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1、2023/3/18,1,2023/3/18,2,动力机械制造与维修,第一部分 船舶机械制造工艺学 教学：32 h；实验：4 h1)第一章：工艺过程基本概念 2学时2)第二章：机械加工精度 6学时3)第三章：机械加工表面质量 6学时4)第四章：机械加工工艺规程的制订 4学时5)第五章：机床夹具 6学时6)第六章：机座制造 2学时7)第七章：曲轴制造 2学时11)第十一章：船舶柴油机的装配 4 学时,2023/3/18,3,第二部分 船舶机械修理工艺学教学：32 h；实验：4 h,1)第一章：船机故障与维修 2学时2)第二章：摩擦、磨损 2学时3)第三章：无损探伤 2学时4)第四章：机械加工修复法
2、 2学时5)第五章：金属扣合修复法 2学时6)第六章：塑料应用 2学时7)第七章：电镀工艺 2学时8)第八章：热喷涂技术 2学时9)第九章：船机拆验 2学时10)第十章：气缸盖修理 2学时11)第十一章：气缸套修理 2学时12)第十二章：曲轴修理 2学时13)第十五章：主机在船上的安装 2学时14)第十六章轴系拆验及安装 6学时,2023/3/18,4,绪论 introduction,1.船机维修与安装工艺学定义：研究船舶机械（主机main engine、辅机auxiliary engine 锅炉boiler、轴系shafting、舵系rudder和螺旋桨propeller）的损伤规律和修复过
3、程及安装过程的科学叫船机维修与安装工艺学。2.特点：1)涉及学科广：2)实践性强：,2023/3/18,5,3.内容：)船舶机械零件的损伤机理及其基本修复方法；)船舶机械拆验（examination of opened up parts）和主要件修理；)船舶主机、轴系、舵系的安装（fix）和试车（trial run）。,2023/3/18,6,第一篇船机零件的损伤及其基本修复方法第一章 船机故障与维修marine machinery failure and maintenance,1-1 现代维修概念及我国的修船制度(contemporary service concept and shipr
4、epair institution),2023/3/18,7,1 现代维修概念,1.维修的定义：维修又叫修理，是指保持或恢复产品的规定功能所采取的技术措施。也可解释为“使产品保持在或恢复到规定设计状态所需的全部活动”。2.维修的分类service classify：1)预防维修prevent(precaution)service：a.预防维修：预防发生故障和失效而有计划地进行的维修。b.失效：因为某种原因使机件失去应有的功能时称为失效。2)故障维修fault service：故障维修：故障发生后进行的维修。,2023/3/18,8,3.现代预防维修方式(contemporary prevent
5、 service form)1)事后维修方式(breakdown maintenance)事后维修也称故障维修，它不控制维修时期，机件发生故障造成停机之后才进行修理。2)定时维修方式(time based maintenance)定时维修又称为时间预防维修方式，它是以时间作为维修期限。只要设备使用到预先规定的时间，不管其技术状态如何，都要进行规定的维修工作，这是早期实行的一种带强制性的预防维修方式。3)视情维修方式(on-condition maintenance)视情维修又称为按需要预防维修方式，这种维修方式是根据设备实际情况来确定维修时机。,2023/3/18,9,2 修船制度(the s
6、hiprepair institution):.1965年以前（原六机部，现中国船舶工业总公司的）“舰船修理暂行条例：）类别：坞修 小修 中修大修 docking repaircurrent repair medium repair overhaul）时间间隔：年 年 年 12年）费用：1012万 2530万60万 100200万）修理天数：国内9(7)天1月内 36月 1年或1年以上。国外4天）工程量：艉轴，螺旋桨,1/3所有工程量 全部修理 包括改装，提高 密封装置，海底阀等。性能，更新设备每次修理后船检部门对本船修理的时间、性能等都有记载。主要是机1炉，救生设备，通讯设备，灭火设备等，坏
