机械修理基础知识

第1页共39页维修知识--机械修理基础知识1、什么叫机械的故障？在结构上主要表现在哪些方面？答：机械的故障，是指机械的各项技术指标（包括经济指标）偏离了它的正常状况。如某些零件或部件损坏，致使工作能力丧失；发动机功率降低；传动系统失去平衡和噪声增大；工作机构的工作能力下降；燃料和润滑油的消耗增加等，当其超出了规定的指标时，均属于机械的故障。机械的故障表现在它的结构上主要是它的零件损坏和零件之间相互关系的破坏。如零件的断裂、变形，配合件的间隙增大或过盈丧失，固定和紧固装置的松动和失效等。2、按故障发生的时间性分类，故障可分为哪两类?答：按故障发生的时间性分，故障可分为突发性故障和渐进性故障。（1）突发性故障主要是由各种不利因素和外界影响共同作用的结果，其发生特点是具有偶然性，一般与机床使用时间无关，因而是难以预测的。但它一般容易排除，因此通常不影响机床的寿命。（2）渐进性故障主要是由产品参数的劣化过程（磨损、腐蚀、疲劳、老化）逐渐发展而形成的。其特点是发生的概率与使用时间有关，且只是在产品的有效寿命的后期才表现出来。渐进性故障一第2页共39页经发生，就标志着产品寿命的终结。因而它往往是机械进行大修的标志。由于这种故障是逐渐发展的，因此，通常是可以进行预测的。3、按故障显现的情况分类，故障可分为哪两大类?答：按故障显现的情况分类，故障可分为功能故障和潜在故障。（1）功能故障机械产品丧失了工作能力或工作能力明显降低，亦即丧失了它应有的功能，因此称为功能故障。这类故障可以通过操作者的感受或测定其输出参数而判断出来。关键的零件坏了，机械根工不能工作，属于功能故障；生产率达不到规定指标，也与功能故障有关。这种故障是实际存在的，因而也称实际故障。（2）潜在故障和渐进性故障相联系，当故障在逐渐发展中，但尚未在功能方面表现出来，而同时又接近萌发的阶段，当这种情况能够诊断出来时，即认为是一种故障现象，并称为潜在故障。例如，零件在疲劳破坏过程中，其裂纹的深度是逐渐扩展的，同时其深度又是可以探测的。当探测到裂纹扩展的深度已接近允许的临界值时，便认为是存在潜在故障，必须按实际故障一样来处理。探明了机械的潜在故障，就有可能在机械达到功能故障之前进行排除，这有利于保持机械完好状态，避免由于发生功能故障而可能带来的不利后果，这在机械的使用维修实际中具有重要意义。4、按故障发生的原因不同，故障可分为哪两类?答：根据故障发生的原因不同，故障可分为人为故障和自然第3页共39页故障。（1）人为故障机械在制造和修理时使用了不合格的零件或违反了装配技术条件；在使用中没有遵守操作技术规程；没有执行规定的保养维护制度以及在运输、保管中不当等原因，而使机械过早地丧失了它的应有的功能，这种故障即称为人为故障。（2）自然故障机械设备在使用和保有期内，由于受外部和内部各种不可抗拒的自然因素的影响而引起的故障都属于自然故障。但由于人为过失而加剧损坏的过程时，则应与此相区别5、什么叫故障概率?答：机床的技术状况总是随着它的使用时间的延长而逐渐恶化的，因而机床的使用寿命总是有限的。由此可知，机床发生故障的可能性总是随着使用时间的延长而增大的，因而它可以看作是时间的函数。但由于机床故障的发生具有随机性，即无论哪一类故障，人们都难以预料它的确切的发生时间。故机床发生故障的情况都只能用概率来表示，称为故障概率。6、什么叫故障率?答：产品在某一瞬间可能发生的故障相对于该瞬时的残存概率之间的关系，即故障率的概念。故障率可以定义为：产品在时间t内尚未发生故障，而在下一个单位时间内可能发生故障的条件概率。第4页共39页7、什么叫渐减性故障率?答：渐减性故障率即故障率是随时间而单调减小的。这种故障率通常反映某些复杂产品在早期发生故障的情况。这是由于产品的设计、制造、检验和装配中存在着缺陷和失误，因而在开始投入运转时便有很高的故障率。但随着运转时间的延长和对出现的故障的不断排除，故障率便逐渐降低，这种情况在汽车初驶状态或某些电子设备中反映比较明显。8、什么叫恒定性故障率?