机电设备故障诊断与维修技术培训课程课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机电设备维修技术,*,机电设备故障及零部件失效机理,机电设备故障诊断,与,维修技术,高等教育出版社,电气控制系 王志坚,2024/8/20,1,机电设备维修技术,机电设备故障诊断电气控制系 王志坚2023/8/291机电,第一节 概述,一、故障的定义,二、故障的分类,三、故障的规律,2024/8/20,2,机电设备维修技术,第一节 概述一、故障的定义2023/8/292机电设备维修技,一、故障的含义,什么是故障？,故障,机电设备,全部或部分,丧失原有的功能。,故障诊断,在机电设备运行中，根据设备的故障现象，在掌握机电设备各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。,2024/8/20,3,机电设备维修技术,一、故障的含义什么是故障？2023/8/293机电设备维修技,一、故障的含义,故障研究的目的：,查明故障模式,追寻故障机理,探求减少故障的方法,提高机电设备的可靠程度和有效利用率。,2024/8/20,4,机电设备维修技术,一、故障的含义故障研究的目的：2023/8/294机电设备维,一、故障的含义,故障的两层含义：,1,）机械系统偏离正常功能,形成的主要原因是机械系统的工作条件不正常引起的，可以通过调节参数、修复零部件消除故障，使得设备恢复正常。,2,）功能失效,系统连续偏离正常功能，并且偏离程度不断加剧，使得设备基本功能得不到保障，一般零件失效可以更换，关键零件失效会导致整机功能丧失。,2024/8/20,5,机电设备维修技术,一、故障的含义故障的两层含义：2023/8/295机电设备维,关于功能失效的基本概念：,1,）失效的原因：,零件失去设计所要求的效能（功能）。,2,）失效的模式：,即失效的外在表现形式。常见的失效形式主要有磨损、腐蚀、过量变形、断裂,3,）失效的机理：,失效的物理、化学、机械等变化的过程和内在原因的实质。,一、故障的含义,2024/8/20,6,机电设备维修技术,关于功能失效的基本概念：2）失效的模式：即失效的外在表现形式,一、故障的含义,2024/8/20,7,机电设备维修技术,一、故障的含义2023/8/297机电设备维修技术,故障诊断的基本方法,(,与医学方法的对比,),医学诊断方法,设备诊断方法,原理及特征信息,中医：望 闻 问 切,听摸看闻,通过形貌、声音、温度、颜色的变化来诊断,听心率 做心电图,振动与噪声监测,通过振动大小与变化规律来诊断,量体温,温度检测,观察温度变化,验血 验尿,油波分析,观察物理化学成分及细胞形态的变化,量血压,应力应变测量,观察压力或应力变化,问病史,查阅技术档案资料,找规律 查原因 做判别,X,射线 超声波检查,非破坏性检测,(,裂纹,),观察内部肌体缺陷,2024/8/20,8,机电设备维修技术,故障诊断的基本方法(与医学方法的对比)医学诊断方法设备诊断方,二、故障的分类,1.,按故障性质分：,1,）间歇性故障：,设备只是在短期内丧失某些功能,在对设备稍加修理调试或在外部干扰消失后,功能即可恢复,.,多半由机电设备外部原因如工人误操作、气候变化,、,环境设施不良等因素引起,2,）永久性故障,：,此类故障必须经人工修理才能恢复功能,.,该故障一般是因为某些零部件损坏引起的,2024/8/20,9,机电设备维修技术,二、故障的分类1.按故障性质分：2023/8/299机电设备,二、故障的分类,2.,按故障程度分：,1,）局部性故障,设备只是某一部功能丧失,不影响设备其它功能的实现,(,如冷却电机,),2,）整体性故障,虽然设备只是某一部功能丧失,但却使设备整体功能不能实现,(,如主电动机故障,),2024/8/20,10,机电设备维修技术,二、故障的分类2.按故障程度分：2023/8/2910机电设,二、故障的分类,3.,按故障形成速度分,1,）突发性故障,故障发生具有偶然性和突发性,一般与设备使用时间无关,故障发生前无明显征兆,通过早期试验或测试很难预测,一般是由工艺系统本身不利因素与偶然的外界影响因素共同作用的结果,2,）缓变性故障,故障发展缓慢,一般在设备有效寿命的后期出现,其发生概率与使用时间有关,能够通过早期试验或测试进行预测,通常是因零部件的腐蚀磨损疲劳以及老化等发展形成的,2024/8/20,11,机电设备维修技术,二、故障的分类3.