機電維修自我鑒定范文
機電設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，作為現(xiàn)代化的生產(chǎn)工具在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)力水平的提高，設(shè)備技術(shù)狀態(tài)對企業(yè)生產(chǎn)的正常運行，對產(chǎn)品生產(chǎn)率、質(zhì)量、成本、安全、環(huán)保和能源消耗等在一定意義上起著決定性的作用。
機電設(shè)備在使用過程中，不可避免地會由于磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕和老化等原因造成設(shè)備性能的劣化以致出現(xiàn)故障，從而會使其不能正常運行，最終導(dǎo)致設(shè)備損壞和停產(chǎn)而使企業(yè)蒙受經(jīng)濟損失，甚至造成災(zāi)難性的后果。
因此，減緩機電設(shè)備劣化速度，排除故障、恢復(fù)設(shè)備原有的性能和技術(shù)要求，需要設(shè)備維修從業(yè)人員掌握一整套系統(tǒng)的、科學(xué)的維護和修理設(shè)備的技術(shù)和方法。
機械設(shè)備維修技術(shù)是以機械設(shè)備為研究對象，探討設(shè)備出現(xiàn)性能劣化的原因，研究并尋找減緩和防止設(shè)備性能劣化的技術(shù)及方法，保持或恢復(fù)設(shè)備的規(guī)定功能并延長其使用壽命。 本模塊主要研究和討論機電設(shè)備維修技術(shù)的基礎(chǔ)知識。主要內(nèi)容有：設(shè)備維修體系；發(fā)展概況和發(fā)展趨勢；機械零件的失效及其對策；設(shè)備修理的一般工作過程和設(shè)備維修前的準(zhǔn)備。
一、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(zāi)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(zāi)害而加快這種老朽化的速度的現(xiàn)象。災(zāi)害劣化是指由于自然災(zāi)害，如暴風(fēng)、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(dǎo)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，具有重要的經(jīng)濟意義。
圖1-1為設(shè)備劣化的周期圖。從圖中可以看出，設(shè)備由建設(shè)期進入投產(chǎn)期，其性能逐漸達(dá)到設(shè)計水平，進人穩(wěn)定生產(chǎn)期。如再經(jīng)過革新改造，設(shè)備性能得到進一步提高，進入正常生產(chǎn)期。在使用中設(shè)備逐漸劣化，每經(jīng)過一次修理，恢復(fù)一定的性能，但設(shè)備性能仍呈下降的趨勢。這時，如果進行改造，設(shè)備性能就可能向新一代的設(shè)備靠近。當(dāng)設(shè)備性能急劇劣化，再修理得不償失時，就應(yīng)當(dāng)進行更新。
圖l-1 設(shè)備劣化周期圖
二、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(dāng)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(biāo)部分或全部下降而達(dá)不到預(yù)定要求，如功率下降、精度降低、加工表面粗糙度達(dá)不到預(yù)定等級或發(fā)生強烈振動、出現(xiàn)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或物理、化學(xué)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(dāng)，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、有代表性的失效模式。
（一）、機械零件的磨損及其對策
相接觸的物體相互移動時發(fā)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(dāng)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(yán)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(xué)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，而且會出現(xiàn)其他各種物理、化學(xué)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，如圖1-4所示。
圖1-4 機械磨損過程
(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，如圖中的OA線段。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(rèn)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，建立了彈性接觸條件。這一階段磨損趨于穩(wěn)定、緩慢，AB線段的斜率就是磨損速度；B點對應(yīng)的橫坐標(biāo)時間就是零件的耐磨壽命。
(3)劇烈磨損階段經(jīng)過B點以后，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(dǎo)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(dāng)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(yīng)力也很大，如果當(dāng)這一接觸應(yīng)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(dāng)摩擦表面發(fā)生相對滑動時，粘著點在切應(yīng)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用下，兩接觸點間重復(fù)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(yán)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(dǎo)致摩擦副災(zāi)難性破壞，應(yīng)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?xí)r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，越光滑，越可能發(fā)生表面的粘著。