工程机械故障诊断与维修

机电设备故障分析论文 摘要：工程机械故障诊断与维修的目标是不断改善和提高设备管理与维修的水平，以最经济最合理的方案使设备维持良好的工作性能，改进革新生产设备，保证工程施工的需要，从而提高企业的生产率和经济效益。 关键词：故障诊断 革新 维修XU ChaoYue(College of Technology Engineering, Zhongzhou University, Zhengzhou 450044, China)Abstract :Engineering machinery fault diagnosis and repair of the goal is to continuously improve and enhance the level of equipment management and repair, with the economy the most reasonable solution makes equipment maintain good working performance, improving innovation of production equipment, ensure the needs of the construction, so as to improve enterprise productivity and economic benefitKey words: Fault diagnosis;Innovation; repair1.引言 机电设备是企业生产的物质技术基础，作为现代化的生产工具在各行各业都有广泛的应用。随着生产力水平的提高，设备技术状态对企业生产的正常运行，对产品生产率、质量、成本、安全、环保和能源消耗等在一定意义上起着决定性的作用。 机电设备在使用过程中，不可避免地会由于磨损、疲劳、断裂、变形、腐蚀和老化等原因造成设备性能的劣化以致出现故障，从而会使其不能正常运行，最终导致设备损坏和停产而使企业蒙受经济损失，甚至造成灾难性的后果。 因此，减缓机电设备劣化速度，排除故障、恢复设备原有的性能和技术要求，需要设备维修从业人员掌握一整套系统的、科学的维护和修理设备的技术和方法。 机械设备维修技术是以机械设备为研究对象，探讨设备出现性能劣化的原因，研究并寻找减缓和防止设备性能劣化的技术及方法，保持或恢复设备的规定功能并延长其使用寿命。 本模块主要研究和讨论机电设备维修技术的基础知识。主要内容有：设备维修体系；发展概况和发展趋势；机械零件的失效及其对策；设备修理的一般工作过程和设备维修2 .机械零件的失效形式 机器失去正常工作能力的现象称为故障。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时，就意味着设备处于故障状态。机器发生故障后，其经济技术指标部分或全部下降而达不到预定要求，如功率下降、精度降低、加工表面粗糙度达不到预定等级或发生强烈振动、出现不正常的声响等。机电设备的故障分为自然故障和事故性故障两类。自然故障是指机器各部分零件的正常磨损或物理、化学变化造成零件的变形、断裂、蚀损等，使机器零件失效所引起的故障。事故性故障是指因维护和调整不当，违反操作规程或使用了质量不合格的零件和材料等造成的故障，这种故障是人为造成的，可以避免。 机器的故障和机械零件的失效密不可分。机械设备类型很多，其运行工况和环境条件差异很大。机械零件失效模式也很多，主要有磨损、变形、断裂、蚀损等四种普通的、有代表性的失效模式。相接触的物体相互移动时发生阻力的现象称为摩擦。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。摩擦是不可避免的自然现象；磨损是摩擦的必然结果，两者均发生于材料表面。摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件的失效。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，在这种情况下极易发生事故。一般机械设备中约有80的零件因磨损而失效报废。据估计，世界上的能源消耗约有3050是由于摩擦和磨损造成的。 摩擦和磨损涉及的科学技术领域甚广，特别是磨损，它是一种微观和动态的过程，在这一过程中，机械零件不仅会发生外形和尺寸的变化，而且会出现其他各种物理、化学和机械现象。零件的工作条件是影响磨损的基本因素。这些条件主要包括：运动速度、相对压力、润滑与防护情况、温度、材料、表面质量和配合间隙等。 通常将机械零件的磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种。3. 工程机械维修方式的选择 最佳的维修方式是要用最少的维修费用取得最好的维修效果。如果从修理费用、停工损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量，每一种维修方式都有它的优点和缺点，企业可根据白己的生产特点、各类工程机械特点、故障规律、资源和资金等情况分别择优选用。在一个企业里，多种维修方式可以并存。从故障的发展过程看，有磨损型的规律性故障，即磨损程度与时问有关。还有偶发型的随机故障，即发生故障的概率与时问无关。这两种故障中，均包含有发展期和无发展期的两种故障。规律性并有发展期的故障，如连接件、轮胎等的磨损性故障。因其有规律，故障发展过程中有征兆，可以预测、观察和记录，故易采用状态维修。但是，状态维修需用仪器和投入人力，是否合算应综合考虑技术和经济因素而定。此外，也可采用定期维修。规律性但无发展期的故障，如疲劳断裂、电器元件损坏等，当出现在重点零、部件上时，最好按其使用寿命期采用定期更换或修理的方式。如果出现在不重要的零、部件上，采用事后维修较经济。偶发性有发展期的故障，较典型的如轴承，虽然某个轴承出现故障是随机的，但它是有发展期的，可测出其故障征兆及时维修或更换。如不管轴承状态如何，只按规定定期更换，则很不经济。对某种轴承的研究结果表明，每个轴承使用寿命期各不相同，同一批轴承，大约有10%在一年中损坏，而90%左右的轴承是好的，故采用状态维修较好。对某些易于更换或修理的零、部件、元件，所用修理停机时问不长、损失不大时也可选择事后维修方式。偶发性且无发展期的故障，如在冲击载荷下的突然破裂，液压、电器故障等，因无从得知其将要发生故障，只有采用事后维修，对于非重点工程机械，停产影响不大的，可使用到发生故障后再紧急修理。对于重点工程机械，突然停机影响生产损失较大的，如要害装置上的电机、泵等，可设置平行功能的备用件，出现故障时可立即更换或代用，直到故障件修复为止。改善性维修侧重在改善原设计的结构、元件等的性能，它可以同其它维修方式同时使用，即在预防维修或事后维修中同时排除故障和改善性能。但是，必须事先掌握故障原因，做好准备，在故障停机或预防维修时实施 4工程机械维修的发展趋势 20世纪初期，工程机械维修方式基本上是事后维修，它的最大优点是充分利用了零、部件的寿命。20世纪50年代，随着生产过程机械化、自动化的发展。为减少故障停机损失，提高可靠性，推行定期维修制，并在维修活动中改进维修工艺，进行必要的技术改造。20世纪80年代初期，开始出现技术状态监测维修，并且将维修活动向前延伸至设计制造过程中。当前，发达国家维修现状是以状态监测为基础，以可靠性为中心，多种维修方式相结合的状态监测维修，针对不同的设备及使用情况，采取不同的维修方式。一般设备采用事后维修，平时难以停机，出现故障对生产和安全影响较大，而对故障规律已基本掌握的设备，采取定期维修。关键设备在有监测和诊断技术的条件下，应尽可能采取状态监测维修。随着监测和诊断技术的提高，今后状态监测维修在整个维修市场中所占的比重会越来越大，但不会完全取代传统的维修方式。状态监测和故障诊断技术是先进维修方式的技术基础，随着科学技术的发展，特别是微电子、计算机、信息技术的迅速发展及广泛应用，光电机械一体技术在工程机械上的应用日益广泛，现在，状态监测和故障诊断技术已有了较大的发展。维修活动的实践表明，设备越先进、越复杂，维修活动越依赖于故障诊断技术。另外，再制造技术将具有较大的发展空间。再制造技术就是利用原有零件，采用高新技术使其恢复尺寸、形状，并提高其性能、寿命和可靠性。21世纪提倡经济的可持续发展，以优质、高效、节能、环保为目标的先进制造技术将有更快的发展。人们对环保和资源重复利用的知识逐步深入，机械维修和再制造技术的研究会越来越多。