1、Lightway New Green Energy Co., Ltd设备机械故障诊断与维修设备机械故障诊断与维修目录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，丧失或降低其规定的功能及不能机械设备在运行过程中，丧失或降低其规定的功能及不能继续运行的现象。继续运行的现象。 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
2、 按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 按故障产生的原因分有按故障产生的原因分有： 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）严重故障）严重故障 3）一般故障）一般故障 4）轻度故障）轻度故障 故障故障通常采取几种分类法复合并用，如突发性的局部故障；磨损性的危通常采取几种分类法复合并用，如突发性
3、的局部故障；磨损性的危险故障等。由此看出故障的复杂性；严重性和起因等情况险故障等。由此看出故障的复杂性；严重性和起因等情况。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）使用因素对故障的影响（二）使用因素对故障的影响 1
4、、工作负荷、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、形状和表面质量变化的现象称为相对运动的零件的摩擦表面发生尺寸、形状和表面质量变化的现象称为磨损磨损。 当机械零件配合面产生的磨损超过一定限度时，会引起配合性质的改当机械零件配合面产生的磨损超过一定限度时，会引起配合性质的改变，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重，变，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重，在这种情况下极易发生事故。一般机械设备中约有在这种情况下极易发生事故。一般机械设备中约有80%的零件因
5、磨损而失的零件因磨损而失效报废。效报废。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、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段过程一般可分为磨合（跑合）阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段, ,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，磨损可分为以下几种类型：粘按摩擦表面
6、破坏的机理和特征不同，磨损可分为以下几种类型：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。3 3、防止或减少磨损的对策、防止或减少磨损的对策 根据磨损的理论研究，结合生产实践经验，防止或减少磨损的方法根据磨损的理论研究，结合生产实践经验，防止或减少磨损的方法与途径有以下几方面。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、进行表面处理、进行表面处理 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、正确使用和维护。、正确使用和维护。零件
7、的磨损零件的磨损 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
8、条件，采用相应的表面处理工艺；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
9、选用润滑油粘度，并适量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
10、或构件在外力的作用下，产生形状或尺寸变化的现象称为变形。机械零件或构件在外力的作用下，产生形状或尺寸变化的现象称为变形。过量的变形是机械失效的重要类型，也是判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，也是判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）防止和减少机械零件变形的对策）防止和减少机械零件变形的对策 变形是不可避免的，我们可从下列三个方面采取相应的对策防止和变形是不可避免的，我们可从下列三个方面采取
11、相应的对策防止和减少机械零件变形。减少机械零件变形。 （1 1）设计方面）设计方面 1 1）正确选用材料，注意工艺性能。）正确选用材料，注意工艺性能。 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，注意应用新技术、新工艺和新材料，减少制造时的）在设计中，注意应用新技术、新工艺和新材料，减少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，既要满足恢复零件的尺寸、配合精度、在修理中，既要满足恢复零件的尺寸、配合精度、表面质量等技术要求，还要检查和修复主要零件的形状、位置误差。表面质量等技术要求，还要检查和修复主要零件
12、的形状、位置误差。 （3 3）使用方面）使用方面 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，避免局部超载或过热等。机械设备的检查和维护，不超负荷运行，避免局部超载或过热等。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
13、的机会很少，但机械零件的断裂往往会造成严重的机械事故，产生严重的后果，是机械零件的断裂往往会造成严重的机械事故，产生严重的后果，是一种最危险的失效形式。一种最危险的失效形式。零件的断裂零件的断裂 二、减少或消除机械零件断裂的对策二、减少或消除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, ,尽可能减少或避免应力集中尽可能减少或避免应力集中, ,合理合理选择材料。选择材料。 2 2工艺工艺 采用合理的工艺的结构采用合理的工艺的结构, ,注意消除残余应力注意消除残余应力, ,严格控制热处理严格控制热处理工艺。工艺。 3 3使用使用 按设备说明书操作使用机电设备按
14、设备说明书操作使用机电设备, ,严格杜绝超载使用机电设严格杜绝超载使用机电设备。备。机械故障修复方法机械故障修复方法主要恢复配合性质的修理方法主要恢复配合性质的修理方法既恢复配合性质又恢复零件形既恢复配合性质又恢复零件形状和尺寸的修理方法状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恢复配合件原有的配合关系，一般利用调整螺栓紧度
15、或调整垫片厚度来恢复配合件原有的配合关系，修理时不用对配合件进行加工修理时不用对配合件进行加工(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恢复到原始配合间隙片厚度的方法使其恢复到原始配合间隙。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配合件中较贵重零件进行机械加工恢复其几何形状，同时在进行修理时对配合件中较贵重零件进行机械加工恢复其几何形状，同时得到一个新的尺寸，然后将配合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，然后将配合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配合的零件，使该配合件的配合
16、间隙恢复到初始间的与经过加工的零件相配合的零件，使该配合件的配合间隙恢复到初始间隙，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配合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配合件的
17、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，然后加工至配合尺寸，使配合性质达到压入或螺纹拧入或焊至原零件上，然后加工至配合尺寸，使配合性质达到要求要求。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离的金属焊件牢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离的金属焊件牢固地结合成整体的，根据焊接设备不同，焊接有气焊和电焊等，许多断裂和磨损零件多体的，根据焊接设备不同，焊接有气焊和电
18、焊等，许多断裂和磨损零件多半是采用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，半是采用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，以达到恢复原几何形状和尺寸以达到恢复原几何形状和尺寸。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。用此法可以完全恢复旧滑动轴承的性能标氏合金的工艺过程叫做补铸法。用此法可以完全恢复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
19、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，形成一层比较牢固的机械结合层。的表面上，形成一层比较牢固的机械结合层。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