按故障形成速度分2023/8/2911机电,二、故障的分类,4.,按故障形成原因分：,操作或管理失误形成的故障,设备未按原设计规定的条件使用,形成设备错用、精机粗用。,设备内在原因形成的故障,一般是设备由于设计、制造遗留下的缺陷,(,如加工残余应力、局部薄弱环节等,),或材料内部潜在的缺陷造成的。,该故障无法预测,是突发性故障的重要原因,自然故障,设备在有效期内,因受到外部或内部多种自然因素影响而引起的故障,如正常情况下零部件的磨损,、,断裂,、,腐蚀、变形,、,蠕变,、,疲劳以及老化等。,2024/8/20,12,机电设备维修技术,二、故障的分类4.按故障形成原因分：2023/8/2912机,二、故障的分类,5.,按故障造成的后果分：,致命故障,危及或导致伤亡、引起设备报废或造成重大经济损失的故障,.,如机架或机体断裂、车轮脱落、发动机总成报废等,严重故障,是指严重影响设备正常使用,在短期内无法排除的故障,.,如发动机烧瓦、曲轴断裂、箱体开裂、齿轮损坏等,一般故障,指影响设备正常使用,但在短期内能排除的故障,.,如,V,型带断裂、操纵手轮手柄损坏、电器开关损坏、轻微渗漏和一般紧固件松动等,2024/8/20,13,机电设备维修技术,二、故障的分类5.按故障造成的后果分：2023/8/2913,二、故障的分类,6.,按故障表现形式分,功能故障、潜在故障。,7.,按故障形成的时间分,早期故障、随时间变化的故障、随机故障。,8.,按故障程度和形成快慢分,破坏性故障、渐衰失效性故障。,2024/8/20,14,机电设备维修技术,二、故障的分类6.按故障表现形式分功能故障、潜在故障。202,二、故障的规律,T1,早期故障期,T2,随机故障期,T3,耗损故障期,(,设计、制造,) (,设计、零部件缺陷,(,耗损,),维护不良、操作不当,),故障率浴盆曲线,2024/8/20,15,机电设备维修技术,二、故障的规律T1早期故障期 T2随机故障期,第二节 机械零件的磨损,世界近一半的能源,摩擦和磨损,80%,零件的失效,磨损,机械零件的磨损是零件失效的主要模式,设备零件失效报废,80,是由磨损引起的,2024/8/20,16,机电设备维修技术,第二节 机械零件的磨损世界近一半的能源摩擦和磨损2023,第二节 机械零件的磨损,两个物体接触,摩擦,磨损,磨损：微观和动态的过程：,1,）外形和尺寸变化,2,）其他各种物理、化学和机械的变化,通常将磨损分为,粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损,五种形式。,2024/8/20,17,机电设备维修技术,第二节 机械零件的磨损两个物体接触摩擦磨损2023/,一、磨件磨损的一般规律,1.,跑合（磨合）磨损阶段,磨合的初期摩擦副表面具有微观波峰,使得零件间实际接触面积较小,接触应力很大,因此零件表面的塑性变形大、磨损速度快,选择合理的载荷速度和润滑等参数是缩短磨合期的关键因素。,磨损特性曲线,2024/8/20,18,机电设备维修技术,一、磨件磨损的一般规律1.跑合（磨合）磨损阶段磨损特性曲线2,一、磨件磨损的一般规律,磨损特性曲线,2.,稳定磨损,(,正常工作,),阶段,随着磨合的进行表面粗糙峰逐渐磨平,实际接触面逐渐增大,另一方面由于塑性变形导致冷作硬化,因此磨损速率下降至稳定状态,正常磨损条件已建立,该阶段的持续时间较长,合理地使用保养与维护设备是延长该阶段的关键,2024/8/20,19,机电设备维修技术,一、磨件磨损的一般规律磨损特性曲线2.稳定磨损(正常工作)阶,一、磨件磨损的一般规律,磨损特性曲线,3.,急剧,(,崩溃,),磨损阶段,随着磨合的长期进行,实际接触面间隙逐渐增大,造成润滑条件改变,配合间隙增大,几何变形,易产生冲击等因素使磨损速率加快乃至急剧增加,.,此时,机械效率明显下降,精度降低,若不采取相应措施有可能导致设备故障或意外事故,及时发现和修复将进入该阶段工作的零部件是关键,2024/8/20,20,机电设备维修技术,一、磨件磨损的一般规律磨损特性曲线3.急剧(崩溃)磨损阶段2,二、磨损的类型,根据磨损结果,点蚀磨损,胶合磨损,擦伤磨损,磨料磨损,疲劳磨损,粘着磨损,腐蚀磨损,微动磨损,根据磨损机理,2024/8/20,21,机电设备维修技术,二、磨损的类型根据磨损结果点蚀磨损磨料磨损根据磨损机理202,二、磨损的类型,磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副,（摩擦副就是相接触的两个物体产生摩擦而组成的一个摩擦体系）,的接触表面之间存在这硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触表面上有明显的切削痕迹。