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能使摩擦表面有吸附物質(zhì)、氧化物層和潤滑劑。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(yīng)當(dāng)是形成固溶體傾向最小的兩種材料，即應(yīng)當(dāng)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(dāng)摩擦副的接觸表面之間存在著硬質(zhì)顆粒，或者當(dāng)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(yán)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(yīng)力和沖擊的不同，、磨料磨損的形式可分為鏨削式、高應(yīng)力碾碎式和低應(yīng)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(rèn)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(rèn)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(rèn)為磨料磨損是磨料使金屬表面層受交變應(yīng)力而變形，使材料表面疲勞破壞，并呈小顆粒狀態(tài)從表層脫落下來。
(4)斷裂認(rèn)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(dá)到臨界值時，伴隨壓人而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)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(dāng)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(yán)重；呈棱角狀的磨料比圓滑狀的磨料的擠切能力強，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(dāng)磨料粒度達(dá)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(dǎo)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(xué)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，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(yīng)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)腐蝕磨損
在摩擦過程中，金屬同時與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，引起金屬表面的腐蝕剝落，這種現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。它是與機械磨損、粘著磨損、磨料磨損等相結(jié)合時才能形成的一種機械化學(xué)磨損。因此，腐蝕磨損的機理與前述三種磨損的機理不同。腐蝕磨損是一種極為復(fù)雜的磨損過程，經(jīng)常發(fā)生在高溫或潮濕的環(huán)境下，更容易發(fā)生在有酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)的條件下。
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(yīng)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(fù)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(yīng)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?xí)r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?xí)r，其保護作用大，但在摩擦?xí)r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，
三、具體簡介汽缸體的缺陷；修復(fù)工藝
氣缸體是引擎基本結(jié)構(gòu)，是發(fā)動機機體組的重要組成部分，在氣缸蓋和油底殼之間，是可燃?xì)怏w壓縮、燃燒和膨脹的空間。燃燒過程中，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2(XK)℃～3000~℃它的內(nèi)壁直接受到高溫高壓氣體的作用，而外壁又受到風(fēng)(或水)的冷卻，使缸體承受較大的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力，因此要求氣缸套要有足夠的強度和剛度，且工作時變形小。此外，氣缸體對活塞的運動起導(dǎo)向作用，氣缸內(nèi)壁除受活塞的側(cè)壓力外，還由于活塞的高速運動，使氣缸壁受到強烈的摩擦，是發(fā)動機磨損最嚴(yán)重的表面之一，因此，要求氣缸體必須具有一定的耐磨性其工作條件高溫高壓、且活塞在其中往復(fù)運動，摩擦很大，處于這樣一個復(fù)雜的環(huán)境中可以確定經(jīng)常發(fā)生一些問題。
（一）、汽缸體常見的問題
氣缸體是發(fā)動機組成中技術(shù)要求較高的基礎(chǔ)件,一般為灰口鑄鐵。常見的氣缸體缺陷有:螺紋滑扣、裂紋、滲漏、局部磨損和缺損,如不及時修復(fù),將會影響發(fā)動機的使用性能和壽命。在修理時,首先要詳細(xì)分析缸體缺陷的性質(zhì)、缺陷所在位置的剛性,幾何形狀的復(fù)雜程度、有無自由熱脹冷縮的可熊性以及修復(fù)質(zhì)量要求等,然后針對缺陷采取相應(yīng)的措施修復(fù)。目前,有不少修理工不會正確選用修復(fù)工藝, 以致修復(fù)質(zhì)量不高,甚至將本來很易修復(fù)的缸體修壞、報廢。為此,本節(jié)提出了氣缸體缺陷的綜合修復(fù)工藝,供修復(fù)缸體時參考。各種缺陷的維修分類和推薦修復(fù)工藝見下表:
缸體缺陷分類與推薦修復(fù)工藝 表1
序號 缺陷部位 缺陷種類 推薦修復(fù)工藝
1 螺絲滑扣 鑲螺套
2 裂紋
3 缸體上的表面 邊角缺損 加熱減應(yīng)氣焊
4 裂紋 手工電弧冷焊
5 缸體水套壁 破損 手工電弧焊挖補
6 氣門彈簧座
7 氣門導(dǎo)管壁 裂紋 厭氧膠粘補
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