机电设备故障诊断与维修解析

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,唐山科技职业技术学院,T S K J,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,机械设备故障诊断与维修,授课：关晓光,9/30/2024,1,第一章,机械设备维修的基本概念,第二章,机械设备的润滑,第三章,机械设备的维护与修复,第四章,典型设备的维护与检修,第五章,设备维修制度,第六章,机械的装配与安装,9/30/2024,2,第一章 机械设备维修的基本概念,1.1,机器的磨损规律,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,3,在设备使用过程中，,机械零件,由于设计、材料、工艺及装配等各种原因，,丧失规定的功能,，无法继续工作的现象称为,失效,。,当机械设备的关键零部件失效，就意味着设备处于,故障,状态。,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,4,引起故障的原因：,1,、自身的缺陷（包括材料自身的问题及人为差错）,2,、环境因素（灰尘、温度、有害介质）。,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,5,你能想到哪些自行车的故障？,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,6,磨损的概念：,广义来说，系某种固体之一部分（包括从原子大小到固体粒子大小的东西）因,摩擦,被除掉的减量现象。,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,7,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,8,1.1,机器的磨损规律,补充：磨损的危害,9/30/2024,9,1.1,机器的磨损规律,磨损的两面性,有害的一面：如辊道、剪断机的剪刃、高炉的料钟等的磨损,可以用的一面：滑动轴承轴瓦的刮研,9/30/2024,10,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,11,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,12,转炉车间常见的磨损,滚键,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,13,转炉车间常见的磨损,汽化烟道漏水,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,14,关于磨损的几个假设（补充）：,1,、接触表面凹凸不平,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,15,关于磨损的几个假设（补充）：,2,、真实接触面积很小,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,16,关于磨损的几个假设（补充）：,3,、真实接触面积上的压强很大,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,17,磨损的典型曲线,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,18,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,19,自然磨损是不可避免的，因此我们的任务就是要对机件采取措施，提高机件的强度和耐磨性能，改善机件的工作条件，特别是对机件进行良好的润滑和维护，从而减少磨损强度，达到延长机器使用寿命的目的。,1.1,机器的磨损规律,9/30/2024,20,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,21,、机械磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,机械设备在工作过程中，因,机件间不断摩擦,或因,介质的冲刷，,其摩擦表面逐渐产生的的磨损。,1,、黏着磨损,2,、磨料磨损,9/30/2024,22,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,23,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,24,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,25,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,补充：为什么蜗杆硬，蜗轮软？,（,1,）蜗轮蜗杆传动机构工作时，涡轮和蜗杆处于相对滑动状态，必须防止磨损失效。而蜗杆的磨损面积远小于涡轮，如果两种零件的耐磨损能力相同，必然会出现蜗杆过早磨损失效，而此时涡轮的磨损会很微弱，这样的设计明显不合理，应该是两个零件几乎同步磨损。采用涡轮略软、蜗杆略硬的设计就可以实现此目的。此外，两种差异较大的材料形成摩擦副，其摩擦系数也远低于同种材料的。,9/30/2024,26,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,补充：为什么蜗杆硬，蜗轮软？,（,2,）蜗杆的制造难度较蜗轮的大，所以一般讲蜗杆多采用黑色金属制造，而蜗轮采用有色金属制造。当然也有用黑色金属制造的蜗轮，但是其硬度必低于蜗杆，就是因为要保护蜗杆的缘因。,9/30/2024,27,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,补充：为什么蜗杆硬，蜗轮软？,（,3,）蜗轮用青铜为原材料因为：,1,、青铜有润滑作用，有利于减小摩擦。,2,、青铜质地比较软，一般蜗杆的材料都比蜗轮硬，蜗轮是被动轮，蜗杆是主动轮一般都与电机相连，万一设备发生故障不能转动，电机可以通过蜗杆把质地软的蜗软损坏，来保护电机不被烧坏。,9/30/2024,28,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,29,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,即教材上的“撕脱”,9/30/2024,30,1,、黏着磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,31,学习下节内容前，先看一些视频,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,32,学习下节内容前，先看一些视频,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,33,学习下节内容前，先看一些视频,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,34,学习下节内容前，先看一些视频,1.2,机械零件常见磨损类型,筒式球磨机,9/30/2024,35,学习下节内容前，先看一些视频,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,36,2,、磨料磨损,生产中，磨粒磨损占整个磨损损失的一半以上,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,37,2,、磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,刮板输送机,9/30/2024,38,2,、磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,39,2,、磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,40,2,、磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