7、者必修。,2023/3/18,10,船坞（干船坞、浮船坞、船排）,2023/3/18,11,.1965年以后（交通部制定的）“修船规定”：）航修(voyage repair)营运中发生影响船舶航行而船员难以自修的故障（必须进厂修理）。）小修(current repair)结合坞修和保持船级的“年度检验”的定期修理（海船年一次）。）检修(overhaul)在次小修后，技术状况变坏，结合船检局的“定期检验”进行的较为全面的检验和修理。,2023/3/18,12,.修改后的四条规定如下：）修船间隔期：机动船按主机运转一万小时左右安排一次小修，两次小修后，安排一次中修。港作、交通等辅助船，运行三年不满
8、一万小时，仍安排一次小修。驳船小修间隔期一般年，港口货驳年。）机动船一般不进行更机、更炉、更壳，也不安排大修，如有特殊需要，必须作出技术论证，报管理局或交通部批准。）驳船一般不安排中修，如确有必要，又有价值进行中修的，须报管理局审批。）维持使用的机动船舶，不再安排中修，只安排小修或维持性修理。待报废的船舶，只安排维持性或单项针对性的修理，作短期的使用。,2023/3/18,13,1)修理类别及范围(1)航修是船舶在营运中发生影响安全航行的一般修理工程和一般事故修理。航修应利用航次在港停泊时间，由航修站、维修点协助进行，如遇站、点不能解决的工程，船厂应协助解决。必要时随船抢修，尽可能不影响船舶进
9、行生产。此外，对机、海损事故，需要进行坞修的船舶，工厂（站）应积极组织力量，突击抢修，以确保及时修复投入生产。,2023/3/18,14,(2)修是按主机运转小时结合“年度检验”进行的厂修工程。小修的目的是消除在营运中产生的过度磨耗。经过修理，应保证船舶到下次计划修理的安全运转。对船体、主、辅机、锅炉、轴系、舵系装置、海底阀及工程船舶专用设备等进行的重点检查和修理，进行原有设备的调整、研磨、更换零部件和清洁保养等工作。小修不得对生活设施及设备(convenience and apparatus)进行添置改建。对推广已鉴定合格的技术革新项目，可以列入年度计划，工厂应在规定修期内如期完成。小修一般
10、和坞、排修同时进行。工程船舶、挖泥船、泥驳、石驳必要时每年可进行一次坞修检查。,尾轴衬套修理,2023/3/18,15,小修基本工程范围：）锅炉内部清洗、检修附件、修换部分炉管，小牵条，铆钉和焊补裂缝。）柴油主机前、后齿轮箱、离合器、减速箱、鼓风机、增压器拆装校正，修换零部件。无特殊情况，主机曲轴不出舱（250hp以下的柴油机除外）。）辅机、电器、管系等进行一般检查和修换部件，但不改装移位。）工程船专用设备进行检查、修换挖泥工具、泥泵、绞机与易损部件。,2023/3/18,16,)中修是按主机运转小时结合“定期检验”进行的厂修工程。主要对船体、机炉设备进行全面检查，重点修复在小修时不能解决的较
11、大缺陷，通过修理，技术状况应达到一、二类的要求。按船舶维修技术政策规定：维持类船舶一般不得安排中修。中修基本工程范围：）“定期检验”规定的拆装工程。）主机更换部件、辅机必要时可以整台更机。,2023/3/18,17,）锅炉炉胆及燃烧室局部挖补并按检验规程规定限期进行水压试验。）中修时一般不得对生活设施进行添装改建，对生产上有显著效果、工程量不大的改进项目，经管理局批准，可以结合中修进行。）工程船的专用设备应进行全面检查：允许更换部分挖泥、起重等主要部件及专用电器设备。,2023/3/18,18,2023/3/18,19,1-2 故障(failure),1 故障的基本概念任何产品（无论整机还是零
12、部件），凡不能完成其规定功能或其性能指标恶化至规定指标外的一切现象均称作故障。对不可修复的产品则称为失效。2 故障的分类.按对船舶航行影响分类1)不停航的局部故障(partial failure)因为故障导致设备丧失部分功能，但船舶仍可继续航行。如更换主机某缸的喷油泵。,2023/3/18,20,.按对船舶航行影响分类1)不停航的局部故障(partial failure)因为故障导致设备丧失部分功能，但船舶仍可继续航行。如更换主机某缸的喷油泵。2)船舶短期停航的重大故障(significant trouble)由于严重的故障使船机设备功能部分丧失，必须停航争取短期内船员自修,采用更换备件等措施
13、排除故障。这种故障均可在船舶营运条件下由船员自修解决。停航时间：货船不应超过h，客船不应超过h。如喷油设备损坏，活塞环折断，气缸盖裂纹，轴系、舵系故障等。3)长时间停航的重大故障异常严重的故障使船机设备功能丧失，造成船舶丧失航行能力，必须进厂长时间的修理。如螺旋桨桨叶折断及船体破洞、曲轴折断、尾轴折断等故障导致船舶丧失主要功能，进厂修理.,2023/3/18,21,.按故障演变过程分类1)渐进性故障(incrementality failure)由于零件的磨损使机械或设备的性能逐渐变坏而发生的故障。这类故障可以测量检查来预测和防止故障的发生。如活塞环、气缸磨损、轴承磨损、管系腐蚀穿孔。2)突发