,（一）磨料磨损,2024/8/20,22,机电设备维修技术,二、磨损的类型 磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副,金属表面发生局部塑性变形,磨粒嵌入金属表面，切割金属表面,表面被划伤,（一）磨料磨损,磨料磨损的过程：,2024/8/20,23,机电设备维修技术,金属表面发生局部塑性变形磨粒嵌入金属表面，切割金属表面表面被,（一）磨料磨损,1.,磨料磨损的机理,（,1,）微量切削：,磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的，微切削大多呈螺旋状、弯曲状或环状。,（,2,）疲劳破坏：,磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力和变形，使材料表面疲劳破坏，并呈小颗粒状态从表层脱落下来。,2024/8/20,24,机电设备维修技术,（一）磨料磨损1. 磨料磨损的机理（1）微量切削：磨料磨损主,（一）磨料磨损,1.,磨料磨损的机理,（,3,）压痕破坏：,塑性较大的材料，因磨料在载荷的作用下压入材料的表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物。,（,4,）断裂：,磨料压入和划擦金属表面时，压痕处的金属要产生变形，磨料压入深度达到临界值时，伴随压入而产生的拉伸应力足以产生裂纹。,2024/8/20,25,机电设备维修技术,（一）磨料磨损1. 磨料磨损的机理（3）压痕破坏：塑性较大的,2.,磨料磨损的分类,（一）磨料磨损,2024/8/20,26,机电设备维修技术,2. 磨料磨损的分类（一）磨料磨损2023/8/2926机电,3.,影响磨料磨损的主要因素,由于磨料磨损主要是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，而影响它的因素也就取决于这两方面。,（,1,）磨料：,磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小有,密切关系，如下：,。磨料相对于摩擦面材料硬度越大，磨损越严重；,。呈棱角状的磨料比圆滑状的挤切能力强，磨损率高；,。在一定粒度范围内，摩擦表面的磨损量随磨料尺寸的增加而按比例较快增长，但磨粒达到临界尺寸后，磨损量基本不变。（由于本身的缺陷和裂纹导致磨料的抗拉强度降低，容易断碎破裂）,（一）磨料磨损,2024/8/20,27,机电设备维修技术,3. 影响磨料磨损的主要因素由于磨料磨损主要是由磨料颗粒与摩,3.,影响磨料磨损的主要因素,（,2,）摩擦表面材料：,摩擦表面材料的显微组织，力学性能如硬度、断裂韧度、弹性模量等，与磨料磨损也有很大的关系。,一定范围内，硬度越高，材料越耐磨；,断裂韧度反应了材料对裂纹的产生和扩散的敏感性；,弹性模量反映出被磨材料是否能以弹性变形的形式去适应磨料，允许磨料通过而不发生塑性变形或切削作用，避免或减轻磨损程度。,（一）磨料磨损,2024/8/20,28,机电设备维修技术,3. 影响磨料磨损的主要因素（2）摩擦表面材料：摩擦表面材料,（,4,）磨料磨损的防止措施,提高表面硬度（从选材方面）；,b),减少磨粒数量（从工作状况方面）。,（一）磨料磨损,2024/8/20,29,机电设备维修技术,（4）磨料磨损的防止措施（一）磨料磨损2023/8/2929,二、磨损的类型,（二）疲劳磨损（麻点磨损、接触疲劳）,定义：,零件工作面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力的长期作用下引起的表面疲劳剥落破坏的现象。,疲劳磨损机理：,按裂纹产生的位置，疲劳磨损的机理有两种情况：,(1),滚动接触疲劳磨损 滚动接触过程中，材料表层受到周期性载荷作用，引起塑性变形，表面硬化，最后在表面出现初始裂纹，并沿与滚动方向呈,45,方向由表向里扩展。