浅谈机电设备故障诊断技术的应用研究与推广.doc

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1、江西工业工程职业技术学院毕 业 论 文题 目 浅谈机电设备故障诊断技术的应用研究与推广 主谈机电设备故障诊断技术与维修技术 学生姓名： 指导教师： 专 业： 机电一体化 班 级： 机电101班 学 号： 江西工业工程职业技术学院2013年5月 摘 要 随着科学技术的高速发展和日趋综合化，知识更新的周期在缩短，机械设备正朝着大型化、自动化、高精度化方向发展，生产系统的规模变得越来越大，设备的结构也变得越来越复杂，当代维修人员遇到的大多是机电一体化的复杂设备，现金的设备与落后的维修技术之间的矛盾正严重地困扰着企业，成为企业前进的障碍。因此，为了保证机械设备高效、正常地运转，需要大量合格的、专业的工

2、程技术人员和设备管理人员对设备进行安装、维护和修理，制定合理的、经济的维修实施方案，这就对设备维修人员提出了更高的要求。在这种情况，机电设备故障诊断技术的应用研究和推广是显得尤为重要了。设备在使用中，由于零部件发生各种磨损、腐蚀、疲劳、变形或老化等劣化现象，导致精度下降，性能降低，影响产品加工质量；情况严重时，会照成设备停机而使企业蒙受经济损失。设备维修就是通过设备进行维护和修理，降低其劣化速度，延长使用寿命，保持或回复设备规定功能而采取的一种技术活动关键词：机电设备、设备维修与诊断、故障目录第一章 前言41.1 设备故障诊断技术发展及现状41.1.1 我国设备故障诊断技术的发展41.1.2

3、设备故障诊断技术的发展趋势41.2机电设备维修的重要性5第二章 机电设备维修的基础知识52.1机械故障概论52.1.1故障的含义及类型52.1.2 故障的特点与故障管理62.1.3 影响故障产生的主要因素62.2机械的维修性72.2.1.定义72.2.2影响维修性的主要因素72.2.3高维修性的主要途径72.2.3 维修方式与修理类别72.3机械零件的磨损及其对策92.3.1磨损过程92.3.2磨损类型及磨损机理102.4设备维修前的准备工作132.4.1设备大修理工艺过程132.4.2设备修理方案的确定15第三章 机电设备使用中出现的故障种类和后果153.1机械设备常见故障153.1.1常见

4、的几种故障153.1.2 故障原因分析及其步骤153.2 造成的故障后果16第四章 利用诊断技术解决机电设备故障174.1 故障诊断技术概论174.2 故障诊断技术分类174.3 控制机电设备故障的预防措施18第五章 机电设备的维护195.1设备的使用与维护195.1.1设备日常维护的内容195.1.2设备日常维护的程序化205.1.3设备维护保养制度205.2设备的点检制度215.2.1目的215.2.2范围215.2.3点检实施215.3设备的故障管理21结论23参考文献23第一章 前言1.1 设备故障诊断技术发展及现状机电设备故障诊断技术是目前国内外一项发展迅速、备受欢迎的重要技术，是一

5、门了解和掌握设备在使用过程中的工作状态，检测设备故障隐患，确定其整体和局部是否正常，早期发现设备的故障及其产生原因，并对故障发生部位、性质做出估计，能够预报故障发展趋势的技术。由于它可及时发现机器故障和预防设备恶性事故发生，从而避免人员伤亡、环境污染和造成巨大经济损失，还可为设备维修管理提供依据，具有保障生产正常运行、防止突发事故、节约维修成本等显著特点，在确保设备安全运行，提高产品质量和产量，节约维修费用，降低成本，在现代化大生产中发挥着重要作用，越来越受到人们普遍重视。 机电设备故障诊断技术发展分为三个阶段：初级阶段感官、专业知识和惊讶判断；现代化阶段计算机技术、传感器技术个动态监测技术综

6、合诊断；智能化阶段集故障监测、诊断、设备管理和调度一体化的智能化阶段。机电设备故障诊断技术起源于20世纪，并在此期间取得了较大的发展和进步。航天工业的发展和应用是的该技术逐渐地完善，此时还在航天和核电等大型部门应用较多，凄然部门发展较为缓慢，到20世纪末机电设备故障诊断技术在农业、化工、冶金矿山、发电、交通运输和机械制造等各部门开始应用，并且发展较快，取得了显著的经济和社会效益。21世纪，机电设备故障诊断技术在我国国民经济的各部门都已取得长足的发展和普及应用，及技术发展转向智能化。1.1.1 我国设备故障诊断技术的发展国内设备诊断技术从20世纪80年代初起步以来，大致经历了三个阶段，即起步与准

