機電一體化畢業(yè)論文 淺談機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應用研究與推廣

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1、 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院 題 目 畢 業(yè) 論 文 淺談機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應用研究與推廣 學生姓名： xxx 指導教師： xxx 專 業(yè)： 機電一體化 班 級： 機電09x班 學 號： 2009xxxx 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院 2012年4月 機電設(shè)備故障診斷技術(shù) 一、目的： 了解機電設(shè)備常見故障，當遇到設(shè)備突發(fā)故障時，能夠迅速排除故障，保障機械設(shè)備的運行。 二、指導思想： 工業(yè)生產(chǎn)用的各種機電設(shè)備的狀況如何，不僅反映企業(yè)維修技術(shù)水平的高低，而且是企業(yè)管理水平的標志，保持

2、現(xiàn)場機電設(shè)備經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，提高設(shè)備利用率，延長使用壽命，是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的需要。 第 I 頁 共 23 頁 摘 要 維修為機電設(shè)備在施工中有條不紊地高效工作做出了重要的前期保障，在機電設(shè)備的使用中要對機電設(shè)備中出現(xiàn)的故障驚醒深入分析。迅速排除故障，保障機械設(shè)備的運行。分析了機電設(shè)備維修中常見的故障對如何進行維修提出了一些建議。 隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的建立和深入，整個工業(yè)生產(chǎn)對機電設(shè)備的要求和依賴程度越來越高。機電設(shè)備對工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)率、質(zhì)量、成本、安全、環(huán)保等，在一定意義上有決定性作用。工業(yè)生產(chǎn)用的各種機電設(shè)備的狀況如何，不僅反映企業(yè)維修技術(shù)水平的高低，

3、而且是企業(yè)管理水的標志。 生產(chǎn)設(shè)備在使用中會磨損，需要修理和更換零件：對一些突發(fā)性的故障和事故，需要組織搶修。機電設(shè)備維修技術(shù)就是以機電設(shè)備為對象，研究和探討其拆卸與裝配、失效零件修復、故障消除方法以及響應技術(shù)。 機電設(shè)備是構(gòu)成施工生產(chǎn)的重要因素，機電設(shè)備在使用過程中，由于材料、工藝、環(huán)境條件和人為因素的影響，其零件部件會逐漸地被磨損、變形、斷裂、蝕損等，隨著零部件的磨損程度的逐漸增大，設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)將會產(chǎn)生劣化，不可避免的將出現(xiàn)各種各樣的故障，設(shè)備的功能和精度降低，甚至整機喪失使用價值。保持現(xiàn)場機電設(shè)備經(jīng)常處于良好的狀態(tài)，提高設(shè)備利用率，延長使用壽命，是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的需要。

4、關(guān)鍵詞：機電設(shè)備、設(shè)備維修與診斷、日常管理、點檢制度 第 II 頁 共 23 頁 目 錄 第1章 前言 ................................................. 1 1.1 設(shè)備維修技術(shù)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢 ........................... 1 1.2 機電設(shè)備維修課程的性質(zhì)和任務 ............................... 2 第2章 機電設(shè)備常見故障及維修方案 ............................ 3 2.1 設(shè)備維修體系 ..........

5、................................... 3 2.2 機械零件的失效形式及其對策 ................................. 3 3.3 設(shè)備維修前的準備工作 ..................................... 11 第3章 設(shè)備日常管理 ........................................ 14 3.1 設(shè)備的使用與維護 ......................................... 14 3.2 設(shè)備的點檢制度 ....................

6、...................... 15 3.3 設(shè)備的故障管理 .......................................... 15 結(jié) 論 ................................................... 17 參考文獻 ................................................... 18 第 III 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 第一章 前言 1.1 設(shè)備維修技術(shù)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢 機器的維護與修理和機器本身應該是結(jié)伴產(chǎn)生的，但

7、其發(fā)展并不平衡，設(shè)備管理與有計劃的預防性維修時最近幾十年發(fā)展起來的。越是工業(yè)發(fā)達的國家，設(shè)備管理與維修工作發(fā)展得越迅速，投入的人力、物力、財力也越多. 1.1.1 我國設(shè)備維修技術(shù)的發(fā)展概況 我國設(shè)備維修工作是在新中國成立后迅速建立、發(fā)展起來的。黨和國家對設(shè)備維修與改造工作很重視。20世紀50年代開始嘗試推行“計劃預修制”。隨著國民經(jīng)濟第一個五年計劃的執(zhí)行，各企業(yè)陸續(xù)建立了設(shè)備管理組織機構(gòu)，1954年全面推行設(shè)備管理周期結(jié)構(gòu)和修理間隔期、修理復雜系數(shù)等一套定額標準。1961年國務院頒布《國營工業(yè)企業(yè)工作條例（試行）》（即工業(yè)七十條）。逐步建立了以崗位責任制為中心的包括設(shè)備維修保養(yǎng)制度

8、在內(nèi)的各項管理制度。1963年機械工業(yè)出版社開始組織編寫資料性、實用性很強的《機修手冊》。使設(shè)備維修技術(shù)向標準化、規(guī)范化方向邁進了一大步。 在設(shè)備維修實踐中，“計劃預修制”不斷有所改革，如按照設(shè)備的實際運轉(zhuǎn)臺數(shù)和實際的磨損情況編制預修計劃：不拘束于大修、項修、小修的典型工作內(nèi)容，針對設(shè)備存在的問題，采取針對性修理。一些企業(yè)還結(jié)合修理對設(shè)備進行改裝，提高設(shè)備的精度、效率、可靠性、維修性等。這些已經(jīng)沖破了原有“計劃預修制”的束縛。于此同時，相繼成立了中國機械工程學會及各級學術(shù)組織，開展了多方面的學術(shù)和技術(shù)交流活動，推動了我國設(shè)備維修與改造工作。群眾性的技術(shù)革新活動，也給設(shè)備維修與改造增添了異彩。

9、這一時期，我國工業(yè)企業(yè)的設(shè)備修理結(jié)構(gòu)有兩種形式：一是專業(yè)廠維修；二是企業(yè)自修。 20世紀70年代末，實行改革開放，加強了國際交往，國際交流不斷，取得了可喜的成績。采取走出去、請進來等方法，學習、借鑒英國的“設(shè)備綜合工程學”和日本的“全員生產(chǎn)維修”，揭開了多向綜合引進國外先進技術(shù)的序幕，并恢復全國設(shè)備維修學會活動，創(chuàng)辦《設(shè)備維修》雜志，原國家經(jīng)委增設(shè)設(shè)備管理辦公司，1982年成立中國設(shè)備管理協(xié)會，1984年在西北工業(yè)大學籌建中國設(shè)備管理培訓中心。1987年國務院頒布《全民所有制工業(yè)交通企業(yè)設(shè)備管理條例》。國內(nèi)企業(yè)普遍實行“三保大修制”，一些企業(yè)結(jié)合自己的情況學習和試行“全員生產(chǎn)維修”，初步形成

10、一個適合我國國情的設(shè)備管理與維修體制——設(shè)備綜合管理體制，使我國設(shè)備維修工作進一步完善并走向正軌。 20世紀90年代，隨著微電子技術(shù)、機電一體化等技術(shù)不斷成熟，特別是我國工業(yè)化水平的迅速提高，以技術(shù)改造和修理相結(jié)合的設(shè)備維修工作迅速發(fā)展。這一時期，在設(shè)備維修制度上，普遍推行狀態(tài)維修、定期維修和事后維修等3種維修方式，以定期維修為主、向定期維修和狀態(tài)維修并重的方向發(fā)展（事后維修仍然存在）。在修理類別上，大修、小修、項修3種類別已具有一定的代表性和普及性。 進入21世紀后，隨著改革開放的不斷深入，我國的社會主義市場經(jīng)濟不斷完善，國外制造 第 1 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學