14、性故障(outburst failure)因为外界随机因素或材料内部的潜在缺陷造成的突然发生的故障。事先无法预知。如螺旋桨桨叶折断，主机突然停车等。3)波及性故障因为某种故障而产生的故障，又称二次故障。如船搁浅机座变形曲轴弯曲等损坏。或连杆螺栓折断连杆、气缸套、活塞甚至机体等损坏。,2023/3/18,22,3.按故障的原因分类1)结构性故障structuredness failure因为设计不当出现的结构上的缺陷而引起的故障。如曲轴园角太小应力集中疲劳断裂；冷却水道过窄缸盖产生裂纹。2)工艺性故障manufacturability failure制造、安装及维修工艺上的问题导致的故障。如轴系
15、安装不良轴承发热；曲轴圆角处裂纹；曲轴圆角处镀上r裂纹。3)磨损性故障wearability failure正常情况下长期工作由于零件磨损产生的故障。如磨损间隙性能。4)管理性故障management failure违反操作规程或管理不当造成的故障。如起动后立即开高速、高负荷拉缸；如轴承油压过低或中断轴承合金熔化。,2023/3/18,23,.按故障的严重性及后果分类1)致命故障critical failure是指危及或导致人身伤亡，引起主要总成报废或造成重大经济损失的故障。2)严重故障serious fault是指严重影响产品正常使用，或者规定的重要指标恶化至规定范围以外必需停机修理，修理费
16、用较高，在较短的有效时间内无法排除的故障，即需要更换外部重要零部件或拆开机体更换内部零部件的故障。3)一般故障minor failure明显影响产品正常使用，修理费用中等，在短期的有效时间内可以排除的故障，即需要更换或修理产品外部零件的故障。4)轻度故障gentleness failure轻度影响产品正常使用，暂时不会导致工作中断，修理费用低廉的故障，即在日常保养中能用随机工具轻易排除的故障。,2023/3/18,24,.按故障的后果对机械工作能力的影响分类1)完全性故障（completeness failure）由于故障导致机器丧失主要功能，工作完全中断。2)局部性故障(locality f
17、ailure)由于故障导致机器丧失部分功能，但还能够继续使用。.按故障发生的时期分类1)早期故障(initial failure)2)使用期故障3)老化期故障,2023/3/18,25,3 故障的规律.浴盆曲线bathtub curve按故障出现的时期分为：早期故障期；偶然故障期和耗损故障期。）早期故障期early stage breakdown stage,2023/3/18,26,（）特点：开始故障率高，随工作时间延长而下降。（）原因：设计、制造、安装问题所致。（）解决方法：跑合，调整间隙，使(t)，而趋于稳定。）偶然故障期（随机故障期）accidental breakdown perio
18、d（）特点：故障率低而稳定，使用时间长（机械进入正常使用阶段）。（）原因：设计、制造中潜在缺陷；操作管理不当（不能预测）。（）解决方法：设法延长期，它是产品的主要使用期，也是可靠性指标的主要评估期。,2023/3/18,27,）耗损故障期（waste breakdown period）（）特点：故障率随工作时间延长而上升，维修费用，工作效果。（）原因：磨损间隙，疲劳、腐蚀等引起。设备中某些零件已老化，耗损衰竭了，失效率不断上升了。（）解决方法：期到来之前进行检修。可使故障期推迟到来。,2023/3/18,28,4 故障模式、故障机理、故障分布 1.故障模式 产品故障的表现形式，它是一般能观察到
19、的故障现象，如油管漏油、电子元器件短路等。故障模式是多种多样的，在现场分析使用中，它是最基本的故障数据，利用它即可分析故障产生的原因，寻找薄弱环节，迅速采取有针对性的维修管理措施。2.故障机理 引起故障的物理、化学和材料特性等变化的内在原因、规律及其原理。区别是：故障模式是故障的外在表现，即能观察(包括检测)到的不正常现象，故障机理则是引起这些现象的内在原因。故障机理依产品的种类、使用条件而异，不能一概而论，但往往以磨损、疲劳、腐蚀、氧化等简单形式表现。,水润滑轴承结构,2023/3/18,29,3.故障分布故障分布则是以数理统计及概率论为基础，从故障所占有的空间、时间角度出发对其加以分析归纳而确定的概率及统计数学模型，常见的不外乎正态分布、指数分布、威布尔分布和对数正态分布等。若从故障的物理、化学、力学性质角度来归纳，也不外乎应力强度模型、最弱环模型、退化模型和累积损伤模型等常见的物理模型。前者定量地分析故障特征，后者定性地分析故障机理。它们从不同途径描述产品的寿命分布，相互之间存在着一定的内在联系。也就是说，故障机理的特征有助于故障分布模型的判别，而故障分布模型的特性有助于故障机理的分析。,