7、备阶段（1980-1990），发展阶段(1990-2000)高级阶段或设备诊断技术的完善阶段（2000-）。经过不懈努力，在理论研究和工程应用两方面都取得了丰硕的研究成果和宝贵的实经验。目前，在国内的石化、冶金、水电等行业均取得了许多成功的案例。1.1.2 设备故障诊断技术的发展趋势 现代科学技术和社会经济相互渗透、相互促进、相互结合，机电设备越来越机电一体化、高速化、微电子化，这是机电设备的操作越来越容易，而机电设备故障的诊断和维修则变得困难。而且，机电设备一旦发生故障，尤其是连续化生产设备，往往会导致整套设备停机，从而造成一定的经济损失，如果危及到安全和环境，还会造成严重的社会影响，随着社

8、会经济的迅速发展，生产规模的日益扩大，先进的生产方式的出现和采用，机电设备维修技术不断得到人们的重视和关注。设备维修技术的发展你然朝着以计算机技术、信号处理技术、测试技术、表面工程技术等现代技术为依托，以现代设备状态监测与故障诊断技术为先导，以机电一体化为背景，以满足现代化工业生产日益提高的要求为目标，以不断完善的维修技术为手段的方向迅猛地发展。设备故障诊断技术与当代前沿科学的融合是设备故障诊断技术的发展方向。当今故障诊断技术的发展是传感器的精密化、多维化，诊断理论、诊断模型的多元化，诊断技术的智能化，具体来说表现在如下反方面：1、与当代最新传感技术有其实激光测量技术的融合。近年来，激光技术已

9、从军事、医疗。机械加工等领域深入发展到振动测量和设备故障诊断中，并且已经成功应用与旋转机械对中等方面。2、与最新信号处理方法相融合。随着新的信号处理方法在设备故障诊断领域中的应用，传统的基于快速弗利叶变换的信号分析技术有了新的突破性进展。3、与非吸纳性原理和方法的融合。机械设备在发生故障时，其行为往往表现为非线性特征。如能旋转机械的转自在不平衡外力的作用下表现出的非线性振动。随着混沌与分型几何方法的日趋完善，这类问题必将得到进一步解决。4、与多元传感技术的融合。现代化大生产要求对设备进行全方位、多角度的故障诊断时，可采用多个传感器同时对设备的各个位置进行监测，然后按照一定的方法对这些信息进行处

10、理，如人工神经网络系统。5、与现代智能方法融合。现代智能技术包括专家系统、模糊逻辑、神经网络、进化计算等。现代智能方法在设备故障诊断技术中已得到广泛的应用，随着智能科技的不断发展，设备状态的智能监测和故障诊断技术的最终目标。1.2机电设备维修的重要性机械设备维修是对机械设备维护和修理的简称。维护是为了保持延长或改善提高机械设备性能而实施的技术活动；修理则是为了恢复或改善提高机械设备性能而实施的技术活动。 现代化工业大生产的装备系统具有大型、连续、高速、复杂、自动化程度高等特点。因此，当发生非预知性故障时，会造成巨大的停机损失。若利用现代设备监测与故障诊断技术，做到预知性维护，可使设备系统实现高

11、效、安全、可靠、低成本运行。维修的作用可以概括为增加利润、节省原材料、优化投资回报、延长设备的使用寿命、减少生产费用、避免事故和技术性灾难。维修为机械设备在生产中有条不紊地高效工作做出了重要的前期保障，可以说，随着高科技产品的不断出现，先进的维修可以确保设备无故障运行，而且能使设备经常保持良好的状态。 就维修性质来讲，维修不只是排除故障，而是保证企业生存、发展，取得企业经济效益的一种长期连续的投资。做好这项工作，对保证企业正常生产，增加产量，改善产品质量，提高劳动生产率，降低成本和改善其它各项技术、经济指标都有着重要的意义。当前，机械设备维修中还存在许多问题，应认真总结经验教训，深入研究搞好机

