论文部分内容阅读
摘 要机械设备是构成产品生产的重要因素，在使用过程中，由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响，其零部件会出现磨损、变形、断裂、蚀损等，出现各种故障。如何应用现代故障诊断技术建立设备故障预警制度，是摆在企业面前的一个重要课题。本文通过对机械故障成因、常见故障形式及其诊断方法进行探讨，对其进行分析总结，以供参考。
关键词机械设备；故障成因；诊断方法；维修原则
中图分类号TH文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)052-0188-01
机械设备是构成产品生产的重要工具，具有：突发性故障率高、停机损失大、维修周期长费用高等特点，是影响企业生产的重要问题。在机械设备使用过程中，由于受设备材料、工艺、工作环境条件及人为因素的影响，设备零部件通常会出现变形、磨损、蚀损、断裂等状况，从而出现各种各样的故障。为了能够保持机械设备处于良好的使用状态，提高设备利用率，就需要快速准确诊断出故障原因，并尽快地排除故障，恢复运行，从而降低给企业生产带来的经济损失。
1机械设备故障形成的原因
随着社会的发展，现代企业设备种类逐渐增多，设备结构也越来越复杂，以及设备工作环境的因素，导致设备运行时发生故障的原因复杂且多变，总体上可归纳为如下六个因素：
1）机械零件的损坏及配合关系的变化。当机械设备发生故障后，通常其原因主要是由于零件本身的损伤、以及零件之间原有配合出现问题。零件的损伤是指零件的现有形态、尺寸偏离了原始设计性能，这种偏离表示机械在使用过程中，受各种因素导致发生作用的结果。2）存在易损零件。设备零件不可能具有同等寿命，有些为易损件，例如活塞、机油等使用寿命较短，如不定期更换，就容易出现故障。3）消耗品质量因素。主要有润滑油等，其质量会影响设备的寿命和使用性能。4）设备工作环境的影响。设备转速高，动力消耗大，振动严重，使用工况发生很大变化等不能适应时，就容易出现故障。5）设备超负荷运转。由于每台设备都有一个设计输出参数极限，倘若设备的实际输出参数超过其设计输出参数极限时，机械的正常状态受到破坏就容易形成故障。产生设备超负荷运转而引起故障时，需要采取提高设备承载能力，调整技术参数，并对故障设备采取修复措施。6）人为因素。通常是指人工技术和操作方法。如果设备使用管理不善，不按规定进行走合和定期维护，野蛮操作等，都会使设备出现故障。
由上述可见，设备故障成因广泛存在于设备的制造、使用、维护和修理的全过程。
2机械设备常见的故障形式
机械设备发生故障时，一般以下面数种主要形式表现出来：
1）性能异常。设备的动力性差，如最高转速明显降低，加速性能差；油耗量大；操纵稳定性差。2）响声异常。当设备发生故障，最易表现为响声异常。机械在正常运转状态下发出的声响是轻微均匀的。当响声伴有较强烈的抖振时，说明故障较严重，应停机或降低转速来查找。3）散发异味。主要有漏机油的烧焦味、非金属摩擦材料发出的焦臭味、电气系统和导线烧毁的焦糊味等，都必须予以高度重视。4）过热现象。表现为设备各部的温度超出了正常使用温度范围。工作中，经常发生发动机、制动器、轴承等部位超出正常工作状态的温度变化。如果是长时间运行所致，一般影响不大；如果内部机构故障，应及时发现并诊断与排除，否则将引起机件烧毁等事故。5）油液渗漏。表现为冷却液、润滑油、机油和制冷剂渗漏及电气系统漏电等。设备渗漏，极易引起机构损坏和设备过热。
3机械设备故障诊断的方法
虽然许多现代化机械设备都备有故障自检系统，但并非每个部位都能实现自检，而且还有一些小型设备不具有故障自检功能，仍需专业维修人员来诊断故障。以下归纳了机械设备故障诊断的几种方法：
1）观察询问法。修理前，应对设备型号和使用年限做出初步判断，并向使用者具体询问做过的检查和修理，深入了解并观察故障部位，而后做出判断。2）嗅觉法。工作介质泄漏通常会散发异味，所以可凭嗅觉检查工作介质泄露情况。例：机油泄漏到运行的设备上，由于温度升高会发生异味。3）听觉法。设备运行时发出有规律的声音，发生故障时响声会出现异常。维修时，可以让设备以不同工况运行，检查和听诊设备；还可以借助听诊器等简单器具进行听诊。例：用胶管插进量油尺孔中，下端在机油盘油面之上时，可听清曲轴响声和活塞环对口处的窜气的响声。4）触摸法。借助人的感觉，可凭手脚感觉来诊断设备故障。