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1、机电设备安装与维修 第一章机电设备维修基本知识 第一章机电设备维修基本知识 本章主要研究讨论机电设备安装与维修的基本知识 主要内容有设备维修技术的地位和作用 设备维修技术的发展概况和发展趋势 机械零件的失效及其对策 设备维修前的准备 设备零件修理更换的原则 设备维修方式与修理类别 设备修理计划的编制与实施 定义 机电设备安装与维修就是以机电设备为对象 研究和探讨其拆卸与装配 零件的修复 修理精度检验 故障消除的方法以及响应的技术 1 1设备维修技术的地位和作用1 1 1 设备故障根据设备在使用期内所发生的故障率变化特性 设备的故障期通常可分为三个时期 1 初期故障期 2 偶然故障期 3 磨损故
2、障期 1 1 2 设备维修技术的地位和作用加强设备的管理与维修工作 机器设备才能得到合理的使用 正确而适时地维护与保养 有计划的修理 更新 改造 企业可以获得明显的效益 主要体现在 1 提高设备完好率 延长设备的使用寿命 2 降低设备的故障率 保证企业生产的顺利进行 3 提高设备利用率 充分挖掘设备潜力 4 降低成本 减少停工损失和维修费用 5 提高产品加工的质量 减少废品损失 6 降低能源消耗 提高劳动生产率 1 2 设备维修技术的发展概况和发展趋势1 2 1 我国设备维修技术的发展概况 1 2 2 设备维修技术的发展趋势 1 2 3 机电设备安装与维修课程的性质 任务 1 3机械零件的失效
3、及其对策 1 3 1机械零件的磨损及其对策 以摩擦副为主要零件的机械设备 在正常运转时 机械零件的磨损一般可分为磨合 走合 阶段 稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段 如图1 1所示 图1 1机械磨损过程 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 一 粘着磨损 根据零件摩擦表面破坏程度 粘着磨损可分为轻微磨损 涂抹 擦伤 撕脱以及咬死等五类 1 粘着磨损机理 2 减少或消除粘着磨损的对策 控制摩擦表面的状态 控制摩擦表面材料的成分和金相组织 二 磨料磨损 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等三类 1 磨料磨损机理
4、 目前 关于磨料磨损机理有四种假说 微量切削 压痕破坏 疲劳破坏 断裂 2 减少或消除粘着磨损的对策 磨料磨损是由于磨料颗粒与摩擦表面的机械作用引起的 因此 减少或消除粘着磨损的对策就有两方面 1 磨料方面 2 摩擦表面材料方面 2 剖分式轴承 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 疲劳磨损的机理有两种情况 滚动接触疲劳磨损 滚滑接触疲劳磨损 三 疲劳磨损 疲劳磨损根据其危害程度可分为非扩展性疲劳磨损和扩展性疲劳磨损两类 减少或消除疲劳磨损的对策 接触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
5、的因素 主要有四个方面 材质 接触表面粗糙度 表面残余内应力 其他因素 四 腐蚀磨损 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腐蚀磨损两大类 1 氧化磨损 氧化磨损必须同时具备三个条件 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 减少或消除氧化磨损的对策主要有 控制氧化膜生长的速度与厚度 控制氧化膜的性质 控制硬度 2 特殊介质下的腐蚀磨损 减少或消除特殊介质下的腐蚀磨损的对策主要有 使摩擦表面受腐蚀时能生成一层结构致密且与金属基体结合牢固 阻碍腐蚀继续发生或使腐