12、械设备维修的措施。未来的维修将是绿色的维修，先进的维修，再创造工程的维修。维修已不仅是恢复机械设备原有性能的手段，而是要改善提高机械设备性能，从而提高产品质量。维修也是一种投资，它是与固定资产同样重要的投资，没有维修投资，固定资产就难以保证回报，难以扩大。维修已不再是一种辅助手段和应急措施，而是生产力的组成部分，是关系到经济发展的一项重要任务。 第二章 机电设备维修的基础知识2.1机械故障概论2.1.1故障的含义及类型1 故障的含义 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继续运行的现象。 2 故障的类型 故障可以不同角度分：如 1）临时性故障 2）永久性故障 按故障发生的时间分

13、有以下几种：1）早发性故障 2）突发性故障3）渐进性故障 4）复合型故障 按故障表现形式分有：1）功能故障 2）潜在故障 按故障产生的原因分有：1）人为故障 2）自然故障 按故障造成 的后果分有：1）致命故障 2）严重故障 3）一般故障 4）轻度故障 故障通常采取几种分类法复合并用，如突发性的局部故障；磨损性的危险故障等。由此看出故障的复杂性；严重性和起因等情况。2.1.2 故障的特点与故障管理1 故障的特点 1）多样性 2）层次性 3）多因素和相关性 4）延时性 5）不确定性 6）修复性2 故障管理故障管理是设备管理的核心内容之一。其目的在于早期发现故障征兆，及时采取措施进行预防和维修。故障

14、管理的程序和内容包括：1、宣传教育和技术培训相结合。2、制定严格的管理制度和维护保养制度。3、熟悉机械设备结构和工作原理，掌握工作性能。4、配置先进的检查、检测和监测设备，对重要设备和零部件进行实时监测，定期分析， 准确掌握设备故障的信息和征兆。5、根据故障现象和信息及征兆，进行认真科学地分析，确定故障原因、类型、采取最 佳的维修策略和维修方案，及时维修过程进行记录。提供后期统计和借鉴。6、对常发生或多次重复出现的故障的部位或零件，要重点监测，必要时对其进行系统 技术改造。建立故障信息管理流程图。2.1.3 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 1、零件材料的选择 2、零件加

15、工质量 3、装配质量（二）使用因素对故障的影响 1、工作负荷 2、工作环境 3、设备保养和操作技术2.2机械的维修性2.2.1.定义机械设备在规定的条件下，在规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力称维修性.2.2.2影响维修性的主要因素影响维修性的因素，主要有机械设备维修性设计的优劣、维修保养方针、体制、维修装备设施的完善程度，维修保养人员的水平高低和劳动情绪等。见表1.1表1.1 影响维修性的主要因素设计方面维修保养方针、体制及维修装备设施对维修人员的要求1.总体布局和结构设计应使各部分易于检查，便于维修2.良好的可达性，设置维修操作通道，有合适空间3.部件与

16、联接件易拆装4.标准化，互换性和可更换性5.安全性6.材料易于购置，零件加工方便7.技术资料齐全8.专用工具和试验装置1.维系方式的确定 故障修理 定期更换 状态监测维修 无维修设计2.维修资源的组织 维修组织机构 维修力量配备维修计划和控制3.维修材料和备件供应 储备方式 库存管理4.维修装备设施 5.费用因素1.考核和选择2.教育、经验、素质3.训练4.熟练程度5.能力分析6.劳动情绪2.2.3高维修性的主要途径 从上述影响维修性的主要因素中，不难找到提高维修性的主要途径。 1）简化结构 便于拆装； 2）提高可达性； 3）保证维修操作安全； 4）按规定使用和维修； 5）部件和连接件易拆易装

17、； 6）零部件无维修设计。 2.2.3 维修方式与修理类别1.设备的维修方式机电设备常用的维修方式有：事后维修、预防维修、可靠性维修、改善维修和无维修设计。(1)事后维修 又称故障维修、损坏维修、非计划性维修。事后维修是指机电设备发生故障后所进行的修理，即不坏不修、坏了再修。 (2)预防维修 在机电设备发生故障之前就进行的修理称为预防维修。由于这种预防维修可以订出计划，因此又把这种有计划的预防维修称为计划预修。预防维修分为两种基本形式：1）定期维修其主要特征如下： 按规定要求，对设备进行日常清扫、检查、润滑、紧固和调整等，以延缓设备的磨损，保证设备正常运行； 按规定的日程表对设备的运动状态和磨