,2024/8/20,30,机电设备维修技术,二、磨损的类型（二）疲劳磨损（麻点磨损、接触疲劳）定义：零件,（二）疲劳磨损（麻点磨损、接触疲劳）,1.,疲劳磨损机理：,（,2,）滚滑接触疲劳磨损 两滚动接触物体在距表面下,0.786b,处切应力最大，该处塑性变形最剧烈，在周期性载荷作用下的反复变形使材料局部弱化，并在该处首先出现裂纹，在滑动摩擦力引起的切应力和法向载荷引起的切应力叠加作用下，使最大切应力从,0.786b(,b,为平面接触区的半宽度,),处向表面移动。,(,二,),疲劳磨损,2024/8/20,31,机电设备维修技术,（二）疲劳磨损（麻点磨损、接触疲劳）1. 疲劳磨损机理：(二,(,二,),疲劳磨损,2.,影响接触疲劳磨损的主要因素：,（,1,）材质,（,2,）接触表面粗糙度 适当降低表面粗糙度可有效提高抗疲劳磨损能力,（,3,）表面残余内应力 表层在一定深度范围内存在有残余应力，不仅可提高弯曲、扭转疲劳抗力，还能提高接触疲劳抗力，减小疲劳磨损。（过大残余应力反而有害）,（,4,）其他因素 装配精度、润滑油粘度、润滑油中的化学添加剂等,含有杂质,应力集中,裂纹,降低接触疲劳寿命,材料组织状态：晶粒细小、均匀，碳化物成球状且均匀分布,硬度在一定范围内增加，其接触疲劳抗力将随之增大,2024/8/20,32,机电设备维修技术,(二) 疲劳磨损2. 影响接触疲劳磨损的主要因素：（1）材质,（,3,）疲劳磨损的主要防止措施,a.,提高材料硬度；,b.,提高材料纯度；,c.,提高零件心部和表面强度；,d.,减小表面粗糙度。,(,二,),疲劳磨损,2024/8/20,33,机电设备维修技术,（3）疲劳磨损的主要防止措施(二) 疲劳磨损2023/8/2,(,三,),粘着磨损,定义：,当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对的运动时，由于粘着作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着磨损。,粘着磨损又称粘附磨损。,2024/8/20,34,机电设备维修技术,(三) 粘着磨损定义：当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发,2.,粘着磨损的分类,3.,影响粘着磨损的因素,（,1,）摩擦表面的状态（洁净程度和粗糙度）,（,2,）摩擦表面的材料的成分和金相组织,1.,粘着磨损机理,载荷和相对运动,粘着,剪断,再粘着,(,三,),粘着磨损,2024/8/20,35,机电设备维修技术,2. 粘着磨损的分类3. 影响粘着磨损的因素（1）摩擦表面的,(,三,),粘着磨损,类别,破坏现象,损坏原因,实例,轻微磨损,剪切破坏发生在粘着结合面上，表面转移的材料极轻微,粘着结合强度比摩擦副的两个基体金属都弱,轴与滑动轴承、缸套与活塞环,涂抹,剪切破坏发生在离粘着结合部不远的较软金属层内，软金属涂抹在硬金属表面,粘着结合强度大于较软金属的抗剪强度,主轴轴颈与巴士合金轴瓦、重载蜗轮副,擦伤,剪切破坏，主要发生在较软金属的亚表层内，有时硬金属的亚表层也有划痕,粘着结合强度比两基体金属抗剪强度都高，转移到硬面上的粘着物质又拉削软金属表面,减速器齿轮表面、内燃机铝活塞壁与缸体,撕脱,剪切破坏发生在摩擦副一方或两方金属较深处,粘着结合强度大于任一基体金属的抗剪强度，剪切应力高于粘着结合强度,主轴,-,轴瓦,咬死,摩擦副之间咬死，不能相对运动,粘着结合强度比任一基体金属的抗剪强度都高，且粘着区域大，切应力低于粘着结合强度,齿轮油泵中的轴与轴承、齿轮副、不锈钢螺栓与螺母,2024/8/20,36,机电设备维修技术,(三) 粘着磨损类别破坏现象损坏原因实例轻微磨损 剪,（,3,）粘着磨损的特点：磨损速度大；破坏严重。,（,4,）防止措施,合理选材，摩擦幅配对材料选用硬度差较大的异类材料,；,例如蜗杆用,40Cr(,铬,),，蜗轮用铜材,;,提高表面硬度；,合理设计减小接触压应力；,减小表面粗糙度。,局部粘着,粘着处被撕掉,金属表面被划伤或者金属屑粒脱落或迁移,(,三,),粘着磨损,2024/8/20,37,机电设备维修技术,（3）粘着磨损的特点：磨损速度大；破坏严重。（4）防止措施局,(,四,),微动磨损,定义：,两个接触表面由于受相对低振幅震荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。产生于相对静止的接合零件上，往往易被忽视。,特点：,外界变动载荷作用下，产生很小振幅的相对运动。,后果：,配合精度下降，紧配合部件紧度下降甚至松动，连接件松动乃至分离。