11、院畢業(yè)論文 企業(yè)不斷遷入我國，計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、測試技術(shù)、表面工程技術(shù)等不斷應用了設(shè)備維修技術(shù)，改善性維修、無維修設(shè)計等得到迅猛發(fā)展。 隨著設(shè)備的技術(shù)進步，企業(yè)的設(shè)備操作人員不斷減少，而維修人員則不斷增加。另一方面，操作的技術(shù)含量不斷降低，而維修的技術(shù)含量卻在逐年上升?，F(xiàn)今的維修人員遇到的多是機電一體化，集光電技術(shù)、氣動技術(shù)、激光技術(shù)和計算機技術(shù)為一體的復雜設(shè)備。當代的設(shè)備維修已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的維修工所能勝任的工作。當前，我們面臨的任務是大力抓好人才的開發(fā)和培養(yǎng)，通過高等院校和對在職人員進行補充更新知識的繼續(xù)教育，盡快早就成一批具有現(xiàn)代維修管理知識和技術(shù)的維修專業(yè)人員。

12、1.1.2 設(shè)備維修技術(shù)的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代科學技術(shù)和社會經(jīng)濟相互滲透、相互促進、相互結(jié)合，機電設(shè)備越來越機電一體化、高速化、微電子化，這是機電設(shè)備的操作越來越容易，而機電設(shè)備故障的診斷和維修則變得困難。而且，機電設(shè)備一旦發(fā)生故障，尤其是連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備，往往會導致整套設(shè)備停機，從而造成一定的經(jīng)濟損失，如果危及到安全和環(huán)境，還會造成嚴重的社會影響，隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，先進的生產(chǎn)方式的出現(xiàn)和采用，機電設(shè)備維修技術(shù)不斷得到人們的重視和關(guān)注。設(shè)備維修技術(shù)的發(fā)展你然朝著以計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、測試技術(shù)、表面工程技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)為依托，以現(xiàn)代設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)為先導，以機電

13、一體化為背景，以滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)日益提高的要求為目標，以不斷完善的維修技術(shù)為手段的方向迅猛地發(fā)展。 1.2機電設(shè)備維修課程的性質(zhì)和任務 機電設(shè)備維修課程既是機電一體化的主要課程之一，又是機電工程類專業(yè)的重要專業(yè)課程之一。 通過本課程的學習，學生應達到以下基本要求： 1）掌握機電設(shè)備維修的基礎(chǔ)理論與基本知識。 2）熟悉機電設(shè)備的解體，設(shè)備零件的拆卸、清洗、技術(shù)鑒定方法：掌握軸與軸承、齒輪、渦輪蝸桿以及過盈配合件的裝配方法。 3）熟悉機械零件各種修復技術(shù)；具有分析、選擇和應用機械零件復技術(shù)的基本能力。 4）熟悉常用研、檢具與維修電工工具的選用：掌握機電設(shè)備幾何精度的檢驗方法、

14、裝配質(zhì)量的檢驗和機床試驗方法、機床大修質(zhì)量檢驗通用技術(shù)要求。 5）掌握螺紋連接件、軸與軸承、絲桿螺母副、殼體零件、曲軸連桿機構(gòu)、分度蝸輪副、齒輪、過盈配合件等典型零部件的修理、裝配和調(diào)試方法；基本掌握常見電氣設(shè)備故障處理和維修技術(shù)。 6）熟悉普通機床、數(shù)控機床、機電一體化設(shè)備等典型機電設(shè)備的修理技術(shù)，常見故障分析及其排除方法。 第 2 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 第二章 機電設(shè)備常見故障及維修方案 2.1設(shè)備維修體系 2.1.1設(shè)備的劣化及補償 機械設(shè)備在使用或者閑置過程中逐漸喪失其原有的性能，或者與同類新型設(shè)備相比較性能較差，顯得舊式化的現(xiàn)象稱為

15、設(shè)備的劣化。 設(shè)備的劣化可分為使用劣化、自然劣化和災害劣化。使用劣化是指設(shè)備在使用過程中，由于磨損和腐蝕所造成的耗損、沖擊、疲勞和蠕變等所造成的損壞和變形，原材料的附著和塵埃的污染之類現(xiàn)象，使設(shè)備失去其原有的性能。自然劣化是指設(shè)備在進廠之后不管使用與否，隨著時間的流逝，或者受大氣的影響而使材料老朽化，或者遭受意外的災害而加快這種老朽化的速度的現(xiàn)象。災害劣化是指由于自然災害，如暴風、水浸、地震、雷擊、爆炸等使設(shè)備遭受破壞或設(shè)備性能下降的現(xiàn)象。 設(shè)備劣化還可分為絕對劣化和相對劣化。絕對劣化就是設(shè)備的老朽化，即隨著時間的流逝， 設(shè)備逐漸損耗，逐漸老朽直至需要報廢。相對劣化是指原有的設(shè)備和新型設(shè)備

16、相比較，性能低、質(zhì)量差，因而顯得舊式化的現(xiàn)象。 設(shè)備劣化導致設(shè)備技術(shù)性能下降，或者與新型設(shè)備相比，原有設(shè)備的技術(shù)性能較差，這一類劣化又稱之為技術(shù)性劣化。如果從設(shè)備的經(jīng)濟價值來看待，隨著時間的流逝，其價值也在減少，這又稱之為經(jīng)濟性劣化。 設(shè)備的劣化使設(shè)備的性能下降，故障增多，維修費用增加，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量減少，質(zhì)量下降，成本增高并且不能保證按期交貨，職工的安全感和情緒下降等，造成各種損失。 對設(shè)備劣化的補償方法有兩種:一是用新設(shè)備來替換已經(jīng)劣化或損耗的舊設(shè)備，即進行設(shè)備更新；二是在使用過程中通過檢修進行局部性的補償。由于設(shè)備零部件的使用壽命是長短不齊的，因此用檢修方法進行局部性的補償，具

17、有重要的經(jīng)濟意義。 2.1.2設(shè)備維修體系的三大側(cè)面 隨著設(shè)備技術(shù)的飛速發(fā)展，先進的設(shè)備需要先進的維修技術(shù)，更需要先進的管理模式。當代設(shè)備維修涉及工種廣泛，設(shè)備管理成為一門邊緣的、綜合的、系統(tǒng)的學科。按照設(shè)備綜合工程學的觀點，設(shè)備維修具有三大側(cè)面，既技術(shù)側(cè)面、經(jīng)濟側(cè)面和經(jīng)營側(cè)面。技術(shù)側(cè)面包括日常保養(yǎng)技術(shù)(潤滑、清潔、緊固和調(diào)整)、設(shè)備診斷技術(shù)、修理技術(shù)以及設(shè)備的更新與改遁等；經(jīng)濟側(cè)面包括維修的經(jīng)濟性評價、維修費用和劣化損失、固定資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移和折舊等；經(jīng)營側(cè)面包括維修的方針和目標、維修組織和人員、維修管理體系等。 設(shè)備維修的三個側(cè)面之間有著密切的關(guān)系，技術(shù)側(cè)面是以設(shè)備硬件為對象，從“物

18、”的角度控制維修活動；經(jīng)濟側(cè)面是對設(shè)備進行的經(jīng)濟價值的考核，是從“錢”的角度 控制維修活動；經(jīng)營側(cè)面是從經(jīng)營管理等軟件的措施方面控制維修活動，即從“人”的角度 控制維修活動。三大側(cè)面構(gòu)成了一個完整的設(shè)備維修體系，缺一不可。 2.2機械零件的失效形式及其對策 機器失去正常工作能力的現(xiàn)象稱為故障。在設(shè)備使用過程中，機械零件由于設(shè)計、材料、工藝及裝配等各種原因，喪失規(guī)定的功能，無法繼續(xù)工作的現(xiàn)象稱為失效。當機械設(shè)備的關(guān)鍵零部件失效時，就意味著設(shè)備處于故障狀態(tài)。機器發(fā)生故障后，其經(jīng)濟技術(shù)指標部分或全部下降而達不到預定要求，如功率下降、精度降低、加工表面粗糙度達不到預定等級或發(fā)生強烈振動、出現(xiàn)