18、损程度等进行定期检查和调整，以便及时消除设备隐患，掌握设备技木状态的变化情况，为设备定期修理做好物质准备； 有计划有准备地对设备进行预防性修理。 2）计划保修制（又称保养修理制） 它是把维护保养和计划检修结合起来的一种修理设备制度 。其主要特点是： 根据设备的特点和状况.按照设备运转小时（产量和里程）等.规定不同的维修保养类别和间隔期； 在保养的基础上制定设备不同的修理类别和修理周期； 当设备运转到规定时限时，不论其技术状态如何，也不考虑生产任务的轻重，都要严格地按要求进行检查、保养和计划修理。 (3)可靠性维修 以可靠性为中心的维修称可靠性维修。 (4)改善维修 改善维修也称为改善性维修。改

19、善维修是指为了防止故障重复发生而对机电设备的技术性能加以改进的一种维修。 改善维修的重点是： 1）原设备部分结构不合理，新产品中已改进； 2）故障频繁的结构； 3）可缩短辅助时间； 4）可减轻操作强度，减轻能耗和污染； 5）按工艺要求提高部分精度。 改善维修的最大特点是：修改结合 2.设备修理类别 设备修理的类别是根据其修理内容和技术要求以及工作量大小划分的。预防维修的修理类别有：大修、项修、小修三种类型。 (1)小修 小修又称为日常维修，是指根据设备日常检查或其他状态检查中所发现的设备缺陷或劣化征兆，在故障发生之前及时进行排除的修理，属于预防修理范围，工作量不大。日常维修是车间维修组除项修和

20、故障修理任务之外的一项极其重要的控制故障发生的日常性维修工作。(2)项修 项修即项目修理，也称为针对性修理。项修是为了使设备处于良好的技术状态，对设备精度、性能、效率达不到工艺要求的某些项目或部件，按需要所进行的具有针对性的局部修理。 项修的主要内容包括： 1) 全面进行精度检查，据此确定拆卸分解需要修理或更换的零部件； 2) 修理基准件，刮研或磨削需要修理的导轨面； 3) 对需要修理的零部件进行清洗、修复或更换（到下次修理前能正常使用的零件不更换）； 4) 清洗、疏通各润滑部位，换油、更换油毡油线； 5）治理漏油部位； 6) 喷漆或补漆； 7) 按修理精度、出厂精度或项修技术任务书规定的精度

21、标准检验，对修完的设备进行全 部检查。但对项修难以恢复的个别精度项目可适当放宽。(3)大修 大修即大修理，是指以全面恢复设备工作精度、性能为目标的一种计划修理。大修是针对长期使用的机电设备，为了恢复其原有的精度、性能和生产效率而进行的全面修理。大修的主要内容包括：1)对设备的全部或大部分部件解体检查,进行全部精度检验,并作好记录；2)全部拆卸设备的各部件,对所有零件进行清洗,做出修复或更换的鉴定；3)编制大修理技术文件，并作好备件、材料、工具、检具、技术资料等各方面准备；4)更换或修复磨损零部件，以恢复设备应有的精度和性能； 5)刮研或磨削全部导轨面（磨损严重的应先刨削或铣削）；6)修理电气系

22、统；7)配齐全防护装置和必要的附件；8)整机装配，并调试达到大修质量标准；9)翻新外观，重新喷漆、电镀； 10)整机验收，按设备出厂标准进行检验。 2.3机械零件的磨损及其对策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

23、。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。2.3.1磨损过程 以摩擦副为主要零件的机械设备,在正常运转时,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,如图1-8所示。 0AB时间磨损量剧烈磨损阶段稳定磨损阶段磨合阶段图1.8 机械磨损过程 2.3.2磨损类型及磨损机理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：粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。（1）粘着磨损粘着磨损又称为粘附磨损， 是指当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对运动时，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。根据零

24、件摩擦表面的破坏程度，粘着磨损可分为轻微磨损、涂抹、擦伤、撕脱和咬死等五类。1粘着磨损机理粘着磨损机理：在载荷和相对运动作用下，两接触点间重复产生“粘着剪断再粘着”的循环过程，使摩擦表面温度显著升高，油膜破坏，严重时表层金属局部软化或熔化，接触点产生进一步粘着。 2.减少或消除粘着磨损的对策摩擦表面产生粘着是粘着磨损的前提，因此，减少或消除粘着磨损的对策就有两方面。(1)控制摩擦表面的状态摩擦表面的状态主要是指表面自然洁净程度和微观粗糙度。 摩擦表面越洁净，越光滑，越可能发生表面的粘着。因此，应当尽可能使摩擦表面有吸 附物质、氧化物层和润滑剂。例如，润滑油中加入油性添加剂，能有效地防止金属表面