,2024/8/20,38,机电设备维修技术,(四) 微动磨损定义：两个接触表面由于受相对低振幅震荡运动而,(,四,),微动磨损,1.,微动磨损的机理,2.,影响微动磨损的主要因素,微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损形式。,实践与试验表明，外界条件（载荷、振幅、温度、润滑等）及材质对微动磨损影响相当大。,2024/8/20,39,机电设备维修技术,(四) 微动磨损1. 微动磨损的机理2. 影响微动磨损的主要,第三节 金属零件的腐蚀,问 题,1,什么是腐蚀？可分为几类？,高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热钢为什么具有抗高温氧化能力？,发生电化学腐蚀的条件是什么？,改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么,2024/8/20,40,机电设备维修技术,第三节 金属零件的腐蚀问 题2023/8/2940机,定义：,金属零件的腐蚀损伤，是指金属材料与周围介质产生化学或电化学反应而导致的破坏。金属腐蚀是普遍存在的自然现象。,(,化学腐蚀和电化学腐蚀）,分类：,化学腐蚀,电化学腐蚀,金属零件的腐蚀,2024/8/20,41,机电设备维修技术,定义：金属零件的腐蚀损伤，是指金属材料与周围介质产生化学或电,一、金属零件的化学腐蚀,定义：,单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。（腐蚀过程中不产生电流）,化学腐蚀过程（以高温氧化腐蚀为主）,高温氧化过程：,（,1,）金属失去电子成为金属离子,（,2,）氧原子吸收电子成为氧离子,（,3,）金属离子和氧离子结合为金属氧化物,2024/8/20,42,机电设备维修技术,一、金属零件的化学腐蚀定义：单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学,一、金属零件的化学腐蚀,膜必须是紧密的，能完整的把金属表面全部覆盖住；,膜在气体介质中是稳定的；,膜和基体金属的结合力强，且具有一定的强度和塑性；,膜具有与基体金属相当的热膨胀系数。,基体金属能否继续氧化，取决于氧化物薄膜是否致密。,提高钢抗氧化能力：,加入,Al,、,Si,、,Cr,等元素，与氧结合形成致密的氧化物膜，防止基体金属进一步氧化。,2024/8/20,43,机电设备维修技术,一、金属零件的化学腐蚀膜必须是紧密的，能完整的把金属表面全,防止化学腐蚀的措施：,常采用以下方式：,选择抗氧化材料如耐热钢、高温合金、陶瓷材料等；,b),零件表面涂层。,一、金属零件的化学腐蚀,2024/8/20,44,机电设备维修技术,防止化学腐蚀的措施：一、金属零件的化学腐蚀2023/8/29,二、金属零件的电化学腐蚀,常见的电化学,腐蚀形式有：,在熔融盐中的腐蚀,大气腐蚀（潮湿空气）,土壤腐蚀（地下管线）,在电解质溶液中的腐蚀,定义：,电化学腐蚀是金属与电解物质接触时产生的腐蚀。（产生电流）,2024/8/20,45,机电设备维修技术,二、金属零件的电化学腐蚀常见的电化学在熔融盐中的腐蚀大气,二、金属零件的电化学腐蚀,电化学腐蚀的根本原因：,是腐蚀电池的形成。需要形成腐蚀电池的三个条件是：,有两个或两个以上的不同电极电位的物体，或在同一物体具有不同电极电位的区域，以形成正、负极；,电极之间需要有导体相连接或电极直接接触；,要有电解液。,电化学腐蚀形成条件：,存在电极电位差，并且相互接触并处于相互联通的电介质溶液中形成微电池。,2024/8/20,46,机电设备维修技术,二、金属零件的电化学腐蚀电化学腐蚀的根本原因：有两个或两个,二、金属零件的电化学腐蚀,减轻电化学腐蚀危害的措施：,正确选材：选择耐腐蚀材料,2.,合理设计,:,牺牲阳极保护法 、外加电流保护法,3.,覆盖保护层：表面涂层,采用喷油漆，涂油脂，电镀，喷镀或表面钝化等方法是金属与介质隔离，以防腐蚀,4.,电化学保护,:,电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。,金属活动性顺序表：,K,、,Ca,、,Na,、,Mg,、,Al,、,Zn,、,Fe,、,Sn,、,Pb,、（,H,）、,Cu,、,Hg,、,Ag,、,Pt,、,Au,2024/8/20,47,机电设备维修技术,二、金属零件的电化学腐蚀减轻电化学腐蚀危害的措施：正确选材：,二、金属零件的电化学腐蚀,减轻电化学腐蚀危害的措施：,5.,添加缓蚀剂：在腐蚀性介质中加入少量能减少腐蚀速度的物质，即缓蚀剂，可减轻腐蚀。