6、蚀减缓速度的保护膜 可使腐蚀磨损速率减小 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 当机械零件受到重复应力作用时 所产生的腐蚀速率比不受应力时快得多 五 微动磨损 定义 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 1 微动磨损的机理 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下列几个方面 载荷 振幅 温度 润滑 材质性能 1 3 2机械零件的变形及其对策 定义 机械零件或构件在外力的作用下 产生形
7、状或尺寸变化的现象称为变形 根据外力去除后变形能否恢复 机械零件或构件的变形可分弹性变形或塑性变形两大类 弹性变形 定义 金属零件在作用应力小于材料屈服强度时产生的变形称为弹性变形 弹性变形的特点 1 当外力去除后 零件变形消除 恢复原状 2 材料弹性变形时 应变与应力成正比 其比值称为弹性模量 它表示材料对弹性变形的阻力 弹性变形量很小 一般不超过材料原长度的0 1 1 0 塑性变形 定义 塑性变形又称永久变形 是指机械零件在外载荷去除后留下来的一部分不可恢复的变形 金属零件的塑性变形从宏观形貌特征上看 主要有翘曲变形 体积变形和时效变形等三种形式 翘曲变形 体积变形 时效变形 防止和减少机
8、械零件变形的对策 设计 正确选用材料 注意工艺性能 合理布置零部件 选择适当的结构尺寸 在设计中 注意应用新技术 新工艺和新材料 减少制造时的内应力和变形 使用 加工 修理 1 3 3机械零件的断裂及其对策 定义 断裂是零件在机械 热 磁 腐蚀等单独作用或者联合作用下 其本身连续性遭到破坏 发生局部开裂或分裂成几部分的现象 机械零件的断裂一般可分为1 延性断裂2 脆性断裂3 疲劳断裂4 环境断裂 减少或消除机械零件断裂的对策1 设计在金属结构设计上要合理 尽可能减少或避免应力集中 合理选择材料 2 工艺采用合理的工艺结构 注意消除残余应力 严格控制热处理工艺 3 使用按设备说明书操作 使用机电
9、设备 严格杜绝超载使用机电设备 1 3 4机械零件的蚀损及其对策 定义 蚀损即腐蚀损伤 机械零件的蚀损 是指金属材料与周围介质产生化学或电化学反应而导致的破坏 疲劳点蚀 腐蚀和穴蚀等 统称为蚀损 按金属与介质作用机理 机械零件的蚀损可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类 定义 化学腐蚀是指单纯由化学作用而引起的腐蚀 金属零件的电化学腐蚀 定义 电化学腐蚀是金属与电解质物质接触时产生的腐蚀 金属零件常见的电化学腐蚀形式主要有 1 大气腐蚀即潮湿空气中的腐蚀 2 土壤腐蚀如地下金属管线的腐蚀 3 在电解质溶液中的腐蚀 如酸 碱 盐溶液等中的腐蚀 4 在熔融盐中的腐蚀 如热处理车间 熔盐加热炉中的盐炉电极
10、和所处理的金属发 减少或消除机械零件蚀损的对策 1 正确选材 2 合理设计 3 覆盖保护层 4 电化学保护 5 添加缓蚀剂 6 改变环境条件 1 4设备维修前的准备 1 4 1设备大修理工艺过程 机械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 修理前的准备阶段 修理过程阶段 修后验收阶段 1 4 2设备修理方案的确定 1 4 3设备修理前的技术准备 一 预检 二 编制大修理技术文件 1 4 4设备修理前的物质准备 1 5设备零件修理更换的原则 1 5 1确定磨损零件修换应考虑的因素 磨损零件对其本身刚度和强度的影响 磨损零件对磨损条件恶化的影响 1 影响磨损零件能否保证其正常工作方面的因素 2 零件磨损对整台设备的影响因素 磨损零件对设备精度的影响 磨损零件对完成预定使用功能的影响 磨损零件对机器性能和操作的影响 磨损零件对机器生产率的影响 1 5 2修复零件应满足的要求 对失效的零件是修复还是更换新件 是由很多因素决定的 应当综合分析 根据下列原则确定 1 可靠性2 准确性3 经济性4 可能性5 安全性6 时间性 1 5 3制定修换零件明细表 定义 修换件明细表是预测机械设备修理时需要更换和修复的零件的明细表 编制修换件明细表时 一般遵循原则 见教材20页