25、产生 粘着磨损；而大气中的氧通常会在金属表面形成一层保护性氧化膜， 能防止金属直接接触和发生粘着，有利于减少摩擦和磨损。(2)控制摩擦表面材料的成分和金相组织材料成分和金相组织相近的两种金属材料之间最容易发生粘着磨损。这是因为两个摩擦表面的材料形成固溶体的倾向强烈，因此，构成摩擦副的材料应当是形成固溶体倾向最小的两种材料， 即应当选用不同材料成分和晶体结构的材料。此外，金属间化合物具有良好的抗粘着磨损性能，因此也可选用易于在摩擦表面形成金属问化合物的材料。如果这两个要求都不能满足，则通常在摩擦表面覆盖能有效抵抗粘着磨损的材料，如铅、锡、银等软金属或合金。（2）磨料磨损磨料磨损也称为磨粒磨损，它

26、是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒，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。它是机械磨损的一种，特征是在接触面上有明显的切削痕迹。在各类磨损中，磨料磨损约占50 是十分常见且危害性最严重的一种磨损，其磨损速率和磨损强度都很大，致使机械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量消耗。 根据摩擦表面所受的应力和冲击的不同，磨料磨损的形式可分为錾削式、高应力碾碎式和低应力擦伤式三类。 1磨料磨损机理 磨料磨损的机理属于磨料颗粒的机械作用，磨料的来源有外界砂尘、切屑侵人、流体带人、表面磨损产物、材料组织的表面硬点及夹杂物等。 2减少或消除磨料磨损的对策 磨

27、料磨损是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的， 因而， 减少或消除磨料磨损的对策也有两方面。 (1)磨料方面磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小(粒度)有密切的关系。磨料的硬度相对于摩擦表面材料硬度越大，磨损越严重；呈棱角状的磨料比圆滑状的磨料的挤切能力强，磨损率高。实践与实验表明，在一定粒度范围内，摩擦表面的磨损量随磨粒尺寸的增大而按比例较快地增加， 但当磨料粒度达到一定尺寸(称为临界尺寸)后， 磨损量基本保持不变。这是因为磨料本身的缺陷和裂纹随着磨料尺寸增大而增多，导致磨料的强度降低，易于断裂 破碎。 (2)摩擦表面材料方面 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

28、等)与磨料磨损有很大关系。在一定范围内，硬度越高，材料越耐磨，因为硬度反映了被磨损表面抵抗磨料压力的能力。断裂韧度反映材料对裂纹的产生和扩散的敏感性，对材料的磨损特性也有重要的影响。因此必须综合考虑硬度和断裂韧度的取值，只有两者配合合理时，材料的耐磨性才最佳。弹性模量的大小，反映被磨材料是否能以弹性变形的方式去适应 磨料、允许磨料通过，而不发生塑性变形或切削作用，避免或减少表面材料的磨损。（3）疲劳磨损疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触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一种磨损。 1.疲劳磨损机理疲劳磨损的过程就是裂纹产生和扩展的破坏过程。 根据裂纹产生的位置，疲劳磨

29、损的机理有两种情况： （1）滚动接触疲劳磨损 （2）滚滑接触疲劳磨损 2减少或消除疲劳磨损的对策 疲劳磨损是由于疲劳裂纹的萌生和扩展而产生的，因此，减少或消除疲劳磨损的对策就是控制影响裂纹萌生和扩展的因素，主要有四个方面： (I)材质钢中存在的非金属夹杂物，易引起应力集中，这些夹杂物的边缘最易形成裂纹，从而降低材料的接触疲劳寿命。 （2）接触表面粗糙度试验表明，适当降低表面粗糙度可有效提高抗疲劳磨损的能力。 (3)表面残余内应力 一般来说，表层在一定深度范围内存在有残余压应力，不仅可提高弯曲、扭转疲劳强度，还能提高接触疲劳强度，减小疲劳磨损。但是，残余压应力过大也 有害。 (4)其他因素润滑油