,6.,改变环境条件：即将环境中的腐蚀介质除去，以减少其腐蚀作用。,2024/8/20,48,机电设备维修技术,二、金属零件的电化学腐蚀减轻电化学腐蚀危害的措施：5. 添加,金属零件腐蚀的应用：,金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害，但也可以利用腐蚀的原理为生产服务，发展为腐蚀加工技术。例如，在电子工业上，广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上，然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀，就可以得到线条清晰的印刷电路板。三氯化铁腐蚀铜的反应如下：,2FeCl3 + Cu=2FeC12 + CuCl2,此外，还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术，比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好，分辨率更高。,金属零件腐蚀的工业应用,2024/8/20,49,机电设备维修技术,金属零件腐蚀的应用：金属零件腐蚀的工业应用2023/8/29,三、气蚀,气蚀是一种比较复杂的破坏现象，它不单是机械作用，还有化学、电化学作用，当液体中含有杂质或磨粒时，就会加剧这一破坏过程。,气蚀的实质：,气泡被压溃瞬时产生的局部高压和微射流冲击金属的反复作用，使零件表面发生塑性变形，导致疲劳损坏而脱落。,当液体中含有杂质或磨粒时，会加剧这一破坏过程。,2024/8/20,50,机电设备维修技术,三、气蚀气蚀是一种比较复杂的破坏现象，它不单是机械作用，还有,三、气蚀,气蚀的危害,1,、产生振动和噪声：,气泡溃灭时，液体质点互相撞击，同时也撞击金属表面，产生各种频率的噪声，严重时可听见泵内有“劈啪”的爆炸声，同时引起机组振动。,2,、降低泵的性能：,汽蚀产生了大量的气泡，堵塞了流道，破坏了泵内液体的连续流动，使泵的流量、扬程和效率明显下降。,2024/8/20,51,机电设备维修技术,三、气蚀气蚀的危害2023/8/2951机电设备维修技术,三、气蚀,气蚀的危害,3,、破坏过流部件：,因机械剥蚀和电化学腐蚀的作用，使金属材料发生破坏，通常受汽蚀破坏的部位多在叶轮出口附近和排液室进口附近。汽蚀初期，表现为金属表面出现麻点，继而表面呈现海绵状、沟槽状、蜂窝状、鱼鳞状等痕迹；严重时可造成叶片或前后盖板穿孔、甚至叶轮破裂，酿成严重事故。,2024/8/20,52,机电设备维修技术,三、气蚀气蚀的危害2023/8/2952机电设备维修技术,产生原因：,1,）油液的抗泡沫性差，就很容易产生泡沫，从而导致气蚀的发生。,2,）油液压力的变化频率过快、过高，也将直接造成气泡的形成，加速气泡的破裂速度。试验证明，压力变化频率高的部位出现气蚀的速度就会加快。如液压缸进、回油口处等，由于压力变化的频率相对较高，气蚀的程度也相对高于其他部位。,3,）油液过热也会增加气蚀发生的几率。,常见气蚀原因,1,：,液压油质量不合格,2024/8/20,53,机电设备维修技术,产生原因：常见气蚀原因1：液压油质量不合格2023/8/29,产生原因：,由于在装配或维修时未注意使液压系统充分排气，从而导致系统中存在气体，在高温、高压的作用下即可产生气蚀。,常见气蚀原因,2,：,维修操作不当,2024/8/20,54,机电设备维修技术,产生原因：常见气蚀原因2：维修操作不当2023/8/2954,产生原因：,当冷却液中含有腐蚀介质，如各种酸根离子、氧化剂等，则易发生化学、电化学腐蚀等，在它们的联合作用下，也会加快气蚀的速度,;,若冷却系统维护得好，可预防气蚀的发生。例如，冷却系统散热器的压力盖，如果维护得好，就可以使散热器的冷却液压力始终高于蒸气压力，从而防止气蚀的产生。再如，冷却系统的节温器,;,一个性能良好的节温器可以使冷却液保持在合适的温度范围内，就能降低气泡破裂时所释放的能量。,常见气蚀原因,3,：,冷却液质量问题,2024/8/20,55,机电设备维修技术,产生原因：常见气蚀原因3：冷却液质量问题2023/8/295,1,）选用质量好的液压油，可以有效地防止液压系统在工作过程中出现气泡。