19、不正常的聲響等。 機電設(shè)備的故障分為自然故障和事故性故障兩類。自然故障是指機器各部分零件的正常磨損 第 3 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 或物理、化學變化造成零件的變形、斷裂、蝕損等，使機器零件失效所引起的故障。事故性故障是指因維護和調(diào)整不當，違反操作規(guī)程或使用了質(zhì)量不合格的零件和材料等造成的故障，這種故障是人為造成的，可以避免。 機器的故障和機械零件的失效密不可分。機械設(shè)備類型很多，其運行工況和環(huán)境條件差異很大。機械零件失效模式也很多，主要有磨損、變形、斷裂、蝕損等四種普通的代表性的失效模式。 2.2.1機械零件的磨損及其對策 相接觸的物體相互移動時發(fā)

20、生阻力的現(xiàn)象稱為摩擦。相對運動的零件的摩擦表面發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象稱為磨損。摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象；磨損是摩擦的必然結(jié)果，兩者均發(fā)生于材料表面。摩擦與磨損相伴產(chǎn)生造成機械零件的失效。當機械零件配合面產(chǎn)生的磨損超過一定限度時，會引起配合性質(zhì)的改變，使間隙加大、潤滑條件變壞。產(chǎn)生沖擊，磨損就會變得越來越嚴重， 在這種情況下極易發(fā)生事故。 一般機械設(shè)備中約有 80 ％的零件因磨損而失效報廢。據(jù)估計，世界上的能源消耗約有 30％～50％是由于摩擦和磨損造成的。 摩擦和磨損涉及的科學技術(shù)領(lǐng)域甚廣，特別是磨損，它是一種微觀和動態(tài)的過程，在這一過程中，機械零件不僅會發(fā)生外形和尺寸的變化，而

21、且會出現(xiàn)其他各種物理、化學和機械現(xiàn)象。零件的工作條件是影響磨損的基本因素。這些條件主要包括：運動速度、相對壓力、潤滑與防護情況、溫度、材料、表面質(zhì)量和配合間隙等。 以摩擦副為主要零件的機械設(shè)備，在正常運轉(zhuǎn)時，機械零件的磨損過程一般可分為磨合(跑合)階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段： 1）磨合階段 新的摩擦副表面具有一定的表面粗糙度，實際接觸面積小。開始磨合時，在一定載荷作用下，表面逐漸磨平，磨損速度較大。隨著磨合的進行，實際接觸面積逐漸增大，磨損速度減緩。在機械設(shè)備正式投入運行前，認真進行磨合是十分重要的。 2） 穩(wěn)定磨損階段經(jīng)過磨合階段 摩擦副表面發(fā)生加工硬化，微觀幾何形狀改變，建立了

22、彈性接觸條件。這一階段磨損趨于穩(wěn)定、緩慢。 3）劇烈磨損階段 由于摩擦條件發(fā)生較大的變化，如溫度快速升高、金屬組織發(fā)生變化、沖擊增大、磨損速度急劇增加、機械效率下降、精度降低等，從而導致零件失效，機械設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)。 通常將機械零件的磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動磨損五種類型。 （1）粘著磨損 粘著磨損又稱為粘附磨損， 是指當構(gòu)成摩擦副的兩個摩擦表面相互接觸并發(fā)生相對運動時，由于粘著作用，接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面所引起的磨損。 根據(jù)零件摩擦表面的破壞程度，粘著磨損可分為輕微磨損、涂抹、擦傷、撕脫和咬死等五類。 1．粘著磨損機理 擦副的表面即

23、使是拋光得很好的光潔表面，但實際上也還是高低不平的。因此，兩個金屬零件表面的接觸，實際上是微凸體之間的接觸，實際接觸面積很小，僅為理論接觸面的1 ％～1‰。所以即使在載荷不大時，單位面積的接觸應力也很大，如果當這一接觸應力大到足以使微凸體發(fā)生塑性變形，并且接觸處很干凈，那么這兩個零件的金屬面將直接接觸而產(chǎn)生粘著。當摩擦表面發(fā)生相對滑動時，粘著點在切應力作用下變形甚至斷裂，造成接觸表面的損傷破壞。這時，如果粘著點的粘著力足夠大，并超過摩擦接觸點兩種材料之一的強度，則材料便會從該表面上被扯下， 使材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面。通常這種材料的轉(zhuǎn)移是由較軟的表面轉(zhuǎn)移到較硬的表面上。在載荷和相對運動作

24、用下，兩接觸點間重復產(chǎn)生“粘著一剪斷一再粘著”的循環(huán)過程，使摩擦表面溫度顯著升高，油膜破壞，嚴重時表層金屬局部軟化或熔化，接觸點產(chǎn)生進一步粘著。 在金屬零件的摩擦中，粘著磨損是劇烈的，常常會導致摩擦副災難性破壞，應加以避免。但是，在非金屬零件或金屬零件和聚合物件構(gòu)成的摩擦副中，摩擦時聚合物會轉(zhuǎn)移到金屬表面上形成單分子層，憑借聚合物的潤滑特性，可以提高耐磨性，此時粘著磨損則起到有益的作用。 2.減少或消除粘著磨損的對策 摩擦表面產(chǎn)生粘著是粘著磨損的前提，因此，減少或消除粘著磨損的對策就有兩方面。 (1)控制摩擦表面的狀態(tài)摩擦表面的狀態(tài)主要是指表面自然潔凈程度和微觀粗糙度。 摩擦表面越潔凈

25、，越光滑，越可能發(fā)生表面的粘著。因此，應當盡可能使摩擦表面有吸 附物質(zhì)、氧化物 第 4 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 層和潤滑劑。例如，潤滑油中加入油性添加劑，能有效地防止金屬表面產(chǎn)生 粘著磨損；而大氣中的氧通常會在金屬表面形成一層保護性氧化膜， 能防止金屬直接接觸和發(fā)生粘著，有利于減少摩擦和磨損。 (2)控制摩擦表面材料的成分和金相組織材料成分和金相組織相近的兩種金屬材料之間最容易發(fā)生粘著磨損。這是因為兩個摩擦表面的材料形成固溶體的傾向強烈，因此，構(gòu)成摩擦副的材料應當是形成固溶體傾向最小的兩種材料， 即應當選用不同材料成分和晶體結(jié)構(gòu)的材料。此外，金屬間化合物

26、具有良好的抗粘著磨損性能，因此也可選用易于在摩擦表面形成金屬問化合物的材料。如果這兩個要求都不能滿足，則通常在摩擦表面覆蓋能有效抵抗粘著磨損的材料，如鉛、錫、銀等軟金屬或合金。 （2）磨料磨損 磨料磨損也稱為磨粒磨損，它是當摩擦副的接觸表面之間存在著硬質(zhì)顆粒，或者當摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多時，所產(chǎn)生的一種類似金屬切削過程的磨損。它是機械磨損的一種，特征是在接觸面上有明顯的切削痕跡。在各類磨損中，磨料磨損約占50 ％是十分常見且危害性最嚴重的一種磨損，其磨損速率和磨損強度都很大，致使機械設(shè)備的使用壽命大大降低，能源和材料大量消耗。 根據(jù)摩擦表面所受的應力和沖擊的不同，磨料磨

