積承載壓力很大。如直接投入負荷運轉(zhuǎn)，將劇烈磨損。磨合的目的：防止破壞性磨損。以最小的磨損量和最短的磨合時間，改善零件表面的幾何形狀，消除 安裝偏差，建立起適合于工作條件要求的配合表面8. 什么是磨合配合件靠相互運動進行精細加工的過程。9. 怎樣磨合 在良好的潤滑