,2,）在选用油液时，应根据不同地区的最低气温进行选择，并按油尺标准加注液压油。,3,）保持液压系统的清洁,(,加注液压油时，应防止将水分和其他杂质带入,),。,4,）经常检查液压油的油质、油位和油色，如果发现液压油中出现水泡、泡沫，或油液变成乳白色时，应认真地查找油液中空气的来源，并及时加以消除。,气蚀的预防措施,1,：,严把液压油选用关,2024/8/20,56,机电设备维修技术,1）选用质量好的液压油，可以有效地防止液压系统在工作过程中出,合理设计散热系统、防止油温过高，是保持液压油油温正常的关键。如果出现异常，应查找原因，及时排除。在操纵液压操纵杆和分配阀时，要力求平稳，不宜过快、过猛，也不宜频繁地加大发动机油门，尽量减轻液压油对液压元件的冲击。同时，还应及时地维护冷却系统，使冷却系统的温度保持在合适的范围内，以降低气泡破裂时释放的能量。在不影响冷却液正常循环的同时，可以适当地添加一定量地防腐添加剂来抑制锈蚀。,气蚀的预防措施,2,：,防止油温过高,2024/8/20,57,机电设备维修技术,合理设计散热系统、防止油温过高，是保持液压油油温正常的关键。,1,）在制造或修理液压缸的主要零件,(,如缸体、活塞杆等,),时，应按照装配尺寸的公差下限值进行装配，实践证明，这样可以很好地减少气蚀现象的发生。,2,）如果液压元件已经出现气蚀现象，则只能采用金相砂纸抛光技术除去气蚀的麻点和表面积炭，切不可用一般的细砂纸进行打磨处理。,知识延展：,金相砂纸：,505000,目,目：每平方英尺网孔数,一英尺,=25.4mm,气蚀的预防措施,3,：,保证液压元件结合面的正常间隙,2024/8/20,58,机电设备维修技术,1）在制造或修理液压缸的主要零件(如缸体、活塞杆等)时，应按,1,）液压缸在维修后，应使液压系统平稳地运转一定的时间，以使液压系统中的液压油得到充分循环。,2,）必要时，可将液压缸进油管,(,或回油管,),拆开，使液压油溢出，以达到单只液压缸排气的效果。,气蚀的预防措施,4,：,维修时注意排气,2024/8/20,59,机电设备维修技术,1）液压缸在维修后，应使液压系统平稳地运转一定的时间，以使液,1,）减小与液体接触表面的振动，以减少水击现象的发生。,2,）选用耐气蚀的材料。,3,）零件表面涂塑料、陶瓷等防气蚀材料，也可在表面镀铬。,4,）改进零件结构，减小表面粗糙度，减少涡流现象。,5,）水中添加乳化油，减小气泡爆破时的冲击力。,气蚀的其他预防措施：,2024/8/20,60,机电设备维修技术,1）减小与液体接触表面的振动，以减少水击现象的发生。2）选用,第四节 机械零件的变形,定义：,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，也是判断韧性的明显征兆。,变形量随着时间的不断增加，逐渐改变了产品的初始参数，当,超过允许极限,时，将,丧失,规定的,功能,。,2024/8/20,61,机电设备维修技术,第四节 机械零件的变形定义：机械零件或构件在外力的作用下，产,变形的种类,1,：弹性变形,根据外力去除后变形能否恢复，变形可分为,弹性变形,和,塑性变形,。,1,）弹性变形：,金属零件在作用应力小于材料屈服强度时产生的变形称为弹性变形,。,金属零件在使用过程中，若产生超过设计允许的弹性变形（称为超量弹性变形），则会影响零件正常工作。,2024/8/20,62,机电设备维修技术,变形的种类1：弹性变形根据外力去除后变形能否恢复，变形可分为,变形的种类,2,：塑性变形,定义：,机械零件在外载荷去除后留下来的一部分不可恢复的变形称为塑性变形或永久变形。,金属零件的塑性变形从宏观形貌特征上看主要有,翘曲变形,、,体积变形,和,时效变形,等。,2024/8/20,63,机电设备维修技术,变形的种类2：塑性变形定义：机械零件在外载荷去除后留下来的一,变形的种类,2,：塑性变形,（,1,）翘曲变形,当金属零件本身受到某种应力（机械应力、,热应力等）的作用，其实际应力值超过了金属在该状态下,的抗拉强度或抗剪强度后，就会产生呈翘曲、椭圆和歪扭,得塑性变形。常见于细长轴类、薄板状零件以及薄壁的环,形或套类零件。,（,2,）体积变形,金属零件在受热与冷却过程中，由于金相组织转变引起质量体积变化，导致金属零件体积胀缩的现象称为体积变形。,2024/8/20,64,机电设备维修技术,变形的种类2：塑性变形（1）翘曲变形 当金属零件本身受,减少变形的措施：,（,1,）设计,不仅要考虑零件的强度，还要重视零件的刚度和制造、装配、使用、拆卸和修理等问题。