27、損的形式可分為鏨削式、高應力碾碎式和低應力擦傷式三類。 1．磨料磨損機理 磨料磨損的機理屬于磨料顆粒的機械作用，磨料的來源有外界砂塵、切屑侵人、流體帶人、表面磨損產(chǎn)物、材料組織的表面硬點及夾雜物等。 目前，關(guān)于磨料磨損機理有四種假說： (1)微量切削認為磨料磨損主要是由于磨料顆粒沿摩擦表面進行微量切削而引起的，微量切屑大多數(shù)呈螺旋狀、彎曲狀或環(huán)狀，與金屬切削加工的切屑形狀類似。 (2)壓痕破壞認為塑性較大的材料，因磨料在載荷的作用下壓人材料表面而產(chǎn)生壓痕， 并從表層上擠出剝落物。 (3)疲勞破壞認為磨料磨損是磨料使金屬表面層受交變應力而變形，使材料表面疲勞破壞，并呈小顆粒狀態(tài)從表層

28、脫落下來。 (4)斷裂認為磨料壓入和擦劃金屬表面時，壓痕處的金屬要產(chǎn)生變形，磨料壓人深度達到臨界值時，伴隨壓人而產(chǎn)生的拉伸應力足以產(chǎn)生裂紋。在擦劃過程中，產(chǎn)生的裂紋有兩種主要類型：一種是垂直于表面的中間裂紋；另一種是從壓痕底部向表面擴展的橫向裂紋。當橫向裂紋相交或擴展到表面時，便發(fā)生材料呈微粒狀脫落形成磨屑的現(xiàn)象。 2．減少或消除磨料磨損的對策 磨料磨損是由磨料顆粒與摩擦表面的機械作用而引起的， 因而， 減少或消除磨料磨損的對策也有兩方面。 (1)磨料方面磨料磨損與磨料的相對硬度、形狀、大小(粒度)有密切的關(guān)系。磨料的硬度相對于摩擦表面材料硬度越大，磨損越嚴重；呈棱角狀的磨料比圓滑狀的

29、磨料的擠切能力強，磨損率高。實踐與實驗表明，在一定粒度范圍內(nèi)，摩擦表面的磨損量隨磨粒尺寸的增大而按比例較快地增加， 但當磨料粒度達到一定尺寸(稱為臨界尺寸)后， 磨損量基本保持不變。這是因為磨料本身的缺陷和裂紋隨著磨料尺寸增大而增多，導致磨料的強度降低，易于斷裂 破碎。 (2)摩擦表面材料方面 摩擦表面材料的顯微組織、力學性能(如硬度、斷裂韌度、彈性 模量等)與磨料磨損有很大關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，硬度越高，材料越耐磨，因為硬度反映了被磨損表面抵抗磨料壓力的能力。斷裂韌度反映材料對裂紋的產(chǎn)生和擴散的敏感性，對材料的磨損特性也有重要的影響。因此必須綜合考慮硬度和斷裂韌度的取值，只有兩者配合合理時，

30、材料的耐磨性才最佳。彈性模量的大小，反映被磨材料是否能以彈性變形的方式去適應 磨料、允許磨料通過，而不發(fā)生塑性變形或切削作用，避免或減少表面材料的磨損。 （3）疲勞磨損 疲勞磨損是摩擦表面材料微觀體積受循環(huán)接觸應力作用產(chǎn)生重復變形，導致產(chǎn)生裂紋和分離出微片或顆粒的一種磨損。 疲勞磨損根據(jù)其危害程度可分為非擴展性疲勞磨損和擴展性疲勞磨損兩類。 第 5 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 1．疲勞磨損機理 疲勞磨損的過程就是裂紋產(chǎn)生和擴展的破壞過程。根據(jù)裂紋產(chǎn)生的位置，疲勞磨損的機理有兩種情況： (1)滾動接觸疲勞磨損 在滾動接觸過程中，材料表層受到周期性載荷作

31、用，引起塑性變形、表面硬化，最后在表面出現(xiàn)初始裂紋，并沿與滾動方向呈小于45。的傾角方向由表向里擴展。表面上的潤滑油由于毛細管的吸附作用而進入裂紋按腐蝕介質(zhì)的不同類型，腐蝕磨損可分為氧化磨損和特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損兩大類。 1．氧化磨損 我們知道，除金、鉑等少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬表面都被氧化膜覆蓋著。若在摩擦過程中，氧化膜被磨掉，摩擦表面與氧化介質(zhì)反應速度很快，立即又形成新的氧化膜，然后又被磨掉，這種氧化膜不斷被磨掉又反復形成的過程，就是氧化磨損。 氧化磨損的產(chǎn)生必須同時具備以下條件：一是摩擦表面要能夠發(fā)生氧化，而且氧化膜生成速 第 6 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢

32、業(yè)論文 度大于其磨損破壞速度；二是氧化膜與摩擦表面的結(jié)合強度大于摩擦表面承受的切應力；三是氧化膜厚度大于摩擦表面破壞的深度。 在通常情況下，氧化磨損比其他磨損輕微得多。 減少或消除氧化磨損的對策主要有： (1)控制氧化膜生長的速度與厚度在摩擦過程中，金屬表面形成氧化物的速度要比非摩擦時快得多。在常溫下，金屬表面形成的氧化膜厚度非常小，例如鐵的氧化膜厚度為 1～3mm，銅的氧化膜厚度約為 5nm。但是，氧化膜的生成速度隨時間而變化。 (2)控制氧化膜的性質(zhì)金屬表面形成的氧化膜的性質(zhì)對氧化磨損有重要影響。若氧化膜緊密、完整無孔，與金屬表面基體結(jié)合牢固，則有利于防止金屬表面氧化；若氧化膜本

33、身性脆，與金屬表面基體結(jié)合差，則容易被磨掉。例如鋁的氧化膜是硬脆的，在無摩擦時，其保護作用大，但在摩擦時其保護作用很小。低溫下，鐵的氧化物是緊密的，與基體結(jié)合牢固，但在高溫下，隨著厚度增大，內(nèi)應力也增大，將導致膜層開裂、脫落。 (3)控制硬度 當金屬表面氧化膜硬度遠大于與其結(jié)合的基體金屬的硬度時，在摩擦過程中，即使在小的載荷作用下，也易破碎和磨損；當兩者相近時，在小載荷、小變形條件下，因兩者變形相近， 故氧化膜不易脫落；但若受大載荷作用而產(chǎn)生大變形時，氧化膜也易破碎。最有利的情況是氧化膜硬度和基體硬度都很高，在載荷作用下變形小，氧化膜不易破碎，耐磨性好，例如鍍硬鉻時，其硬度為 900HBS

34、左右，鉻的氧化膜硬度也很高，所以鍍硬鉻得到 廣泛應用。然而，大多數(shù)金屬氧化物都比原金屬硬而脆，厚度又很小，故對摩擦表面的保護作用很有限。但在不引起氧化膜破裂的工況下， 表面的氧化膜層有防止金屬之間粘著的作用， 因而有利于抗粘著磨損。 2．特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損 特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損是摩擦副表面金屬材料與酸、 堿、 鹽等介質(zhì)作用生成的各種化合物，在摩擦過程中不斷被磨掉的磨損過程。其機理與氧化磨損相似，但磨損速度較快。 由于其腐蝕本身可能是化學的或電化學的性質(zhì)， 故腐蝕磨損的速度與介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)和作用溫度有關(guān)，也與相互摩擦的兩個金屬形成的電化學腐蝕的電位差有關(guān)。介質(zhì)腐蝕性越強，作用溫度越高，腐

