第一章机械维护与修理的基本知识

《机械维护修理与安装》绪论几个基本概念维护：是保持设备规定的技术性能的日常活动。

修理：是排除故障恢复技术性能的活动。

维修的作用：设备的使用导致磨损、腐蚀、疲劳、变形和老化，使设备精度下降、性能降低，从而影响使用、增大成本。

维护和修理的目的：保持设备功能、降低设备劣化速度、延长使用寿命。

维修方式：1. 时间划分：如月度、季度、年度等（定期维修）2. 规模划分：如临修（故障维修）、检修（预防维修）、小修、中修、大修（改善维修）3. 形式划分：预防维修、故障维修、改善维修维修方式的选择原则：在满足维修效果的前提下，力求维修费用和设备停修对生产的经济损失之和为最小。

第一章机械维护与修理的基本知识第一节机械磨损一、机械磨损的概念两个表面→接触→相对运动→摩擦→产生摩擦阻力→消耗能量→放热→使机件磨损。

二、机械磨损的类型（一）黏着磨损：表面材料的转移“涂抹”、“擦伤”、“拉伤”、“撕脱”、“咬死”（二）磨料磨损：在摩擦过程中磨粒或凸出物使零件表面材料耗失的一种磨损。

磨粒一般是指非金属材料，如石英、矿岩和砂土等。

硬金属粒或凸出物对软金属也会引起磨损,如摩擦副之间落入经加工硬化的磨屑就会发生磨料磨损。

比零件材料软的磨粒也会引起磨损，这种现象常见于煤矿机械中。

参考内容磨料磨损的机理主要是：①显微切削，即硬磨粒像刀具一样对零件表面进行极其微小的切削，形成切屑；②磨粒较圆或与零件表面的相对角度不合适时，只对表面进行犁沟，把表面材料堆向两旁和前沿，经反复塑性变形表面材料发生断裂剥落；③脆性断裂，脆性材料的磨损一般属于这种情况。

影响磨料磨损的因素有零件材料的内部因素和磨粒等的外部因素。

内部因素中影响最大的是材料的硬度。

一般地说，零件材料的硬度（正确地说是材料磨损后的表面硬度）越高，则耐磨性越高。

（三）表面疲劳磨损：摩擦副两对偶表面作滚动或滚滑复合运动时，由于交变接触应力的作用，使表面材料疲劳断裂而形成点蚀或剥落的现象，称为表面疲劳磨损（或接触疲劳磨损）。

（四）腐蚀磨损：腐蚀磨损是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中，表面材料与周围介质发生化学或电化学反应，并伴随机械作用而引起的材料损失现象，称为腐蚀磨损。

腐蚀磨损通常是一种轻微磨损，但在一定条件下也可能转变为严重磨损。

常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。

参考内容1．氧化磨损除金、铂等少数金属外，大多数金属表面都被氧化膜覆盖着，纯净金属瞬间即与空气中的氧起反应而生成单分子层的氧化膜，且膜的厚度逐渐增长，增长的速度随时间以指数规律减小，当形成的氧化膜被磨掉以后，又很快形成新的氧化膜，可见氧化磨损是由氧化和机械磨损两个作用相继进行的过程。