30、的选择很重要，润滑油粘度越高越利于改善接触部分的压力分布，同时不易渗入表面裂纹中，这对抗疲劳磨损均十分有利；而润滑油中加入活性氯化物添加剂或是能产生化学反应形成酸类物质的添加剂，则会降低轴承的疲劳寿命。机械设备装配精度影响齿轮齿面的啮合接触面的大小，自然也对接触疲劳寿命有影响。具有腐蚀作用的环境因素对疲劳往往起有害作用，如润滑油中的水。（4）腐蚀磨损在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应，引起金属表面的腐蚀剥落，这种现象称为腐蚀磨损。它是与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成的一种机械化学磨损。因此，腐蚀磨损的机理与前述三种磨损的机理不同。腐蚀磨损是一种极为复杂的磨

31、损过程，经常发生在高温或潮湿的环境下，更容易发生在有酸、碱、盐等特殊介质的条件下。 按腐蚀介质的不同类型，腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质下的腐蚀磨损两大类。1氧化磨损 我们知道，除金、铂等少数金属外，大多数金属表面都被氧化膜覆盖着。若在摩擦过程中，氧化膜被磨掉，摩擦表面与氧化介质反应速度很快，立即又形成新的氧化膜，然后又被磨掉，这种氧化膜不断被磨掉又反复形成的过程，就是氧化磨损。 氧化磨损的产生必须同时具备以下条件：一是摩擦表面要能够发生氧化，而且氧化膜生成速度大于其磨损破坏速度；二是氧化膜与摩擦表面的结合强度大于摩擦表面承受的切应力；三是氧化膜厚度大于摩擦表面破坏的深度。 在通常情况下，氧

32、化磨损比其他磨损轻微得多。 减少或消除氧化磨损的对策主要有： (1)控制氧化膜生长的速度与厚度在摩擦过程中，金属表面形成氧化物的速度要比非摩擦时快得多。在常温下，金属表面形成的氧化膜厚度非常小。 (2)控制氧化膜的性质金属表面形成的氧化膜的性质对氧化磨损有重要影响。若氧化膜紧密、完整无孔，与金属表面基体结合牢固，则有利于防止金属表面氧化；若氧化膜本身性脆，与金属表面基体结合差，则容易被磨掉。例如铝的氧化膜是硬脆的，在无摩擦时，其保护作用大，但在摩擦时其保护作用很小。低温下，铁的氧化物是紧密的，与基体结合牢固，但在高温下，随着厚度增大，内应力也增大，将导致膜层开裂、脱落。 2特殊介质下的腐蚀磨损

33、 特殊介质下的腐蚀磨损是摩擦副表面金属材料与酸、 碱、 盐等介质作用生成的各种化合物，在摩擦过程中不断被磨掉的磨损过程。其机理与氧化磨损相似，但磨损速度较快。 由于其腐蚀本身可能是化学的或电化学的性质， 故腐蚀磨损的速度与介质的腐蚀性质和作用温度有关，也与相互摩擦的两个金属形成的电化学腐蚀的电位差有关。介质腐蚀性越强，作用温度越高，腐蚀磨损速度越快。减少或消除特殊介质下的腐蚀磨损的对策主要有： 1)使摩擦表面受腐蚀时能生成一层结构紧密且与金属基体结合牢固、阻碍腐蚀继续发生或使腐蚀速度减缓的保护膜，可使腐蚀磨损速度减小。2)控制机械零件或构件所处的应力状态，因为这对腐蚀影响很大。当机械零件受到重

34、复应力作用时，所产生的腐蚀速度比不受应力时快得多。（5）微动磨损两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损称为微动磨损。它产生于相对静止的接合零件上，因而往往易被忽视。微动磨损的最大特点是：在外界变动载荷作用下，产生振幅很小(小于 100m，一般为 220m)的相对运动，由此发生摩擦磨损。例如在键联接处、过盈配合处、螺栓联接处、铆钉联接接头处等结合上产生的磨损。 微动磨损使配合精度下降， 过盈配合部件结合紧度下降甚至松动， 联接件松动乃至分离， 严重者会引起事故。微动磨损还易引起应力集中，导致联接件疲劳断裂。 1微动磨损的机理 由于微动磨损集中在局部范围内，同时两个摩擦表面永远不脱离接触