答：恒定性故障率即故障率为一常数，它不随时间而发生变化。广泛用于描述各种物理量的衰变和衰减的过程。在工程机械中，它可用来描绘突发性故障，因为突发性故障在任何时候发生的机会都相等，因此，其故障率可以看作是一个常数。而同时由于突发性故障与机械使用时间无关，即与其新旧程度无关，它是任何时候都可能发生的，因此又把用不变失效率来描述的故障称为随机故障或偶然故障。9、什么叫渐增性故障率?答：渐增性故障率是指故障率随产品工作时间的延长而升高的情况。这是由于组成机械的零件等在使用过程中逐渐丧失其功能而引起的现象。渐进性故障的故障率就属于这种类型。由于渐增性故障率在产品使用寿命的后期变得很大，并且其故障难以通过一般方法来消除，因此也将这种故障称为耗损故障。第5页共39页10．什么叫故障前平均工作时间?答：将很多个产品投入使用，直至每一个产品都用至发生故障（失效）为止，将每个产品有效使用时间进行统计，并求其平均值，即称为故障前（或失效前）平均工作时间。11．什么叫平均故障间隔时间？答：对于可修产品，在其发生故障后，可通过修理措施而恢复其正常功能。其两次相邻故障的平均工作时间称为平均故障间隔时间或平均无故障时间。12、故障率曲线有何特点?答：机械产品在整个寿命期内的故障率曲线，称为“浴盆曲线”。从不同故障出现的时机来看，机械设备在开始使用阶段具有较高的故障率，且此故障率是渐减性；机械产品到了有效寿命的后期，其故障率便不断增大，是为渐增性；而在其它使用期内，故障率为恒定性，且其值甚小。对应各不伺故障率曲线的时间范围分别称为早期故障期，随机故障期和耗损故障期。然而，从机械设备使用者的角度出发，对于曲线所表示的早期故障，由于机械设备在出厂前和安装过程中经过充分调试，可以认为已基本得到消除，因而可以不必考虑；随机故障通常容易排除，且一般不决定机械设备的寿命；唯有耗损故障才是影响机械设备有效寿命的决定因素，因而是主要研究对象。第6页共39页13、技术保养和操作因素对故障率有何影响?答：机械设备在使用过程中，由于零件的磨损和变形都可能造成相互之间的某种失调；润滑剂会逐渐脏污、变质；某些螺栓联接可能出现松动等。这些情况的出现和发展，都将加速机械设备的损坏，导致故障率的提高。技术保养工作的任务，就是对这些现象预防和出现以后进行及时排除。在机械保养工作中，由于不严格遵守操作技术要求，如操作不当，调整工作没有达到技术要求，使用不合格的润滑剂和液压油，或机械不清洁等，常常是导致机械加速损坏的原因。此外，工人的操作技术水平也直接影响着机械的使用寿命。技术保养和使用操作因素属于主观因素。建立合理的保养维修制度，严格执行技术保养和使用操作规程，是保证机械设备工作可靠和提高其使用寿命的重要途径。对于机械设备的保养和使用操作因素的影响，可以用机械设备的可靠变乘一个概率函数的方法来估算。也相当于对基本失效率乘一个大于1的修正系数。14、什么叫机械的维修性？什么叫机械的维修时间?答：对于可修产品，在发生故障之后，一般可用维修方法进行修复，这样便可弥补产品可靠性的不足。但维修需要占用一定时间，因而影响了产品的使用。因此，为了充分发挥产品的效能，当其发生故障以后，要求所需的维修时间越短越好。就机械产品而言，它的修第7页共39页复时间与其本身的结构有关，是由设计、制造等因素所决定，是一种固有的属性，它表示机械维修的难易程度，而被称之为机械的维修性。机械的维修时间是指在机械发生故障后，从寻找故障开始，直至拆卸、修理或更换零件、安装、调试，最后达到完全恢复正常功能为止的全部时间。其平均值可以根据统计公式求出。15、维修性结构设计如何考虑拆装的顺利性?答：在机械修理中，拆装工作占有很大的工作量，提供拆装操作的便利条件，即可提高工作效率。维修性结构设计通常从如下几个方面考虑拆装的顺利性：（1）有适合操作者进行操作和工具活动的空间。（2）采取便于装配的整体式安装单元。（3）采取可拆卸联接，如螺纹联接、销联接、键联接等。（4）采取便于拆装的密封措施，如液态密封胶、可剥离密封胶等。