例：当发动机过热而冷却系统中有冷却液时，可用手摸一摸散热器的上部和下部，判断是节温器损坏还是散热器进水口堵塞；摸一摸水泵出水口胶管，可以感觉到水流压力波动，说明水泵工作正常。诊断设备故障时，还经常遇到：用手指感觉燃油泵的工作，用手指压力检查皮带的松紧度，以及用手摸检查高压油管的供油情况，用手感觉摩擦副配合的松紧度等。5）度量法。是维修人员借助各种量仪和仪器仪表进行度量。例如：用频率计和示波器测量频率和波形幅值；用数字万用表测量电压和电阻值等。仪器诊断准确性高，速度快，且能发现潜伏故障。6）替换法。就是用合格的总成和零部件，替换可能损坏的总成和零部件并试运行。替换备件应是试验过的可靠的合格品，如果用坏件替换了坏件，不仅增加诊断难度，反而会使故障部位虚假化。7）分段检查法。按照线路、管路和带有系统性质的工作路线检查故障，从动力源到执行机构，或从中间查找，或从后到前。例如：对于照明和指示系统的故障，原理上应按电源—开关—保险丝—继电器—电线—电灯泡的线路，从前到后查找。8）局部拆装法。当不能准确判断故障发生部位时，可以拆掉某一部分功能进行检查，而后再装上去。局部拆装法，实际上是使正常工作的设备失去原来的功能，在非正常工况下动作。例如：发动机动力性不足，怀疑空气滤清器堵塞时，可以拆下空气滤清器芯再试发动机，如动力性在无空气滤清器情况下恢复，故障就在这里。
根据故障表现形式，灵活运用这些故障诊断方法，就能快速准确找出设备故障所在。
4机械设备的维修原则
确认故障原因之后，就要有针对性对机械设备进行的维修。维修过程中，应本着以下原则：先外部后内部，这样不会使故障复杂化；先公用后专用，先确定整台设备公用部分工作状况良好后，再检查专门的功能单元；先简单后复杂，先从简单元器件入手，后修复杂部分；先静后动，尽量在设备静止时维修，可防止设备故障进一步加剧；先机械后电器，确定机械部分没有问题后，再检查电气部分；先一般后特殊，先考虑一般元器件，这样也可以使故障简单化。
5结束语
在机械设备维修管理中不管采用怎样的诊断和维修方法，其目的都是为了设备恢复正常功能，使企业恢复正常生产。作为工作人员必须对设备故障成因及诊断方法进行深入的了解，并将现代设备故障监测技术与传统故障诊断技术结合起来，使设备系统能高效、可靠、低成本运行，为企业创造出更高的经济效益。
参考文献
[1]中国机械工程学会设备与维修工程分会编.设备状态监测与故障诊断技术及其工程应用[M].机械工业出版社,2010.
[2]邓三鹏,徐小力.现代数控机床故障诊断与维修[M].北京:国防工业出版社,2009.
关键词机械设备；故障成因；诊断方法；维修原则
中图分类号TH文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)052-0188-01
机械设备是构成产品生产的重要工具，具有：突发性故障率高、停机损失大、维修周期长费用高等特点，是影响企业生产的重要问题。在机械设备使用过程中，由于受设备材料、工艺、工作环境条件及人为因素的影响，设备零部件通常会出现变形、磨损、蚀损、断裂等状况，从而出现各种各样的故障。为了能够保持机械设备处于良好的使用状态，提高设备利用率，就需要快速准确诊断出故障原因，并尽快地排除故障，恢复运行，从而降低给企业生产带来的经济损失。
1机械设备故障形成的原因
随着社会的发展，现代企业设备种类逐渐增多，设备结构也越来越复杂，以及设备工作环境的因素，导致设备运行时发生故障的原因复杂且多变，总体上可归纳为如下六个因素：
1）机械零件的损坏及配合关系的变化。当机械设备发生故障后，通常其原因主要是由于零件本身的损伤、以及零件之间原有配合出现问题。零件的损伤是指零件的现有形态、尺寸偏离了原始设计性能，这种偏离表示机械在使用过程中，受各种因素导致发生作用的结果。2）存在易损零件。设备零件不可能具有同等寿命，有些为易损件，例如活塞、机油等使用寿命较短，如不定期更换，就容易出现故障。3）消耗品质量因素。主要有润滑油等，其质量会影响设备的寿命和使用性能。4）设备工作环境的影响。设备转速高，动力消耗大，振动严重，使用工况发生很大变化等不能适应时，就容易出现故障。5）设备超负荷运转。由于每台设备都有一个设计输出参数极限，倘若设备的实际输出参数超过其设计输出参数极限时，机械的正常状态受到破坏就容易形成故障。产生设备超负荷运转而引起故障时，需要采取提高设备承载能力，调整技术参数，并对故障设备采取修复措施。6）人为因素。通常是指人工技术和操作方法。如果设备使用管理不善，不按规定进行走合和定期维护，野蛮操作等，都会使设备出现故障。