35、，磨损产物不易往外排除，磨屑在摩擦表面起着磨料的作用；又因摩擦表面之间的压力使表面凸起部分粘着，粘着处被外界小振幅引起的摆动所剪切，剪切处表面又被氧化，所以微动磨损兼有粘着磨损和氧化磨损的作用。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。 2.减少或消除微动磨损的对策 实践与试验表明，外界条件(如载荷、振幅、温度、润滑等)及材质对微动磨损影响相当大，因而，减少或消除微动磨损的对策主要有以下几个方面： (1)载荷 在一定条件下，随着载荷增大，微动磨损量将增加，但是当超过某临界载荷之后，微动磨损量将减小。采用超过临界载荷的紧固方式可有效减少微动磨损。 (2)振幅 当振幅较小时，单

36、位磨损率较小；当振幅超过 50150um 时，单位磨损率显著上升。因此，应有效地将振幅控制在 30um 以内。 (3)温度低碳钢，在 0以上时，微动磨损量随温度上升而逐渐降低；在 150。 C200。C 时，微动磨损量突然降低；继续升高温度，微动磨损量上升；温度从 135。C 升高到 400。C 时，微动磨损量增加 15 倍。中碳钢，在其他条件不变、温度为 130。C 时，微动磨损量发生转折；超过此温度，微动磨损量大幅度降低。 (4)润滑 用粘度大、抗剪切强度高的润滑脂有一定效果，固体润滑剂(如 MoS2、PT-FE 等)效果更好。而普通的液体润滑剂对防止微动磨损效果不佳。 (5)材质性能提高

37、硬度及选择适当材料配副都可以减小微动磨损。将一般碳钢表面硬度从 180HV 提高到 700HV 时，微动磨损量可降低 50。一般来说，抗粘着性能好的材料配副对抗微动磨损也好。采用表面处理(如硫化或磷化处理以及镀上金属镀层)是降低微动磨损的有效措施。2.4设备维修前的准备工作为了保证设备正常运行和安全生产，对设备实行有计划的预防性修理，是工业企业设备管理与维修工作的重要组成部分。本节介绍设备大修理工艺过程、设备修理方案的确定、设备修理前的技术和物质准备等内容。2.4.1设备大修理工艺过程为保持机电设备的各项精度和工作性能，在实施维护保养的基础上，必须对机电设备进行预防性计划修理，其中大修理工作是

38、恢复设备精度的一项重要工作。在设备预防性计划修理类别中，设备大修理(简称为设备大修)是工作量最大、修理时间较长的一类修理。设备大修就是将设备全部或大部分解体，修复基础件，更换或修复机械零件、电器元件，调整修理电气系统，整机装配和调试，以达到全面清除大修前存在的缺陷、恢复设备规定的精度与性能的目的。 机电设备大修的修理技术和工作量，在大修前难以预测得十分准确。因此，在大修过程中，应从实际情况出发，及时地采取各种措施来弥补大修前预测的不足，并保证修理工期按计划或提前完成。 机电设备大修过程一般包括：解体前整机检查、拆卸部件、部件检查、必要的部件分解、零件清洗及检查、部件修理装配、总装配、空运转试车

39、、负荷试车、整机精度检验、竣工验收。在实际工作中应按大修作业计划进行并同时做好作业调度、 作业质量控制以及竣工验收等主要管理工作。 机电设备的大修过程一般可分为修前准备、修理过程和修后验收三个阶段。 1修前准备 为了使修理工作顺利地进行并做到准确无误，修理人员应认真听取操作者对设备修理的要求，详细了解待修设备的主要毛病，如设备精度丧失情况、主要机械零件的磨损程度、传动系统的精度状况和外观缺陷等；了解待修设备为满足工艺要求应作哪些部件的改进和改 装，阅读有关技术资料、设备使用说明书和历次修理记录，熟悉设备的结构特点、传动系统和原设计精度要求，以便提出预检项目。经预检确定大件、关键件的具体修理方法

40、，准备专用工具和检测量具，确定修后的精度检验项目和试车验收要求，这样就为整台设备的大修做好了各项技术准备工作。 2修理过程 修理过程开始后，首先进行设备的解体工作，按照与装配相反的顺序和方向，即“先上后下，先外后里”的方法，有次序地解除零部件在设备中相互约束和固定的形式。拆卸下来的零件应进行二次预检，根据二次预检的情况提出二次补修件；还要根据更换件和修复件的供应、修复情况，大致排定修理工作进度，以使修理工作有步骤、按计划地进行，以免因组织工作的衔接不当而延长修理周期。 设备修理能够达到的精度和效能与修理工作配备的技术力量、设备大修次数及修前技术状况等有关。 一般认为，对于初次大修的机械设备，它