35、蝕磨損速度越快。 減少或消除特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損的對策主要有： 1)使摩擦表面受腐蝕時能生成一層結(jié)構(gòu)緊密且與金屬基體結(jié)合牢固、阻礙腐蝕繼續(xù)發(fā)生或使腐蝕速度減緩的保護膜，可使腐蝕磨損速度減小。 2)控制機械零件或構(gòu)件所處的應力狀態(tài)，因為這對腐蝕影響很大。當機械零件受到重復應力作用時，所產(chǎn)生的腐蝕速度比不受應力時快得多。 （5）微動磨損 兩個接觸表面由于受相對低振幅振蕩運動而產(chǎn)生的磨損稱為微動磨損。它產(chǎn)生于相對靜止的接合零件上，因而往往易被忽視。微動磨損的最大特點是：在外界變動載荷作用下，產(chǎn)生振幅很小(小于 100ūm，一般為 2～20ūm)的相對運動，由此發(fā)生摩擦磨損。例如在鍵聯(lián)接處、

36、過盈配合處、螺栓聯(lián)接處、鉚釘聯(lián)接接頭處等結(jié)合上產(chǎn)生的磨損。 微動磨損使配合精度下降， 過盈配合部件結(jié)合緊度下降甚至松動， 聯(lián)接件松動乃至分離， 嚴重者會引起事故。微動磨損還易引起應力集中，導致聯(lián)接件疲勞斷裂。 1．微動磨損的機理 由于微動磨損集中在局部范圍內(nèi)，同時兩個摩擦表面永遠不脫離接觸，磨損產(chǎn)物不易往外排除，磨屑在摩擦表面起著磨料的作用；又因摩擦表面之間的壓力使表面凸起部分粘著，粘著處被外界小振幅引起的擺動所剪切，剪切處表面又被氧化，所以微動磨損兼有粘著磨損和氧化磨損的作用。 微動磨損是一種兼有磨料磨損、粘著磨損和氧化磨損的復合磨損形式。 2．減少或消除微動磨損的對策 實踐與試驗

37、表明，外界條件(如載荷、振幅、溫度、潤滑等)及材質(zhì)對微動磨損影響相當大，因而，減少或消除微動磨損的對策主要有以下幾個方面： (1)載荷 在一定條件下，隨著載荷增大，微動磨損量將增加，但是當超過某臨界載荷之后，微動磨損量將減小。采用超過臨界載荷的緊固方式可有效減少微動磨損。 (2)振幅 當振幅較小時，單位磨損率較??；當振幅超過 50～150um 時，單位磨損率顯著上升。因此，應有效地將振幅控制在 30um 以內(nèi)。 (3)溫度低碳鋼，在 0以上時，微動磨損量隨溫度上升而逐漸降低；在 150。 C～200。C 時， 第 7 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 微動磨損

38、量突然降低；繼續(xù)升高溫度，微動磨損量上升；溫度從 135。C 升高到 400。C 時，微動磨損量增加 15 倍。中碳鋼，在其他條件不變、溫度為 130。C 時，微動磨損量發(fā)生轉(zhuǎn)折；超過此溫度，微動磨損量大幅度降低。 (4)潤滑 用粘度大、抗剪切強度高的潤滑脂有一定效果，固體潤滑劑(如 MoS2、PT-FE 等)效果更好。而普通的液體潤滑劑對防止微動磨損效果不佳。 (5)材質(zhì)性能提高硬度及選擇適當材料配副都可以減小微動磨損。將一般碳鋼表面硬度從 180HV 提高到 700HV 時，微動磨損量可降低 50％。一般來說，抗粘著性能好的材料配副對抗微動磨損也好。采用表面處理(如硫化或磷化處理以及鍍

39、上金屬鍍層)是降低微動磨損的有效措施。 2.2.2機械零件的變形及其對策 機械零件或構(gòu)件在外力的作用下，產(chǎn)生形狀或尺寸變化的現(xiàn)象稱為變形。過量的變形是機械失效的重要類型，也是判斷韌性斷裂的明顯征兆。例如，各類傳動軸的彎曲變形；橋式起重機主梁在變形下?lián)锨蚺で?；汽車大梁的扭曲變形；彈簧的變形等。變形量隨著時間的不斷增加，逐漸改變了產(chǎn)品的初始參數(shù)，當超過允許極限時，將喪失規(guī)定的功能。有的機械零件因變形引起結(jié)合零件出現(xiàn)附加載荷、相互關(guān)系失?；蚣铀倌p， 甚至造成斷裂等災難性 后果。 根據(jù)外力去除后變形能否恢復，機械零件或構(gòu)件的變形可分為彈性變形和塑性變形兩大類。 1．彈性變形 金屬零件在作

40、用應力小于材料屈服強度時產(chǎn)生的變形稱為彈性變形。 彈性變形的特點是： 1)當外力去除后，零件變形消除，恢復原狀。 2)材料彈性變形時，應變與應力成正比，其比值稱為彈性模量，它表示材料對彈性變形的阻力。在其他條件相同時，材料的彈性模量越高，由這種材料制成的機械零件或構(gòu)件的剛度便越高，在受到外力作用時保持其固有的尺寸和形狀的能力就越強。 3)彈性變形量很小，一般不超過材料原長度的 0．1％～1.O％。 在金屬零件使用過程中，若產(chǎn)生超量彈性變形(超量彈性變形是指超過設(shè)計允許的彈性變形)，則會影響零件正常工作。例如，當傳動軸工作時，超量彈性變形會引起軸上齒輪嚙合狀況惡化，影響齒輪和支承它的滾

41、動軸承的工作壽命；機床導軌或主軸超量彈性變形，會引起加工精度降低甚至不能滿足加工精度。因此，在機械設(shè)備運行中，防止超量彈性變形是十分必要的。除了正確設(shè)計外，正確使用十分重要，應嚴防超載運行，注意運行溫度規(guī)范，防止熱變形等。 2．塑性變形 塑性變形又稱為永久變形，是指機械零件在外加載荷去除后留下來的一部分不可恢復的變形。金屬零件的塑性變形從宏觀形貌特征上看，主要有翹曲變形、體積變形和時效變形三種形式。 (1)翹曲變形 當金屬零件本身受到某種應力(例如機械應力、熱應力或組織應力等)的作用， 其實際應力值超過了金屬在該狀態(tài)下的拉伸屈服強度或壓縮屈服強度后， 就會產(chǎn)生呈翹曲、橢圓或歪扭的塑性變形

42、。因此，金屬零件產(chǎn)生翹曲變形是它自身受復雜應力綜合作用的結(jié)果。翹曲變形常見于細長軸類、薄板狀零件以及薄壁的環(huán)形和套類零件。 (2)體積變形 金屬零件在受熱與冷卻過程中，由于金相組織轉(zhuǎn)變引起比容變化，導致金屬零件體積脹縮的現(xiàn)象稱為體積變形。例如，鋼件淬火相變時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或下貝氏體時比容增大，體積膨脹，淬火相變后殘留奧氏體的比容減小，體積收縮。馬氏體形成時的體積變化程度，與淬火相變時馬氏體中的含碳量有關(guān)。鋼件中含碳量越多，形成馬氏體時的比容變化越大，膨脹量也越大。此外，鋼中碳化物不均勻分布往往會增大變形程度。 (3)時效變形鋼件熱處理后產(chǎn)生不穩(wěn)定組織，由此引起的內(nèi)應力處于不穩(wěn)定狀態(tài)；

43、鑄件在鑄造過程中形成的鑄造內(nèi)應力也處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在常溫下較長時間的放置或使用，不穩(wěn)定狀態(tài)的應力會逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，并趨于穩(wěn)定，由此伴隨產(chǎn)生的變形稱為時效變形。 塑性變形導致機械零件各部分尺寸和外形的變化，將引起一系列不良后果。例如，機床主軸塑性彎曲，將不能保證加工精度，導致廢品率增大，甚至使主軸不能工作。 零件的局部塑性變形雖然不像零件的整體塑性變形那樣引起明顯失效，但也是引起零件失效的重要形式。如鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、擋塊和銷釘?shù)?，由于靜壓力作用，通常會引起配合的一方或雙方的接觸表面擠壓(局部塑性變形)， 隨著擠壓變形的增大， 特別是那些能夠反向 運動的零件將引起沖擊，使原配合關(guān)系破壞的過程加