由上述可见，设备故障成因广泛存在于设备的制造、使用、维护和修理的全过程。
2机械设备常见的故障形式
机械设备发生故障时，一般以下面数种主要形式表现出来：
1）性能异常。设备的动力性差，如最高转速明显降低，加速性能差；油耗量大；操纵稳定性差。2）响声异常。当设备发生故障，最易表现为响声异常。机械在正常运转状态下发出的声响是轻微均匀的。当响声伴有较强烈的抖振时，说明故障较严重，应停机或降低转速来查找。3）散发异味。主要有漏机油的烧焦味、非金属摩擦材料发出的焦臭味、电气系统和导线烧毁的焦糊味等，都必须予以高度重视。4）过热现象。表现为设备各部的温度超出了正常使用温度范围。工作中，经常发生发动机、制动器、轴承等部位超出正常工作状态的温度变化。如果是长时间运行所致，一般影响不大；如果内部机构故障，应及时发现并诊断与排除，否则将引起机件烧毁等事故。5）油液渗漏。表现为冷却液、润滑油、机油和制冷剂渗漏及电气系统漏电等。设备渗漏，极易引起机构损坏和设备过热。
3机械设备故障诊断的方法
虽然许多现代化机械设备都备有故障自检系统，但并非每个部位都能实现自检，而且还有一些小型设备不具有故障自检功能，仍需专业维修人员来诊断故障。以下归纳了机械设备故障诊断的几种方法：
1）观察询问法。修理前，应对设备型号和使用年限做出初步判断，并向使用者具体询问做过的检查和修理，深入了解并观察故障部位，而后做出判断。2）嗅觉法。工作介质泄漏通常会散发异味，所以可凭嗅觉检查工作介质泄露情况。例：机油泄漏到运行的设备上，由于温度升高会发生异味。3）听觉法。设备运行时发出有规律的声音，发生故障时响声会出现异常。维修时，可以让设备以不同工况运行，检查和听诊设备；还可以借助听诊器等简单器具进行听诊。例：用胶管插进量油尺孔中，下端在机油盘油面之上时，可听清曲轴响声和活塞环对口处的窜气的响声。4）触摸法。借助人的感觉，可凭手脚感觉来诊断设备故障。例：当发动机过热而冷却系统中有冷却液时，可用手摸一摸散热器的上部和下部，判断是节温器损坏还是散热器进水口堵塞；摸一摸水泵出水口胶管，可以感觉到水流压力波动，说明水泵工作正常。诊断设备故障时，还经常遇到：用手指感觉燃油泵的工作，用手指压力检查皮带的松紧度，以及用手摸检查高压油管的供油情况，用手感觉摩擦副配合的松紧度等。5）度量法。是维修人员借助各种量仪和仪器仪表进行度量。例如：用频率计和示波器测量频率和波形幅值；用数字万用表测量电压和电阻值等。仪器诊断准确性高，速度快，且能发现潜伏故障。6）替换法。就是用合格的总成和零部件，替换可能损坏的总成和零部件并试运行。替换备件应是试验过的可靠的合格品，如果用坏件替换了坏件，不仅增加诊断难度，反而会使故障部位虚假化。7）分段检查法。按照线路、管路和带有系统性质的工作路线检查故障，从动力源到执行机构，或从中间查找，或从后到前。例如：对于照明和指示系统的故障，原理上应按电源—开关—保险丝—继电器—电线—电灯泡的线路，从前到后查找。8）局部拆装法。当不能准确判断故障发生部位时，可以拆掉某一部分功能进行检查，而后再装上去。局部拆装法，实际上是使正常工作的设备失去原来的功能，在非正常工况下动作。例如：发动机动力性不足，怀疑空气滤清器堵塞时，可以拆下空气滤清器芯再试发动机，如动力性在无空气滤清器情况下恢复，故障就在这里。
根据故障表现形式，灵活运用这些故障诊断方法，就能快速准确找出设备故障所在。
4机械设备的维修原则
确认故障原因之后，就要有针对性对机械设备进行的维修。维修过程中，应本着以下原则：先外部后内部，这样不会使故障复杂化；先公用后专用，先确定整台设备公用部分工作状况良好后，再检查专门的功能单元；先简单后复杂，先从简单元器件入手，后修复杂部分；先静后动，尽量在设备静止时维修，可防止设备故障进一步加剧；先机械后电器，确定机械部分没有问题后，再检查电气部分；先一般后特殊，先考虑一般元器件，这样也可以使故障简单化。
5结束语
在机械设备维修管理中不管采用怎样的诊断和维修方法，其目的都是为了设备恢复正常功能，使企业恢复正常生产。作为工作人员必须对设备故障成因及诊断方法进行深入的了解，并将现代设备故障监测技术与传统故障诊断技术结合起来，使设备系统能高效、可靠、低成本运行，为企业创造出更高的经济效益。
参考文献
[1]中国机械工程学会设备与维修工程分会编.设备状态监测与故障诊断技术及其工程应用[M].机械工业出版社,2010.
[2]邓三鹏,徐小力.现代数控机床故障诊断与维修[M].北京:国防工业出版社,2009.