,颚式破碎机,9/30/2024,41,2,、磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,42,2,、磨料磨损,凿削磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,43,2,、磨料磨损,高应力碾碎式磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,44,2,、磨料磨损,低应力磨料磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,45,影响机械磨损的因素,1,、润滑,2,、表面加工质量,3,、材料,4,、安装检修的质量,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,46,3,、疲劳磨损,概念：摩擦表面材料微观体积受,循环应力,作用产生重复变形，导致产生裂纹和分离出微片或颗粒的磨损称为疲劳磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,47,3,、疲劳磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,出现疲劳斑点后，机械的振动和噪声会急剧增加，精度大幅下降，机件的寿命也会迅速缩短,9/30/2024,48,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,49,3,、疲劳磨损,主因：接触应力,对策：,1,）降低接触应力,2,）改变材质,3,）提高油膜粘度,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,50,4,、腐蚀磨损,概念：在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应，使腐蚀和磨损共同作用而导致零件表面物质的损失，这种现象称为腐蚀磨损。,分类：,氧化,磨损和,腐蚀,介质磨损,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,51,5,、微动磨损,概念：两个接触表面由于相对低振幅震荡运动而产生的磨损叫微动磨损。,危害：降低配合精度，连接件松动，此外，也容易引起应力集中，导致连接件疲劳断裂,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,52,补充：机械磨损的影响因素,1,、零件材料对磨损的影响,2,、机件工作载荷对磨损的影响,3,、机件运动速度对磨损的影响,4,、温度、湿度和环境对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,53,补充：机械磨损的影响因素,5,、零件表面加工质量的影响,6,、润滑对磨损的影响,7,、装配和安装对磨损的影响,8,、机件运动副结构特点及运动性质对磨损的影响,9/30/2024,54,1,、零件材料对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,零件材料的耐磨性主要取决于它的,硬度和韧性,。,硬度决定其表面抵抗变形的能力,，但过高的硬度易使脆性增加，使材料表面产生磨粒状剥落；,韧性则可防止磨粒的产生,，提高其耐磨性能。,经过热处理或化学热处理的钢材，可以获得优良的力学性能，提高机件的耐磨性、有时，可用表面火焰淬火或高频淬火的方法使 材料提高耐磨性或者采用渗碳、渗氮、氰化的方法，使钢的表面具有较高的硬度和耐磨性。,9/30/2024,55,补充：,1,、硬度：是指金属表面抵抗其它硬物压入的能力，或者说是材料对局部塑性变形的抗力，工程上常用布氏硬度和洛氏硬度来表示,2,、刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,56,补充：,3,、韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。,4,、强度：强度是材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,57,1,、零件材料对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,在组合机件中，如轴承副中的转轴。由于是需要加工的主要机件，所以，应采用耐磨材料（如优质合金钢）来制造；对较简单的机件，如轴承衬或轴瓦，则选用巴氏合金、铜基合金、铅基或铝基合金等,较软,质材料（又称,减磨合金,）来制造，以达到减小摩擦和耐磨的目的。,9/30/2024,58,2,、机件工作载荷对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,一般讲，单位压力越大，机件磨损越加剧。除了载荷大小之外，载荷特性对磨损有直接影响、如静载荷还是变载荷 ，有无冲击载荷，是短期还是长期载荷等，一般不应长期超负荷运转和承受冲击载荷。,9/30/2024,59,3,、机件运动速度对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,机件运行时，速度的高低、方向、变速与匀速、正转与反转、时开时停等，都对磨损有不同程度的影响。一般情况是在,干摩擦,条件下，速度越高磨损越快；,有润滑油时速度越高，越易形成液体摩擦而减少磨损,；机器的启动频率越高，机件的磨损亦越快,9/30/2024,60,4,、温度、湿度和环境对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,温度主要影响润滑油吸附强度。润滑油膜有相当高的机械稳定性，但温度及化学稳定性较差，当在高温和有化学变化时，润滑油便失去吸附性能。机件工作的周围环境若受到水湿、水气、煤气、灰尘、铁屑或其他液体、气体的化学腐蚀介质等影响，都将导致和加速机件的氧化和腐蚀磨损,9/30/2024,61,5,、零件表面加工质量的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,表面加工质量主要指机械加工质量，包括宏观几何形状、表面粗糙度和刀痕方向。,9/30/2024,62,6,、润滑对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,润滑对减少机件的磨损有着重要的作用。例如，液体润滑状态能防止粘着磨损；供给摩擦副洁净的润滑油可以防止磨粒磨损；正确选择润滑材料能够减轻腐蚀磨损和疲劳磨损等。,在机件进行良好的润滑摩擦副中保持足够的油滑剂，可以减少摩擦副金属与金属的直接摩擦，降低功率消耗，延长机件使用寿命，保证设备上常运转,9/30/2024,63,7,、装配和安装对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,机件的装配质量对磨损影响很大，特别是配合间隙不应过大或过小、当,间隙过小,时，不易形成液体摩擦，容易产生高的摩擦热 而且不易散出，故易产生粘着磨损和摩擦副咬死现象、当间隙过大时，同样不易形成液体摩擦，而且会产生冲击载荷加剧磨损。装配好的部件或机器也应正确的安装、如果安装不正确，将会引起载荷分布不均匀或产生附加载荷，使机器运转不灵活，产生噪声和发热，造成机件过早的磨损。,9/30/2024,64,8,、机件运动副结构特点及运动性质对磨损的影响,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,65,本节课应该掌握哪些？,1,、失效的概念？,2,、引起故障的原因有哪些？,3,、磨损的两面性？,4,、磨损的典型曲线？,5,、自然磨损和事故磨损有什么区别？,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,66,本节课应该掌握哪些？,6,、机械磨损分哪两大类？,7,、黏着磨损，根据黏着程度不同可分为哪几类？,8,、磨料磨损根据产生的条件不同，分为哪几类？,9,、影响机械磨损的因素有哪些？,10,、疲劳磨损的主因是什么？如何应对？,11,、腐蚀磨损、微动磨损的概念？,1.2,机械零件常见磨损类型,9/30/2024,67,