44、劇，從而導致機械零件失效。 第 8 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 3．防止和減少機械零件變形的對策 變形是不可避免的，我們可從下列四個方面采取相應的對策防止和減少機械零件變形。 (1) 設(shè)計 設(shè)計時不僅要考慮零件的強度，還要重視零件的剛度和制造、裝配、使用、拆卸、修理等問題。 1)正確選用材料，注意工藝性能。如鑄造的流動性、收縮性；鍛造的可鍛性、冷鐓性；焊接的冷裂、熱裂傾向性；機加工的可切削性；熱處理的淬透性、冷脆性等。 2)合理布置零件，選擇適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸。如避免尖角，棱角改為圓角、倒角；厚薄懸殊的部分可開工藝孔或加厚太薄的地方；安排好孔洞位置，把盲孔

45、改為通孔等。形狀復雜的零件在可能條件下采用組合結(jié)構(gòu)、鑲拼結(jié)構(gòu)，改善受力狀況。 3)在設(shè)計中，注意應用新技術(shù)、新工藝和新材料，減少制造時的內(nèi)應力和變形。 (2)加工 在加工中要采取一系列工藝措施來防止和減少變形。對毛坯要進行時效以消除其殘余內(nèi)應力。時效有自然時效和人工時效兩種。自然時效，可以將生產(chǎn)出來的毛坯在露天存放 1～2 年，這是因為毛坯材料的內(nèi)應力有在 12～20 個月逐漸消失的特點，其時效效果最佳；缺點是時效周期太長。人工時效可使毛坯通過高溫退火、保溫緩冷而消除內(nèi)應力。也可利用振動作用來進行人工時效。高精度零件在精加工過程中必須安排人工時效。 在制定零件機械加工工藝規(guī)程中，均要在工

46、序、工步的安排上，工藝裝備和操作上采取減少變形的工藝措施。例如，粗精加工分開的原則，在粗精加工中間留出一段存放時間。以利于消除內(nèi)應力。 機械零件在加工和修理過程中要減少基準的轉(zhuǎn)換，保留加工基準留給維修時使用，減少維修加工中因基準不統(tǒng)一而造成的誤差。對于經(jīng)過熱處理的零件來說，注意預留加工余量、調(diào)整加工尺寸、預加變形，這是非常必要的。在知道零件的變形規(guī)律之后，可預先加以反向變形量，經(jīng)熱處理后兩者抵消；也可預加應力或控制應力的產(chǎn)生和變化，使最終變形量符合要求，達到減少變形的目的。 (3)修理 在修理中，既要滿足恢復零件的尺寸、配合精度、表面質(zhì)量等技術(shù)要求，還要檢查和修復主要零件的形狀、位置誤差。

47、為了盡量減少零件在修理中產(chǎn)生的應力和變形，應當制定出與變形有關(guān)的標準和修理規(guī)范，設(shè)計簡單可靠、好用的專用量具和工夾具，同時注意大力推廣“三新”技術(shù)，特別是新的修復技術(shù)，如刷鍍、粘接等。 (4)使用 加強設(shè)備管理，制定并嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，加強機械設(shè)備的檢查和維護，不超負荷運行，避免局部超載或過熱等。 2.2.3機械零件的斷裂及其對策 斷裂是零件在機械、熱、磁、腐蝕等單獨作用或者聯(lián)合作用下，其本身連續(xù)性遭到破壞，發(fā)生局部開裂或分裂成幾部分的現(xiàn)象。 機械零件斷裂后不僅完全喪失工作能力，而且還可能造成重大的經(jīng)濟損失或傷亡事故。尤其是現(xiàn)代機械設(shè)備日益向著大功率、高轉(zhuǎn)速的趨勢發(fā)展，機械零件斷

48、裂失效的幾率有所提高。盡管與磨損、變形相比，機械零件因斷裂而失效的機會很少，但機械零件的斷裂往往會造成嚴重的機械事故，產(chǎn)生嚴重的后果，是一種最危險的失效形式。 機械零件的斷裂一般可分為延性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂和環(huán)境斷裂四種形式。 1．延性斷裂 延性斷裂又稱為塑性斷裂或韌性斷裂。當外力引起的應力超過抗拉強度時發(fā)生塑性變形后造成斷裂就稱為延性斷裂。延性斷裂的宏觀特點是斷裂前有明顯的塑性變形，常出現(xiàn)“縮 頸”現(xiàn)象。延性斷裂斷口形貌的微觀特點是斷面有大量韌窩(即微坑)覆蓋。延性斷裂實際上 是顯微空洞形成、長大、連接以致最終導致斷裂的一種破壞方式。 2．脆性斷裂 金屬零件或構(gòu)件在斷裂之前無明顯

49、的塑性變形，發(fā)展速度極快的一類斷裂叫脆性斷裂。 它通常在沒有預示信號的情況下突然發(fā)生，是一種極危險的斷裂形式。 3．疲勞斷裂 機械設(shè)備中的許多零件，如軸、齒輪、凸輪等，都是在交變應力作用下工作的。它們工作時所承受的應力一般都低于材料的屈服強度或抗拉強度，按靜強度設(shè)計的標準是安全的。 但在實際生產(chǎn)中，在重復及交變載荷的長期作用下，機械零件或構(gòu)件仍然會發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂，它是一種普通而嚴重的失效形式。在機械零件的斷裂失效中，疲勞斷裂占很大的比重，約為 80％～90％。 疲勞斷裂的類型很多，根據(jù)循環(huán)次數(shù)的多少可分為高周疲勞和低周疲勞兩種類型。 第 9 頁 共 23 頁 江西工

50、業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 高周疲勞通常簡稱為疲勞，又稱為應力疲勞，是指機械零件斷裂前在低應力(低于材料的屈服強度甚至彈性極限)下，所經(jīng)歷的應力循環(huán)周次數(shù)多(一般大于105 次)的疲勞，是一種常見的疲勞破壞。如曲軸、汽車后橋半軸、彈簧等零部件的失效一般均屬于高周疲勞破壞。 低周疲勞又稱為應變疲勞。低周疲勞的特點是承受的交變應力很高，一般接近或超過材料的屈服強度，因此每一次應力循環(huán)都有少量的塑性變形，而斷裂前所經(jīng)歷的循環(huán)周次較少，一般只有 102～105 次，壽命短。 4．環(huán)境斷裂 環(huán)境斷裂是指材料與某種特殊環(huán)境相互作用而引起的具有一定環(huán)境特征的斷裂方式。延性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂，均未

51、涉及材料所處的環(huán)境，實際上機械零件的斷裂，除了與材料的特性、應力狀態(tài)和應變速度有關(guān)外，還與周圍的環(huán)境密切相關(guān)，尤其是在腐蝕環(huán)境中 材料表面的裂紋邊沿由于氧化、腐蝕或其他過程使材料強度下降，促使材料發(fā)生斷裂。環(huán)境斷裂主要有應力腐蝕斷裂、氫脆斷裂、高溫蠕變斷裂、腐蝕疲勞斷裂及冷脆斷裂等形式。 5．減少或消除機械零件斷裂的對策 (1)設(shè)計在金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計上要合理，盡可能減少或避免應力集中，合理選擇材料。 (2)工藝 采用合理的工藝結(jié)構(gòu)，注意消除殘余應力，嚴格控制熱處理工藝。 (3)使用 按設(shè)備說明書操作、使用機電設(shè)備，嚴格杜絕超載使用機電設(shè)備。 2.2.4機械零件的蝕損及其對策 蝕損