注意应用新技术、新工艺，减少制造时的内应力和变形。,（,2,）加工,采取一系列工艺措施来防止和减少变形。如对毛坯要进行时效以消除其残余内应力；高精度零件在精加工过程中必须安排人工时效。,（,3,）修理,在修理中，应制定出与变形有关的标准和修理规范；设计简单可靠、好用的专业量具和工夹具；尽量减少零件在修理过程中产生的应力和变形。,（,4,）使用,加强设备的管理，制定并严格执行操作规程，不超负荷运行，避免局部超载或过热，加强机械设备的检查和维护。,2024/8/20,65,机电设备维修技术,减少变形的措施：（1）设计 不仅要考虑零件的强度，还要,第五节 机械零件的断裂,静载荷和冲击载荷,断裂：材料在外力作用下发生局部开裂或分裂为两个或者两个以上部分的现象。,断裂的分类：脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、过载断裂,断裂过程：裂纹萌生和裂纹扩展,韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。,2024/8/20,66,机电设备维修技术,第五节 机械零件的断裂静载荷和冲击载荷2023/8/296,几种广泛采用的零件修理新技术,热喷涂技术,刷镀技术,堆焊,喷焊,粘接与胶结,管道带压密封技术,附：关于零件修复技术,2024/8/20,67,机电设备维修技术,几种广泛采用的零件修理新技术附：关于零件修复技术2023/8,1.,热喷涂技术,将粉末或线状的材料加热到熔化状态，用高速气流将熔化状态的材料吹成雾状，喷射在零件表面上，形成一层覆盖层。,几种广泛采用的零件修复新技术,2024/8/20,68,机电设备维修技术,1. 热喷涂技术几种广泛采用的零件修复新技术2023/8/2,2.,刷镀技术,用电解的方法在金属表面形成一层覆盖层。,几种广泛采用的零件修复新技术,2024/8/20,69,机电设备维修技术,2. 刷镀技术几种广泛采用的零件修复新技术2023/8/,几种广泛采用的零件修复新技术,3.,堆焊,在金属表面堆熔一层金属。,2024/8/20,70,机电设备维修技术,几种广泛采用的零件修复新技术3. 堆焊2023/8/29,几种广泛采用的零件修复新技术,4.,喷焊,将金属粉末加热后喷涂熔化在零件表面形成焊层。,2024/8/20,71,机电设备维修技术,几种广泛采用的零件修复新技术4. 喷焊2023/8/29,几种广泛采用的零件修复新技术,5.,粘接与胶接,粘接操作的工作环境，必须有利于保证粘接的质量。在环境因素当中湿度、温度、清洁度对粘接质量有重要影响。,2024/8/20,72,机电设备维修技术,几种广泛采用的零件修复新技术5. 粘接与胶接2023/8/,几种广泛采用的零件修复新技术,5.,粘接与胶接,湿度：,对于溶剂型胶粘剂若湿度大，涂胶后溶剂不易挥发，使粘接强度下降。许多胶粘剂在粘接金属时，雨天施工要比晴天的粘接强度低因此在雨天施工时，除非有干燥措施。否则质量难以保证。为了保证粘接质量必须控制环境空气相对湿度不大于,70,。,温度：,如果粘接场所的温度低，胶粘剂流动性就差，被粘表面温度也低，这些给胶粘剂湿润被粘表面造成困难。在粘接操作时室温不得低于,15,度。当然温度过高也不好，不易控制，最好不超过,25,度。,清洁度：,粘接现场要避免有尘土飞扬，对溶剂型胶粘剂，粘接现场需要较长时间敞晾。空气中灰尘大，会使涂胶面污染，影响粘接效果。,2024/8/20,73,机电设备维修技术,几种广泛采用的零件修复新技术 5. 粘接与胶接20,几种广泛采用的零件修复新技术,6.,管道带压密封,管道带压密封技术，是在管道泄漏部位装置堵漏夹具后，用高压泵或注射枪将由橡胶制剂制成的密封剂注入需要堵漏的部位夹具空腔中，并迅速固化，达到堵漏的目的。这项密封技术目前应用比较广泛。,管道带压密封技术广泛应用于石油、化工、化肥、炼油、医药、化纤、冶金、发电、供水、供热、煤气、天然气等连续生产的各种工业流程，以确保设备的正常运转和 生产安全，为企业挽回因泄漏带来的直接与间接经济损失。目前本技术已广泛受到各行业的采用和好评。,2024/8/20,74,机电设备维修技术,几种广泛采用的零件修复新技术 6. 管道带压密封20,The end,本节结束，,谢谢观赏！,2024/8/20,75,机电设备维修技术,The end本节结束，2023/8/2975机电设备维修技,