同时应指出的是，一般情况下氧化膜能使金属表面免于粘着，氧化磨损一般要比粘着磨损缓慢，因而可以说氧化磨损能起到保护摩擦副的作用。

2.特殊介质腐蚀磨损在摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损，称为殊殊介质腐蚀磨损。

其磨损机理与氧化磨损相似，但磨损率较大，磨损痕迹较深。

金属表面也可能与某些特殊介质起作用而生成耐磨性较好的保护膜。

为了防止和减轻腐蚀磨损，可从表面处理工艺、润滑材料及添加剂的选择等方面采取措施。

几种磨损机理之间的关系：一般情况下同时存在，且互有影响。

如疲劳磨损和腐蚀磨损脱落下来的金属微粒加速磨料磨损，构成腐蚀磨损的酸性成分降低润滑油的性能，反过来又促进疲劳磨损，加剧磨料磨损。

但在一定的使用条件和工作状况下，总有一种磨损倾向占主要地位。

三、机械磨损的一般规律分三个阶段：1.“跑合”（磨合）阶段，10~15%、2.“稳定”（正常运行）阶段，70~80%、3.“急剧”（损坏）磨损阶段，5~10%。

磨损发展规律图见P8。

四、机械磨损的影响影响机械磨损的主要因素：零件材料、工作负荷、温度、润滑、零件表面加工质量、装配和安装质量、机件结构特点及运动性质等。

分诉：零件材料：硬度和韧性的高低是材料的主要指标，中碳钢或合金钢（表面渗碳）常通过热处理提高材料的硬度和韧性。

工作负荷：单位压力（负荷）大，磨损加剧。

另负荷的特性也是影响磨损的主要因素，如：静载荷、变载荷、冲击载荷、长期或短期载荷都会造成不同的磨损结果。

温度：温度的主要作用是影响润滑油的吸附强度，高温就破坏油膜的形成和稳定。

润滑：润滑是减少机件磨损的最重要的因素。

参考内容：4.设备润滑管理(1)润滑工作的“五定”内容①定润滑点。

②定油脂品种。

③定加油量。

④定加油和换油周期。

⑤定加油人。

每台设备均需有润滑卡片，把这五项内容明确下来。

(2)润滑材料选用①润滑材料的分类。

润滑材料主要分为四大类，即润滑油、润滑脂、添加剂和固体润滑剂。

各种润滑材料的规格品种很多，在使用润滑材料时要根据润滑点的润滑特性，合理选择和添加，不能有什么油加什么油，否则就会使设备受到损坏。

②润滑材料的性能和选用原则。

a.润滑油的主要技术指标是粘度、闪点、酸碱度、机械杂质、抗氧化性等，重要部位的润滑还要考虑油的温粘性能，野外行驶的车辆和户外安装的设备的润滑还要考虑到油的凝固点。

润滑脂的主要技术指标是针入度和滴点，并要考虑耐高温性能，化学稳定性等。

b.润滑材料的选用原则是：一般机械设备的润滑，根据载荷特性和转速大小选用标号适合的机械油。

如高转速机械选用粘度较小的高速机械油或透平油；低速重载设备选用粘度较大的机械油或轧钢机油；机床轨道选用标号适当的道轨油；减速箱齿轮选用粘度适当的工业齿轮油、轨钢机油或机械油；还有专用的润滑油如汽缸油、压缩机油、钢丝绳渍等，应对号入座。

润滑脂多用于滚动轴承、低速滑动轴承及其他不带冷却作用的润滑。

加热炉前的辊道轴承应使用高温润滑脂。

高转速电机滚动轴承应选用高速润滑脂。

(3)典型零部件的润滑方法①减速器内的润滑油面，以抵达大齿轮的轮齿为宜；循环润滑油的循环油量不仅要满足各润滑点的需要量，还要计算齿轮啮合所生热量能够被油带走而起到冷却作用，经油带走的热量在管道及冷却器中进行交换。

②润滑脂添加过多会造成浪费。

密封滚动轴承箱内添加润滑脂不宜过满，以装注到箱内空隙的1/3～1/2为宜，否则可能引起温升过高。

③润滑油脂使用过程中逐渐消耗，须根据情况摸索适当的换油周期，保证油量在规定范围内。

集中润滑油站要定期化验，超过规定技术指标，应立即更换新油。

润滑油脂使用日久将会变质结焦，应当清洗更换。

润滑油的六大功效（1）减摩抗磨，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命，提高经济效益；（2）冷却，要求随时将摩擦热排出机外；（3）密封，要求防泄漏、防尘、防窜气；（4）抗腐蚀防锈，要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀；（5）清净冲洗，要求把摩擦面积垢清洗排除；（6）应力分散缓冲，分散负荷和缓和冲击及减震；（7）动能传递，液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。

润滑油性能评定类常见的类型以及解释零件表面加工质量：是指机械加工质量，包括：几何形状：形状与尺寸的准确性；表面粗糙度：选择合适的粗糙度；刀痕方向：以两摩擦面刀痕平行并与相对运动方向一致为最佳。