52、即腐蝕損傷。機械零件的蝕損，是指金屬材料與周圍介質(zhì)產(chǎn)生化學反應或電化學反應而導致的破壞。疲勞點蝕、腐蝕和穴蝕等，統(tǒng)稱為蝕損。疲勞點蝕是指零件在循環(huán)接觸應力作用下表面發(fā)生的點狀剝落的現(xiàn)象；腐蝕是指零件受周圍介質(zhì)的化學及電化學作用，表層金屬發(fā)生化學變化的現(xiàn)象；穴蝕是指零件在溫度變化和介質(zhì)的作用下，表面產(chǎn)生針狀孔洞，并不斷擴大的現(xiàn)象。 金屬腐蝕是普通存在的自然現(xiàn)象，它所造成的經(jīng)濟損失十分驚人。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界因腐蝕而不能繼續(xù)使用的金屬零件，約占其產(chǎn)量的 10％以上。 金屬零件由于周圍的環(huán)境以及材料據(jù)研究，金屬氧化膜要在含氧氣的條件下起保護膜作用必須具有下列條件： 1)氧化膜必須是緊密的，能

53、完整地把金屬表面全部覆蓋住，即氧化膜的體積必須比生成此膜所消耗掉的金屬的體積大。 2)氧化膜在氣體介質(zhì)中是穩(wěn)定的。 3)氧化膜和基體金屬的結(jié)合力強，且有一定的強度和塑性。 4)氧化膜具有與基體金屬相同的熱膨脹系數(shù)。 在高溫空氣中，鐵和鋁都能生成完整的氧化膜，由于鋁的氧化膜同時具備了上述四種條件，故具有良好保護性能；而鐵的氧化膜與鐵結(jié)合不良，故起不了保護作用。 2．金屬零件的電化學腐蝕 電化學腐蝕是金屬與電解質(zhì)物質(zhì)接觸時產(chǎn)生的腐蝕。大多數(shù)金屬的腐蝕都屬于電化學腐蝕，其涉及面廣，造成的經(jīng)濟損失大。電化學腐蝕與化學腐蝕的不同點在于其腐蝕過程有電流產(chǎn)生。電化學腐蝕過程比化學腐蝕強烈得多，這是

54、由于電化學腐蝕的條件易形成和存在決定的。 電化學腐蝕的根本原因是腐蝕電池的形成。在原電池中，作為陽極的鋅被溶解，作為陰極的銅未被溶解，在電解質(zhì)溶液中有電流產(chǎn)生。電化學腐蝕原理與此很相近，同樣需要形成原電池的三個條件： 兩個或兩個以上的不同電極電位的物體， 或在同一物體中具有不同電極電位的區(qū)域，以形成正、負極；電極之間需要有導體相連接或電極直接接觸；有電解液。金屬材料中一般都含有其他合金或雜質(zhì)(如碳鋼中含有滲碳體，鑄鐵中含有石墨等)， 由于這些雜質(zhì)的電極電位的數(shù)值 第 10 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 比鐵本身大，便產(chǎn)生了電位差，而且它們又都能導電，雜質(zhì)又與基

55、體金屬直接接觸，所以當有電解質(zhì)溶液存在時便會構(gòu)成腐蝕電池。 腐蝕電池有微電池和宏觀腐蝕電池兩種。上述腐蝕電池中由于滲碳體和石墨含量非常小，作為腐蝕電池中的陰極常稱為微陰極。這種腐蝕電池也稱為微電池。當不同金屬浸于不同電解質(zhì)溶液，或兩種相接觸的金屬浸于電解質(zhì)溶液，或同一金屬與不同的電解質(zhì)溶液(包括濃度、溫度、流速不同)接觸，這時構(gòu)成腐蝕電池陽極的是金屬整體或其局部，這種腐蝕電池稱為宏觀腐蝕電池。 金屬零件常見的電化學腐蝕形式主要有： (1)大氣腐蝕即潮溫空氣中的腐蝕。 (2)土壤腐蝕如地下金屬管線的腐蝕。 (3)在電解質(zhì)溶液中的腐蝕如酸、堿、鹽等溶液中的腐蝕。 (4)在熔融鹽中的腐蝕

56、如熱處理車間，熔鹽加熱爐中的鹽爐電極和所處理的金屬發(fā)生的腐蝕。 3．減少或消除機械零件蝕損的對策 (1)正確選材根據(jù)環(huán)境介質(zhì)和使用條件，選擇合適的耐腐蝕材料，如含有鎳、鉻、鋁、 硅、鈦等元素的合金鋼；在條件許可的情況下，盡量選用尼龍、塑料、陶瓷等材料。 (2)合理設(shè)計在制造機械設(shè)備時，即使采用了較優(yōu)質(zhì)的材料，如果在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上不從金屬防護角度加以全面考慮，常會引起機械應力、熱應力以及流體的停滯和聚集、局部過熱等，從而加速腐蝕過程。因此設(shè)計結(jié)構(gòu)時應盡量使整個部位的所有條件均勻一致，做到結(jié)構(gòu)合理、外形簡化、表面粗糙度合適。 (3)覆蓋保護層在金屬表面上覆蓋一層不同的材料，可改變表面結(jié)構(gòu)，使

57、金屬與介質(zhì)隔離開來，以防止腐蝕。常用的覆蓋材料有金屬或合金、非金屬保護層和化學保護層等。 (4)電化學保護對被保護的機械設(shè)備通以直流電流進行極化，以消除電位差，使之達到某一電位時，被保護金屬的腐蝕可以很小，甚至呈無腐蝕狀態(tài)。這種方法要求介質(zhì)必須是導電的、連續(xù)的。 (5)添加緩蝕劑在腐蝕性介質(zhì)中加入少量緩蝕劑(緩蝕劑是指能減小腐蝕速度的物質(zhì))，可減輕腐蝕。按化學性質(zhì)的不同，緩蝕劑有無機化合物和有機化合物兩類。無機化合物，能在金屬表面形成保護，使金屬與介質(zhì)隔開，如重鉻酸鉀、硝酸鈉、亞硫酸鈉等；有機化合物，能吸附在金屬表面上，使金屬溶解和還原反應都受到抑制，減輕金屬腐蝕，如胺鹽、瓊脂、動物膠、生

58、物堿等。 (6)改變環(huán)境條件 將環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)去除，可減少其腐蝕作用。如采用通風、除濕、去掉二氧化硫氣體等。對常用金屬材料來說，把相對濕度控制在臨界濕度(50％。 70％)以下，可顯著減緩大氣腐蝕。 2.3設(shè)備維修前的準備工作 為了保證設(shè)備正常運行和安全生產(chǎn)，對設(shè)備實行有計劃的預防性修理，是工業(yè)企業(yè)設(shè)備管理與維修工作的重要組成部分。本節(jié)介紹設(shè)備大修理工藝過程、設(shè)備修理方案的確定、設(shè)備修理前的技術(shù)和物質(zhì)準備等內(nèi)容。 2.3.1設(shè)備大修理工藝過程 為保持機電設(shè)備的各項精度和工作性能，在實施維護保養(yǎng)的基礎(chǔ)上，必須對機電設(shè)備進行預防性計劃修理，其中大修理工作是恢復設(shè)備精度的一項

59、重要工作。在設(shè)備預防性計劃修理類別中，設(shè)備大修理(簡稱為設(shè)備大修)是工作量最大、修理時間較長的一類修理。設(shè)備大修就是將設(shè)備全部或大部分解體，修復基礎(chǔ)件，更換或修復機械零件、電器元件，調(diào)整修理電氣系統(tǒng)，整機裝配和調(diào)試，以達到全面清除大修前存在的缺陷、恢復設(shè)備規(guī)定的精度與性能的目的。 機電設(shè)備大修的修理技術(shù)和工作量，在大修前難以預測得十分準確。因此，在大修過程中，應從實際情況出發(fā)，及時地采取各種措施來彌補大修前預測的不足，并保證修理工期按計劃或提前完成。 機電設(shè)備大修過程一般包括：解體前整機檢查、拆卸部件、部件檢查、必要的部件分解、零件清洗及檢查、部件修理裝配、總裝配、空運轉(zhuǎn)試車、負荷試車、整

