第1章机电设备维修的基础知识

机电设备故障诊断与维修,第 1 章 机电设备维修的基础知识,制作：周宗明,说明（性质）本课程是机电一体化专业的核心课程,也是本专业学生的必修课程。 知识目标是：掌握必要的机电设备故障诊断与维修的基本知识、基本理论。使学生熟悉机械设备检测、维修的工艺过程及方法；达到既降低生产成本又确保机械设备安全、高效正常地运转的目的 。 能力目标是：培养学生根据图纸编制检修工艺初步能力；熟悉机电设备结构特点、工作原理及性能、正确读表和巡检能力；故障判断能力、故障影响分析能力、故障处理能力、反故障反事故能力。会用正确使用工、检具与起动设备、熟悉设备维修工艺；运转工况分析能力、设备安全分析能力、提出经济运行措施能力、初步革新及建议能力；确保设备高效、正常运转。 相关基础课有 钳工基础，机械制图，机械设计基础、机械零件加工工艺,第 1 章 机械维修基本知识,1.1 机械故障概论,1.2 机械设备维修基础,1.3 机械零件失效形式及对策,1.4 机械零件修理与更换的原则,1.5 机电设备维修管理,本章主要研究和讨论机电设备维修技术的基础知识，在本章学习中，学生应注意下列知识的学习和掌握： 1明确机电设备故障的概念，了解故障的分类、特点及故障管理的程序，掌握故障发生的基本规律和影响故障发生的主要因素。 2明确维修性的概念，了解影响维修性的因素和提高维修性的途径，熟悉设备的维修方式和修理类别，了解可靠性维修的基本原理。 3了解零部件失效的主要形式及其机理，掌握减少或消除零部件失效的对策。了解故障诊断的内容、原理和基本方法，熟悉零件的常规检验技术。 4掌握设备零件修理与更换的原则；熟悉设备维修管理的主要内容、方法与应用。,1.1 机械故障概论,1.1.1 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。,1.1.2 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。如图1.1,1.1.3 机械故障产生的基本规律 如图所示1.2,1.1.4 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,返 回,1.2 机械设备维修基础,1.2.1 机械的维修性 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,所谓规定的条件，是指选定了合理的维修方式、准备了维修用的测试仪器及装备和相应的备件、标准、技术资料，由一定技术水平和良好劳动情绪的维修人员进行操作。,所谓规定的时间，是指机械设备从寻找、识别故障开始，直至检查、拆卸、清洗、修理或更换、安装、调试、验收，最后达到完全恢复正常功能为止的全部时间。,维修与维修性是两个不同的概念。维修是指维护或修理进行的一切活动，包括保养。修理、改装、翻修、检查等。而维修性是指机械设备在维修方面具有的特性或能力；反映发生故障后进行维修的难易程度；,是维修需要付出的工作量大小、人员多少、费用高低以及维修设施先进或落后的综合体现；是由设计、制造等因素决定的一种固有属性，直接关系到机械设备的可靠性、经济性、安全性和有效性；是机械设备三项基本性能参数之一。,3.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,4.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； 6）零部件无维修设计。,1.2.2 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 又称计划维修、时间预防维修。定期维修是在规定时间的基础上实行的预防维修活动，具有周期性特点。定期维修根据零件的磨损规律，事先规定好了修理间隔期、修理类别、修理内容和修理工作量。这种维修方式会出现以下问题：一是造成维修过剩；二是造成失修。,它主要适用于巳掌握设备磨损规律且生产稳定、连续生产的流程式生产设备或动力设备，大量生产的流水线设备或自动线上的主要设备，以及其他可以统计开动台时的设备。,我国目前实行的设备定期维修制度主要有计划预防维修制和计划保修制两种。 1）计划预防维修制（简称计划预修制） 它是根据设备的磨损规律，按预定修理周期及修理周期结构对设备进行维护、检查和修理，以保证设备经常处于良好的技木状态的一种维修制度。,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。,2）状态监测维修 这是一种以设备技术状态为基础，按实际需要进行修理的预防维修方式。 它是在状态监测和技术诊断的基础上，掌握设备劣化发展情况。在高度预知的情况下，适时安排预防性修理，故又称预知维修。 这种维修方式的基础是将各种检查、维护、使用和修理，尤其是诊断和监测提供的大量信息，通过统计分析，正确判断设备的劣化程度、发生（或将要发生）故障的部位、技木状态的发展趋势，从而采取正确的维修类别。,这样能充分掌握维修活动的主动权，做好修前准备，并且可以和生产计划协调安排，既能提高设备的利用率，又能充分发挥零件的最大寿命。缺点是费用高，要求有一定的诊断条件。它主要适用于重大关键设备、生产线上的重点设备、不宜解体检查的设备（如高精度机床）、故障发生后会引起公害的设备等。,(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,在实际生产中，常常结合机电设备的大修、项修进行。在进行改善维修时，应根据机件故障的检查和分析，有计划地改进机电设备机构和机件材质等方面的修理。 (5)无维修设计 “无维修设计”是设备维修的理想目标,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。,在工业企业的实际设备管理与维修工作中，小修已和二级维护保养合在一起进行；项修主要是针对性修理，很多企业通过加强维护保养和针对性修理、改善性修理等来保证设备的正常进行；但是动力设备、大型连续性生产设备、起重设备以及某些必须保证安全运转和经济效益显著的设备，有必要在适当的时间安排大修。,(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。,项修时，对设备进行部分解体，修理或更换部分主要零件与基准件的数量约为10%30%，修理使用期限等于或小于修理间隔期的零件；同时，对床身导轨、刀架、床鞍、工作台、横梁、立柱、滑块等进行必要的刮研，但总刮研的面积不超过30%40%，其他摩擦面不刮研。,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。,在设备预防性计划修理类别中，设备大修是工作量最大、修理时间较长的一类修理。,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。,对机电设备大修总的技术要求是：全面清除修理前存在的缺陷，大修后应达到设备出厂或修理技术文件所规定的性能和精度标准。,1.2.3 可靠性维修的基本原理 一个机械系统、一台机械设备，不管其原理如何先进，功能如