41、的精度和效能都应达到原出厂的标准；经过两次以上大修的设备，其修后的精度和效能要比新设备低。如果上次大修后的技术状态比较好，则将会使这次修理的质量容易接近原出厂的标准；反之，就会给下次大修造成困难，其修后质量较难接近原出厂标准，甚至无法进行修理。 对于在修理工作中能够恢复到原有精度标准的设备， 应全力以赴，保证达到原有精度标准。对于恢复不到原出厂标准的设备，应有所侧重，根据该设备所承担的生产任务，对于关系较大的几项精度指标，多投入技术力量和多下功夫，使之达到保证生产工艺最起码的要求。对于具体零部件的修复，应根据待修工件的结构特点、精度高低并结合现场的修复能力，拟定合理的修理方案和相应的修复方法，

42、进行修复直至达到要求。 设备整机的装配工作以验收标准为依据进行。装配工作应选择合适的装配基准面，确定误差补偿环节的形式及补偿方法，确保各零部件之间的装配精度，如平行度、同轴度、垂直度以及传动的啮合精度要求等。 3修后验收 凡是经过修理装配调整好的设备，都必须按有关规定的精度标准项目或修前拟定的精度项目，进行各项精度检验和试验，如几何精度检验、空运转试验、载荷试验和工作精度检验等，全面检查衡量所修理设备的质量、精度和工作性能的恢复情况。 设备修理后，应记录对原技术资料的修改情况和修理中的经验教训，做好修后工作小结，与原始资料一起归档，以备下次修理时参考。2.4.2设备修理方案的确定对设备大修，不

43、但要达到预定的技术要求，而且要力求提高经济效益。因此，在修理前应切实掌握设备的技术状况，制定切实可行的修理方案，充分做好技术和生产准备工作；在修理中要积极采用新技术、新材料、新工艺和现代管理方法，做好技术、经济和组织管理工作，以保证修理质量，缩短停修时间，降低修理费用。 必须通过预检，在详细调查了解设备修理前技术状况、存在的主要缺陷和产品工艺对设备的技术要求后，立即分析制定修理方案，主要内容有： 1)按产品工艺要求，设备的出厂精度标准能否满足生产需要；如果个别主要精度项目标准不能满足生产需要，能否采取工艺措施提高精度；哪些精度项目可以免检。 2)对多发性重复故障部位，分析改进设计的必要性与可能

44、性。 3)对关键零部件，如精密主轴部件、精密丝杠副、分度蜗杆副的修理，本企业维修人员的技术水平和条件能否胜任。 4)对基础件，如床身、立柱、横梁等的修理，采用磨削、精刨或精铣工艺，在本企业或本地区其他企业实现的可能性和经济性。 5)为了缩短修理时间，哪些部件采用新部件比修复原部件更经济。 6)如果本企业承修，哪些修理作业需委托外企业协作，与外企业联系并达成初步协议。如果本企业不能胜任和不能实现对关键零部件、基础件的修理工作，应确定委托其他企业来承修，这些企业是指专业修理公司、设备制造公司等。第三章 机电设备使用中出现的故障种类和后果3.1机械设备常见故障3.1.1常见的几种故障 （1）损坏型故

45、障：如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等； （2）退化型故障：如老化、变质、剥落、异常磨损等； （3）松脱型故障：如松动、脱落等； （4）失调型故障：如压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等； （5）堵塞与渗漏型故障：如堵塞、漏水、漏气、渗油等； （6）性能衰退或功能失效型故障：如功能失效、性能衰退、过热等。3.1.2 故障原因分析及其步骤 （1） 故障分析的目的不仅在于判别故障的性质、查找故障原因，更重要的在于将故障机理识别清楚，提出有效的改进措施，以预防故障重复发生。通过故障分析，找到造成故障的真正原因，从设计、材料选择、加工制造、装配调整、使用与保养等方面采取措施，提高机械产品的可靠性。（2） 在分析故障时，一般是从故障的现象入手，通过故障现象找出原因和故障机理。由于受现场条件的限制，观察到或测量到的故障现象可能是系统的，如离心泵不吸水；也可能是某一部件的，如离心泵的填料过热；也可能是某一零件的，如轴或轴套表面损坏等。因此，针对产品结构的不同层次，其故障模式有互为因果的关系。（3） 故障原因分析是一门综合性学科，涉及系统分析、结构分析、测试分析，以及有关疲劳、断裂、磨损、腐蚀等各种学科的知识。对