機(jī)械設(shè)備修理工藝

機(jī)械設(shè)備修理機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件第一章

機(jī)械零件失效的模式機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件第一節(jié)、機(jī)械零件的磨損磨損工作表面在摩擦?xí)r沿其表面發(fā)生的微觀或宏觀變化過程的結(jié)果。1．磨損的類型按接觸表面的性質(zhì)分類磨粒磨損固體磨損液體磨損氣體磨損按磨損機(jī)理分類磨粒磨損粘著磨損疲勞磨損腐蝕磨損微動磨損

2．磨損的一般規(guī)律第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識(1)初期磨損階段

(又稱跑合階段)

(2)穩(wěn)定磨損階段(又稱工作磨損階段)(3)急劇磨損階段(又稱強(qiáng)烈磨損階段)

3．減少磨損的途徑1)正確選擇材料是提高耐磨性的關(guān)鍵2)為了改善零件表面的耐磨性可采用多種表面處理方法3)盡量保證液體潤滑，采用合適的潤滑材料和正確的潤滑方法，采用潤滑添加劑，注意密封等。4)合理進(jìn)行摩擦副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是提高耐磨性，減少磨損的重要條件。5)設(shè)備的使用和維護(hù)正確與否對設(shè)備的壽命影響極大，正確的使用和維護(hù)與不正確的使用和維護(hù)其壽命往往可相差幾倍。第二節(jié)、零件的變形一個結(jié)構(gòu)或零件，特別是基礎(chǔ)零件在外加載荷的作用下發(fā)生變形，將導(dǎo)致零部件之間相互位置精度遭到破壞，影響各組成零件的相互關(guān)系。據(jù)估算，變形對零部件壽命的影響在30％左右。對于金屬切削機(jī)床類設(shè)備，由于精度要求較高，變形的影響就更加突出。在修理實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，修理質(zhì)量低、大修周期短的一個重要原因就是零部件的變形。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件

1.零件變形的原因(1)毛坯制造鑄造、鍛造、焊接等熱加工零件由于溫度差異、冷卻和組織轉(zhuǎn)變的先后不一都會形成殘余的內(nèi)應(yīng)力，尤其是鑄造毛坯，形狀復(fù)雜，厚薄不均，在澆鑄后的冷卻過程中，形成拉伸、壓縮等不同的應(yīng)力狀態(tài)，可能發(fā)生變形或斷裂。經(jīng)熱處理的零件也存在內(nèi)應(yīng)力。(2)機(jī)械加工在切削加工過程中，由于裝夾、切削力、切削熱的作用，零件表層會發(fā)生塑性變形和冷作硬化，因而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起變形。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件(3)操作使用工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金設(shè)備、鍛壓設(shè)備及其他熱加工機(jī)械設(shè)備等，在較惡劣的工況下T作，其個別零部件在極限載荷或超載荷的情況下運(yùn)行，高溫導(dǎo)致零部件屈服強(qiáng)度降低，從而使零部件產(chǎn)生變形。

(4)修理質(zhì)量在設(shè)備修理過程中，如果不考慮被修零件已經(jīng)變形，常常會造成零件更大的變形或增加變形的危害。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件

2.零件的變形失效零件產(chǎn)生變形后，如果出現(xiàn)不能承受規(guī)定的載荷、不能起到規(guī)定的作用或與其他零件的運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生干擾等情況時，零件則產(chǎn)生了變形失效。變形失效可以是彈性變形失效，也可以是塑性變形失效。變形失效主要有兩個特征，即體積發(fā)生變化和幾何形狀發(fā)生變化。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件(1)彈性變形失效分析當(dāng)一個零件沒有明顯的永久變形或涉及復(fù)雜的應(yīng)力場時．必須考慮彈性變形失效，因?yàn)樽冃问О淮渭虞d屈服，而且大部分零件在載荷的作用下將發(fā)生彈性彎曲。(2)累積應(yīng)變失效分析當(dāng)某一零件在承受穩(wěn)態(tài)載荷時，還承受與主動方向不同的一個循環(huán)變化的疊加載荷，循環(huán)變化的載荷所產(chǎn)生的應(yīng)變使零件的兩端每半周一次交替發(fā)生超過屈服點(diǎn)(ors)的應(yīng)變。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件

(3)過載變形失效分析每一個構(gòu)件或零件都有一個承載極限，當(dāng)承載載荷超過此極限時則稱為過載，機(jī)械零件在過載情況下會發(fā)生變形或斷裂。在強(qiáng)度理論定量設(shè)計(jì)中以及零件強(qiáng)度極限分析中，大多數(shù)情況是將應(yīng)力完全限制在彈性范圍內(nèi)，并把材料屈服強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)或零件變形失效的合理依據(jù)。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件