60、機精度檢驗、竣工驗收。在實際工作中應按大修作業(yè)計劃進行并同時做好作業(yè)調(diào)度、 作業(yè)質(zhì)量控制以及竣工驗收等主要管 第 11 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 理工作。 機電設(shè)備的大修過程一般可分為修前準備、修理過程和修后驗收三個階段。 1．修前準備 為了使修理工作順利地進行并做到準確無誤，修理人員應認真聽取操作者對設(shè)備修理的要求，詳細了解待修設(shè)備的主要毛病，如設(shè)備精度喪失情況、主要機械零件的磨損程度、傳動系統(tǒng)的精度狀況和外觀缺陷等；了解待修設(shè)備為滿足工藝要求應作哪些部件的改進和改 裝，閱讀有關(guān)技術(shù)資料、設(shè)備使用說明書和歷次修理記錄，熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點、傳動系統(tǒng)和原

61、設(shè)計精度要求，以便提出預檢項目。經(jīng)預檢確定大件、關(guān)鍵件的具體修理方法，準備專用工具和檢測量具，確定修后的精度檢驗項目和試車驗收要求，這樣就為整臺設(shè)備的大修做好了各項技術(shù)準備工作。 2．修理過程 修理過程開始后，首先進行設(shè)備的解體工作，按照與裝配相反的順序和方向，即“先上后下，先外后里”的方法，有次序地解除零部件在設(shè)備中相互約束和固定的形式。拆卸下來的零件應進行二次預檢，根據(jù)二次預檢的情況提出二次補修件；還要根據(jù)更換件和修復件的供應、修復情況，大致排定修理工作進度，以使修理工作有步驟、按計劃地進行，以免因組織工作的銜接不當而延長修理周期。 設(shè)備修理能夠達到的精度和效能與修理工作配備的技術(shù)力

62、量、設(shè)備大修次數(shù)及修前技術(shù)狀況等有關(guān)。 一般認為，對于初次大修的機械設(shè)備，它的精度和效能都應達到原出廠的標準；經(jīng)過兩次以上大修的設(shè)備，其修后的精度和效能要比新設(shè)備低。如果上次大修后的技術(shù)狀態(tài)比較好，則將會使這次修理的質(zhì)量容易接近原出廠的標準；反之，就會給下次大修造成困難，其修后質(zhì)量較難接近原出廠標準，甚至無法進行修理。 對于在修理工作中能夠恢復到原有精度標準的設(shè)備， 應全力以赴，保證達到原有精度標準。對于恢復不到原出廠標準的設(shè)備，應有所側(cè)重，根據(jù)該設(shè)備所承擔的生產(chǎn)任務，對于關(guān)系較大的幾項精度指標，多投入技術(shù)力量和多下功夫，使之達到保證生產(chǎn)工藝最起碼的要求。對于具體零部件的修復，應根據(jù)待修工件

63、的結(jié)構(gòu)特點、精度高低并結(jié)合現(xiàn)場的修復能力，擬定合理的修理方案和相應的修復方法，進行修復直至達到要求。 設(shè)備整機的裝配工作以驗收標準為依據(jù)進行。裝配工作應選擇合適的裝配基準面，確定誤差補償環(huán)節(jié)的形式及補償方法，確保各零部件之間的裝配精度，如平行度、同軸度、垂直度以及傳動的嚙合精度要求等。 3．修后驗收 凡是經(jīng)過修理裝配調(diào)整好的設(shè)備，都必須按有關(guān)規(guī)定的精度標準項目或修前擬定的精度項目，進行各項精度檢驗和試驗，如幾何精度檢驗、空運轉(zhuǎn)試驗、載荷試驗和工作精度檢驗等，全面檢查衡量所修理設(shè)備的質(zhì)量、精度和工作性能的恢復情況。 設(shè)備修理后，應記錄對原技術(shù)資料的修改情況和修理中的經(jīng)驗教訓，做好修后工作

64、小結(jié)，與原始資料一起歸檔，以備下次修理時參考。 2.3.2設(shè)備修理方案的確定 對設(shè)備大修，不但要達到預定的技術(shù)要求，而且要力求提高經(jīng)濟效益。因此，在修理前應切實掌握設(shè)備的技術(shù)狀況，制定切實可行的修理方案，充分做好技術(shù)和生產(chǎn)準備工作；在修理中要積極采用新技術(shù)、新材料、新工藝和現(xiàn)代管理方法，做好技術(shù)、經(jīng)濟和組織管理工作，以保證修理質(zhì)量，縮短停修時間，降低修理費用。 必須通過預檢，在詳細調(diào)查了解設(shè)備修理前技術(shù)狀況、存在的主要缺陷和產(chǎn)品工藝對設(shè)備的技術(shù)要求后，立即分析制定修理方案，主要內(nèi)容有： 1)按產(chǎn)品工藝要求，設(shè)備的出廠精度標準能否滿足生產(chǎn)需要；如果個別主要精度項目標準不能滿足生產(chǎn)需

65、要，能否采取工藝措施提高精度；哪些精度項目可以免檢。 2)對多發(fā)性重復故障部位，分析改進設(shè)計的必要性與可能性。 3)對關(guān)鍵零部件，如精密主軸部件、精密絲杠副、分度蝸桿副的修理，本企業(yè)維修人員的技術(shù)水平和條件能否勝任。 4)對基礎(chǔ)件，如床身、立柱、橫梁等的修理，采用磨削、精刨或精銑工藝，在本企業(yè)或本地區(qū)其他企業(yè)實現(xiàn)的可能性和經(jīng)濟性。 5)為了縮短修理時間，哪些部件采用新部件比修復原部件更經(jīng)濟。 第 12 頁 共 23 頁 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 6)如果本企業(yè)承修，哪些修理作業(yè)需委托外企業(yè)協(xié)作，與外企業(yè)聯(lián)系并達成初步協(xié)議。如果本企業(yè)不能勝任和不能實現(xiàn)對關(guān)鍵零部件、基礎(chǔ)

66、件的修理工作，應確定委托其他企業(yè)來承修，這些企業(yè)是指專業(yè)修理公司、設(shè)備制造公司等。 2.3.3設(shè)備修理前的技術(shù)準備 機電設(shè)備大修前的準備工作很多，大多是技術(shù)性很強的工作，其完善程度和準確性、及時性都會直接影響大修進度計劃、修理質(zhì)量和經(jīng)濟效益。設(shè)備修理前的技術(shù)準備，包括設(shè)備修理的預檢和預檢的準備、 修理圖樣資料的準備、 各種修理工藝的制定及修理工檢具的制造和供應。 各企業(yè)的設(shè)備維修組織和管理分工有所不同，但設(shè)備大修前的技術(shù)準備工作內(nèi)容及 程序大致相同。 1．預檢 為了全面深入了解設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化的具體情況，在大修前安排的停機檢查，通常稱為預檢。預檢工作由主修技術(shù)人員負責，設(shè)備使用單位的機械人員和維修工人參加，并共同承擔。預檢工作量由設(shè)備的復雜程度、劣化程度決定，設(shè)備越復雜，劣化程度越嚴重，預檢工作量就越大，預檢時間也越長。 預檢既可驗證事先預測的設(shè)備劣化部位及程度，又可發(fā)現(xiàn)事先未預測到的問題，從而全面深入了解設(shè)備的實際技術(shù)狀態(tài)， 并結(jié)合已經(jīng)掌握的設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化規(guī)律，作為制定修理方案的依據(jù)。從預檢結(jié)束至設(shè)備解體大修開始之間的時間間隔不宜過長，否則可能在此期間設(shè)備技術(shù)狀態(tài)加