（5）设置定位装置和识别标志，如定位销、不通孔、键、刻线和其它记号等，以保证装配的相互位置的正确和便于操作。（6）设计和配置专用的拆装工具。16、维修性结构设计如何考虑简化修理作业?答：机械产品进行维修性结构设计时，为简化修理作业可从以下几个方面考虑：（1）减少产品维修的复杂性，使结构尽可能简化，特别应注第8页共39页意减少需要维修的项目和采取提高易损零件寿命的措施，以减少修理的次数。（2）提高零件的互换性。对于易损零件采取换件修理法，可以缩短机械的修理时间，为此首先要求结构上适于更换，同时应注意尽可能采用标准化和通用化等互换性较高的零件。（3）采取可调整结构。零件在工作过程中由于磨损而造成间隙超差时，需要配置合适的调整装置。17、如何进行维修周期设计?答：维修周期设计的指导思想是基于机械的大量零件中，有许多是寿命相同或相近的，为了在一次维修中将有关寿命相近的零件同时进行修理，以减少维修的次数和重复的拆装工作，从而提高机械的有效度。机械的各种零件：由于结构、工作性质和受力情况的不同，因而失效率和使用寿命也不同。综合制造和使用等因素，在一定技术条件下，每个零件都有一个相对合理的使用寿命，这样便可通过统计和计算将零件寿命进行分类。根．据零件寿命分类结果，确定维修间隔周期，再把维修划分为一级保养、二级保养、三级保养和大修等类型。必要时还可通过等寿命设计来平衡零件寿命。18、维修技术保障设计包括哪些内容?答：机械的维修技术保障设计主要是指维修技术文件的编制，通常可称为软件设计。它主要包括如下内容：第9页共39页（1）编写使用说明书机械使用说明书是机械使用维护的指导性文件。它应该详细说明机械的使用条件、使用方法，特别是润滑、调试、保养等内容。（2）编制维修技术指南和维修技术标准维修性是有条件的，只有按机械本身特点采取最合理的修理工艺和方法才能取得最好的效果，维修技术指南则必须提供这方面的指导。维修技术标准则是为保证维修质量提供的依据，如配合间隙和位置精度的标准、某些组件的试验规范等。（3）制定维修备件储备指标这需要根据零件的不同使用寿命制定，如某些易损零件应随机配备；高等级保养或大修中需要更换的零件，维修仓库应有一定的储备。这些都需要根据消耗的概率制定出恰当的指标，使得当机械需要修理时，备件能及时得以供应，而同时又不致造成不必要的物质积压。19、什么叫磨损？机械零件常见的磨损类型有哪些?答：零件由于摩擦的结果而导致其表面物质不断损失的现象即为磨损。零件的磨损过程由于随摩擦形式、环境条件和表面接触状况的不同而有很大区别。按其表面物质损失的不同机理分为：粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损等。20、确定磨损极限的依据是什么?答：确定磨损极限的依据可参考下列情况：第10页共39页（1）配合件的工作条件急剧恶化，由于磨损而使伺隙增大，导致液体润滑的丧失。因此对应于液体润滑丧失的间隙，即是磨损极限的指标之一。（2）工作能力严重衰减或丧失。由于磨损，各种机械的润滑系统和液压系统的元件出现内部泄漏，引起压力降低、流量减小，当经过调整后仍达不到规定的指标；机床零件的磨损，引起振动增大，使机床精度降低，从而使产品质量达不到规定的要求等等。所有这些都标志着它的应有能力的丧失，因而也是确定磨损极限的依据。（3）由于零件磨损的结果，往往带来不良的经济后果。当这种情况发展到其产值低于或接近成．本时，就不宜再使用。即以不经济为前提作为确定磨损极限的依据之一。21、零件变形会产生哪些危害?答：机械设备由于工作条件的恶劣，经常满载或超负荷工作，一些零部件或构件产生变形是比较常见的。有些零件（如曲轴、丝杠、连杆等）由于其形状简单，变形产生的危害比较直观，变形的检查和矫正也比较简单，因此在修理中容易被重视。但像某些基础零件（如机床变速箱、溜板箱、车床导轨等）及传动部分等，其形状复杂，相互位置的精度、运动精度等要求较高，但测量检查及变形的校正均较困难。因此在修理