3.減輕零件變形危害的措施3)加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)管理，制定并嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，不超負(fù)荷運(yùn)行，避免局部超載和過熱，加強(qiáng)設(shè)備的檢查和維護(hù)。1)在機(jī)械設(shè)計(jì)中不僅要考慮零件的強(qiáng)度，還要考慮零件的剛度和制造、裝配、使用、拆卸修理等有關(guān)問題。

2)在機(jī)械加工中要采取一系列工藝措施防止和減小變形，對毛坯要進(jìn)行時效處理以消除其殘余內(nèi)應(yīng)力。4)在設(shè)備修理中，不僅要恢復(fù)零件的尺寸、配合精度、表面質(zhì)量等，還要檢查和修復(fù)主要零件的形狀和位置誤差，制定出與變形有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和修理規(guī)范。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件第三節(jié)、零件的斷裂斷裂指在外力的作用下零件發(fā)生的正向分離與切向分離，example機(jī)械零件在循環(huán)應(yīng)力作用下會發(fā)生疲勞斷裂在高溫持久應(yīng)力作用下會發(fā)生蠕變斷裂在腐蝕環(huán)境下會發(fā)生應(yīng)力腐蝕或腐蝕疲勞機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件斷口的宏觀形態(tài)特征按載荷性質(zhì)塑性斷裂脆性斷裂一次加載斷裂疲勞斷裂發(fā)生塑性變形后造成的斷裂，斷裂之前沒有明顯的塑性變形的斷裂。是零件在一次靜拉伸、靜壓縮、靜扭轉(zhuǎn)、靜彎曲或一次沖擊下的斷裂。為反復(fù)加載斷裂，即經(jīng)歷反復(fù)多次的應(yīng)力作用后才發(fā)生的斷裂。據(jù)估計(jì)，機(jī)械零件的斷裂失效中疲勞斷裂失效占80％左右。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件1．零件疲勞斷裂的基本原理零件承受循環(huán)載荷時，在局部將出現(xiàn)很大的塑性變形。在持續(xù)反復(fù)載荷作用下．經(jīng)過一定周期，表面形成微觀裂紋，微觀裂紋形成后，在循環(huán)負(fù)荷作用下，裂紋將繼續(xù)向內(nèi)部發(fā)展。很多裂紋的深度增加，連接成為一個主導(dǎo)裂紋，當(dāng)其達(dá)到臨界長度后，發(fā)生突然斷裂機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件

2.減輕斷裂危害的措施：(1)在機(jī)械設(shè)汁中要盡量減少應(yīng)力集中如焊縫通常是疲勞斷裂失效的起源區(qū)域，對T形焊接接頭，采取適當(dāng)?shù)膸缀涡螤睿负蟠蚰A角或鉆孔，均能減輕應(yīng)力集中的程度。零件截面改變處采用組合圓角比采用單一半徑圓角能戚倍增加疲勞壽命。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件(2)在機(jī)械制造工藝方面延長零件疲勞壽命的最有效途徑是引入殘余壓應(yīng)力，如噴丸強(qiáng)化處理、冷滾壓加工等。利用金屬纖維在不同方向上力學(xué)性能的差別提高疲勞壽命，如鍛造螺柱的疲勞壽命是機(jī)械加工螺柱的疲勞壽命的三倍，滾壓螺紋的疲勞壽命也可延長很多。對零件進(jìn)行表面熱處理和化學(xué)處理，提高零件表層的強(qiáng)度和硬度，也能延長其疲勞壽命。機(jī)械設(shè)備修理工藝學(xué)高職高專十一五課件(3)機(jī)械設(shè)備在使用中的注意事項(xiàng)要注意及時發(fā)現(xiàn)零件裂紋，定期進(jìn)行無損探傷：盡量減輕零件的腐蝕損傷，因?yàn)楦g會增加裂紋擴(kuò)展的速率；盡可能減少設(shè)備運(yùn)行中各部分的溫差，如發(fā)動機(jī)起動時各部分溫差很大，如果立即高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，會加大溫差，由熱應(yīng)力引起應(yīng)力集中加速有關(guān)零件疲勞損壞；設(shè)備使用中還要嚴(yán)格避免設(shè)備超載并盡量減少沖擊。(4)機(jī)械設(shè)備在修理中的注意事項(xiàng)要注意以下幾點(diǎn)：