装配和安装质量：是影响磨损的重要因素，不正确装配间隙小：不易形成油膜，产生高温，黏着磨损→咬死间隙大：不易形成液体摩擦，产生冲击载荷不正确安装设备主体扭曲，着力不均，引起载荷分布不均匀，产生附加载荷，使机件运转不灵，产生噪声和发热，造成机件过早磨损。

机件结构特点：结构优良与结构缺陷。

P10运动性质：应采取合理的运动形式，如从磨损角度说滚动摩擦优于滑动摩擦（磨损量比1/100~1/10或更小）。

第二节机械故障一、机械故障的概念：指机械丧失了它所被要求的性能和状态。

现象：技术指标显著恶化，功率降低，失衡，噪声增大，设备能力下降，润滑油消耗增加等结构：零部件损坏，部件之间关系破坏，固定和紧固装置松动或失效二、机械故障的类型：（一）按故障发生的时间性分类：渐发、突发、复合。

1、渐发性：磨损的常态用中修、大修解决。

2、突发性：金属疲劳，润滑失效，操作不当等。

如断轴3、前两种的结合，互相作用，常以突发状态表现。

（二）按故障出现的情况分类：实际（已发生）的故障、潜在（可能）的故障。

1、实际故障：丧失功能、精度破坏、效率降低等2、潜在故障：隐患，故障在渐进中，无干预下故障趋势的不可逆性。

（三）按故障发生的原因或性质不同分类：1、人为故障：维修、调整不当，违反操作规程，使用不合格的原料等。

2、自然故障：自然磨损，腐蚀，物理因素造成的机件变形。

三、一般机械的故障规律：一般机械的故障规律呈“浴盆曲线”，分三个阶段：1.早期故障期，因设计、制造、保管、运输、安装等缺陷造成，故障率较高。

2.正常运转期，在严格操作、加强维护的前提下故障率很小，为机械的有效寿命。

3.耗损故障期，由于机件磨损、腐蚀及材料疲劳等因素造成故障率明显上升，此时应考虑维修成本和使用效益的比例关系。

第三节机械故障发生的原因机械故障的原因复杂，有自身缺陷（基因）和各种环境因素的影响。

自身缺陷：人为差错（设计、制造、检验、维修、使用、操作不当）环境因素：灰尘、温度、有害介质、被动共振等一、机械磨损主要的故障原因，其特征是构成机器的各个组合机件间的配合被破坏，磨损分自然磨损和事故磨损。

二、零件变形（机件的的尺寸或形态改变，分弹性变形和塑性变形）引起变形的主要原因1、因载荷产生的应力超过材料的屈服强度，零件产生过毅力永久变形；2、温度升高，材料原子热振动增大，临界切变捆了下降，产生滑移变形，使材料的屈服极限下降，引起零件变形。

3、残余应力作用，影响零件的静强度和尺寸的稳定性，降低弹性极限。

4、材料的内部缺陷。

三、断裂（完全破断）裂纹（局部破断）发展到临界裂纹尺寸时（剩余截面的强度低于载荷），导致完全断裂。

（一）断裂的类型1、按宏观形态分类·韧性断裂：加载荷→弹性变形→载荷超弹性极限→塑性变形→载荷继续增加→应力超强度极限→断裂。

·脆性断裂：载荷所引起的应力达到材料的弹性极限或屈服极限时损失的断裂。

特点：断裂前几乎不产生塑性变形，断裂突然发生。

2、按载荷的性质分类·一次加载断裂·疲劳断裂（占断裂60%~80%）（二）几种断口形貌1、杯锥状断口（图1-6）2、脆性断裂口（图1-7）3、疲劳断裂口（图1-8）（三）断口分析 P15四、腐蚀：金属受周围介质的作用而引起的损坏现象。

从表面开始，逐渐深入；性状：斑点、凹洞、溃疡，使金属变为氧化物或化合物。

化学腐蚀、电化学腐蚀。

防止腐蚀的方法：1、合理选材2、合理设计3、覆盖保护·金属保护层（电镀、喷涂、熔镀）·非金属保护层（涂料、砖、板衬里、聚氯乙烯、玻璃钢）4、添加缓蚀剂5、电化学保护6、改变（优化）环境五、蠕变损坏：一定应力的连续作用下→温度升高→变形→变形的积累发展→达强度极限→屈服破坏。