1)注意對斷裂零件進(jìn)行斷口分析，以確定零件斷裂的形式、原因、起源和超載程度等。斷口分析以宏觀分析為主，還可利用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡進(jìn)行微觀分析。2)采用延長零件壽命的修復(fù)方法，如表面去皮修理，將旋槳、發(fā)動機(jī)渦輪葉片等零件定期去除一薄層金屬可以大大延長其使用壽命。

3)對容易產(chǎn)生斷裂的重要零件實(shí)行狀態(tài)監(jiān)測，如定期進(jìn)行無損檢測，利用閃頻儀在零件運(yùn)轉(zhuǎn)中監(jiān)測等。四、零件的蝕損零件的蝕損形式腐蝕氣蝕在周圍介質(zhì)作用下，零件表面發(fā)生的以化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)為主的磨損。它與其他形式的磨損相伴發(fā)生、相互影響和相互促進(jìn)，可產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，特別是在高溫和潮濕的環(huán)境中尤為嚴(yán)重。是一種比較復(fù)雜的破壞現(xiàn)象，它不僅僅是機(jī)械作用，還有化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)作用，液體中含有磨料時會加劇這一破壞過程。氣蝕現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在柴油機(jī)氣缸套外壁、水泵零件、水輪機(jī)葉片、船舶螺旋槳等部位。

1.腐蝕腐蝕的機(jī)理氧化磨損電化學(xué)作用金屬與氣體(特別是高溫氣體)和非導(dǎo)電液體介質(zhì)接觸，則發(fā)生化學(xué)腐蝕。金屬與電解液(酸、堿、鹽類水溶液)相接觸，則發(fā)生電化學(xué)腐蝕。腐蝕磨損化學(xué)反應(yīng)特殊介質(zhì)腐蝕磨損金屬與空氣中的氧作用形成氧化磨損是最常見的一種腐蝕磨損形式，其特征是摩擦表面沿滑動方向呈勻細(xì)磨痕。摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成腐蝕磨損，其機(jī)理與氧化磨損相似，在摩擦表面上糟滑動方向也有腐蝕磨損的痕跡，但磨損速度較快。減輕腐蝕危害其主要措施有：1)根據(jù)工作環(huán)境條件選擇合適的耐腐材料，盡量以塑料代替金屬；進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件外形要簡化，表面粗糙度值的大小要合適，避免形成原電池的條件。2)覆蓋金屬保護(hù)層如鎳、鉻、鋅等，覆蓋方法有電鍍、噴涂、化學(xué)鍍等；非金屬保護(hù)層如涂裝塑料、橡膠、搪瓷等；化學(xué)保護(hù)層如磷化、鈍化、氧化等；表面合金化如滲鉻、滲鋁等。3)進(jìn)行電化學(xué)保護(hù)，用比零件材料化學(xué)性能更活潑的金屬鉚接在零件上，人為形成原電池，零件成為陰極受到保護(hù)，從而不會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。4)進(jìn)行介質(zhì)處理，將有機(jī)緩蝕劑或無機(jī)緩蝕劑加入相應(yīng)介質(zhì)，減弱零件的腐蝕。

2.氣蝕氣蝕的機(jī)理當(dāng)零件與液體接觸并有相對運(yùn)動，接觸處局部壓力低于液體蒸發(fā)壓力時．形成氣泡，溶解的氣體也會析出形成氣泡，這些氣泡運(yùn)動到高壓區(qū)，氣泡被迫潰滅的瞬間，產(chǎn)生極大的沖擊力和高溫，這種現(xiàn)象稱為水擊現(xiàn)象。氣泡形成與潰滅的反復(fù)作用，使零件表面材料產(chǎn)生疲勞而逐漸脫落，呈麻點(diǎn)狀，逐漸擴(kuò)展成泡沫海綿狀，這種現(xiàn)象稱為氣蝕。氣蝕嚴(yán)重時，可擴(kuò)展為深度20mm的孔穴，直到穿透零件或使零件產(chǎn)生裂紋而損壞，因此又稱為穴蝕。減輕穴蝕危害的措施有：1)減小零件與液體接觸表面的振動，以減少水擊現(xiàn)象的發(fā)生。如增強(qiáng)剛性、改善支承、采取吸振措施等。2）選用耐穴蝕的材料，如鑄鐵成分中最容易穴蝕的是片狀石墨，而球狀或團(tuán)狀石墨耐穴蝕性好，此外，不銹鋼、尼龍也耐穴蝕。)3)零件表面涂防穴蝕材料，如塑料、陶瓷表面鍍鉻等，減小表面粗糙度值也有利于減輕穴蝕。4)改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)，減少液體流動時產(chǎn)生渦流的現(xiàn)象。5)介質(zhì)中添加乳化油，可減小氣泡爆破時的沖擊力，以減輕穴蝕。農(nóng)夫的遺囑一個農(nóng)夫有四個兒子，臨終前，農(nóng)夫立下遺囑，要求將土地平均分給四個兒子。要求面積一樣，形狀也一樣，而且必須是完整的。農(nóng)夫的遺產(chǎn)答案第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識第二節(jié)設(shè)備修理前的準(zhǔn)備工作一、設(shè)備修理的方式第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識按計(jì)劃進(jìn)行的修理，即所謂“計(jì)劃預(yù)修制”

機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生了故障，不排除故障則不能進(jìn)行正常工作，即排除故障的修理機(jī)械設(shè)備經(jīng)過一段時間的使用，其零件表面必然會磨損，從而喪失該機(jī)械設(shè)備應(yīng)有的精度。有時這些機(jī)械設(shè)備看起來還能“正?！边\(yùn)轉(zhuǎn)，但其某些零件已接近穩(wěn)定磨損期的末期，如果繼續(xù)運(yùn)行，會產(chǎn)生急劇磨損，損害整個機(jī)械設(shè)備的壽命。因此，為了保持設(shè)備應(yīng)有的精度和工作能力，防止設(shè)備過早固磨損產(chǎn)生意外事故，延長設(shè)備的使用壽命，使設(shè)備完好率保持在較高的水平，機(jī)械設(shè)備(特別是金屬切削機(jī)床)要進(jìn)行計(jì)劃預(yù)修。第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識(1)大修機(jī)械設(shè)備的大修是工作量最大的一種計(jì)劃修理。大修包括對機(jī)械設(shè)備的全部或大部分部件解體；修復(fù)基準(zhǔn)件；更換或修復(fù)全部不合格的零件；修理、調(diào)整機(jī)械設(shè)備的電氣系統(tǒng)；修復(fù)機(jī)械設(shè)備的附件以及翻新外觀等。大修的目的是全面消除修前存在的缺陷，恢復(fù)機(jī)械設(shè)備的規(guī)定精度和性能。第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識(2)項(xiàng)修項(xiàng)目修理(簡稱項(xiàng)修)是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)，對狀態(tài)劣化已達(dá)不到生產(chǎn)工藝要求的項(xiàng)目，按實(shí)際需要進(jìn)行針對性的修理。項(xiàng)修時，一般要進(jìn)行部分拆卸、檢查，更換或修復(fù)失效的零件，必要時對基準(zhǔn)件進(jìn)行局部修理和校正坐標(biāo)從而恢復(fù)所修部分的性能和精度。項(xiàng)修的工作量視實(shí)際情況而定。(3)小修機(jī)械設(shè)備的小修是工作量最小的一種計(jì)劃修理。對于實(shí)行狀態(tài)(監(jiān)測)維修的機(jī)械設(shè)備，小修的工作內(nèi)容主要是針對日常抽檢和定期檢查發(fā)現(xiàn)的問題，拆卸有關(guān)的零、部件，進(jìn)行檢查、調(diào)整、更換或修復(fù)，以恢復(fù)機(jī)械設(shè)備的正常功能。對于實(shí)行定期維修的機(jī)械設(shè)備，小修的工作內(nèi)容主要是根據(jù)掌握的磨損規(guī)律，更換或修復(fù)在修理間隔期內(nèi)失效或即將失效的零件，并進(jìn)行調(diào)整．蹦保證設(shè)備的正常工作能力。第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識(4)定期精度調(diào)整定期精度調(diào)整是指對精、大、稀機(jī)床的幾何精度定期進(jìn)行調(diào)整．使其達(dá)到(或接近)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；精度調(diào)整的周期一般為一至二年。調(diào)整時間最好安排在氣溫變化較小的季節(jié)。如在我國北方，“每年的五六月份或九十月份為宜。實(shí)行定期精度調(diào)整，有利于保持機(jī)床精度的穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2.排除故障修理第一章機(jī)械設(shè)備修理的基本知識機(jī)械設(shè)備運(yùn)行一定時間后，由于糶種機(jī)理障礙(主要由物理、化學(xué)等內(nèi)在原因或操作失誤、維護(hù)不良等外在原因引起)而使機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)不正常情況或喪失局部功能的狀態(tài)，稱為“故障”。這種不正常情況及局部功能的喪失通常是可以