2022年机电设备故障诊断与维修技术 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章机械设备修理方式与修复技术本章重点内容:1、机械设备修理的主要方式,机械零件修理工艺规程拟定的过程和应留意的问题;2、机械修复技术 3、焊接修复技术 4、电镀、粘结、热喷涂和热喷焊修复技术 5、表面强化技术前言一、修理技术的意义:合理挑选修复方法对于提高修理质量、缩短修理周期、降低修理成本、延长设备使用 寿命具有重要意义;二、修复工艺的挑选:采纳何种修复工艺,必需依据企业的实际条件,从经济、质量和时间等方面综合考 虑;第一节机械设备修理方式一、修理的定义 修理是指爱护和修理所进行的全部工作,包括保养、修理、改装、返修、检查、状态 监控和防
2、腐蚀等;二、修理方式的进展趋势 排除故障修理 预防性方案修理 定期有方案检查的预防性方案修理;目前的趋势是 在状态监测基础上的 猜测修理 ;三、排除故障修理:1、定义:排除故障、复原机械设备功能的工作 2、作用:排除机械设备的精度、调整性故障、磨损性故障以及责任性故障;3、程序:保持现场进行症状分析检查设备并进行评定确定故障部位修理或更换零部件进行设备性能测定记录存档 四、方案修理 1、定期修理:依据故障发生的规律性定期进行检修 2、预防性方案修理主要包括项修、小修、大修和定期精度调整等(1)项修:是依据对设备进行检测与诊断的结果,或依据设备的实际技术状 态,对设备精度、性能达不到的工艺要求的
3、生产线及其他设备的 某些工程、部件按需要进行针对性的局部修理;(2)小修:是依据把握的磨损规律,跟换或修复在修理间隔期内失效或即将 失效的零件,并进行调整,以保证设备的正常工作才能;(3)大修:是为了全面复原长期适用的机械设备的精度、功能、指标而进行 的全面修理;(4)定期精度调整:是指对精、大、稀机床的几何精度定期进行调整,使其 达到(或接近)规定标准;五、按状态修理:随着状态检测技术的进展,在设备状态检测基础上进行的修理称为按状态维 修;按设备状态进行修理的方式已经被公认为是一种新的、高效的修理方式;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - -
4、- - - - - - 六、其他修理方式:1、定期有方案检查的修理 2、年检:年检也叫年度整套装置停产检修;这是国内为流程工艺普遍采纳的方 式;随着状态检测技术的应用,年检内容可以更有针对性,以降低修理费用、缩短检修工期;其次节机械零件修复技术概述一、机械零件修复要考虑的问题 1、修复费用应明显低于制造新件的成本;一般低成本易耗件不值得修复;对引进 设备的零件,如无备件,有时会不计成本采纳修复的方法来解决;2、修复件能否达到原件的尺寸精度、粗糙度、硬度、强度、刚度等技术要求或能 否满意使用要求;3、修复件的寿命至少能爱护生产中答应的一个修理间隔期,即属于中、小修范畴 的零件,修理后要能爱护一个
5、中、小修间隔期,属于大修范畴的零件,修理后 要能爱护一个大修间隔期;二、挑选修复技术应考虑的因素1、常用修复工艺对常用材料的适应性序修理工艺低中高合不灰铜铝碳碳碳金锈铸合号钢钢钢钢钢铁金1 镀铬+ + + - - + - - 2 低温镀铁+ + + + + + - - 3 气焊+ + + - 4 手工电弧堆焊+ + - + + - + - 5 埋弧堆焊+ + - + - - 6 振动堆焊+ + + + + - 7 钎焊+ + + + + + + - 8 金属喷涂+ + + + + + + + 9 粘接+ + + + + + + + 10 塑性变形+ + + + + + 11 金属扣合2、修复工
6、艺能达到的修补层厚度 各种零件由于磨损程度不同,要求的修复层厚度也不同;各种修复工艺能达到的修复层厚度不同;镀铬: 0.10.3mm 镀铁: 0.15mm 喷涂: 0.23mm 喷焊: 0.55mm 振动堆焊: 1 2. 5mm 埋弧堆焊:不限 3、考虑零件结构 对零件的损坏部位进行修复时,要综合分析零件的整体结构,特殊是损坏部位及接近 部位的结构;例如:将轴上螺纹加工成直径小一级的螺纹时,螺母旋入时是否会受到轴的尺寸的限名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 制,用镶套法修理孔时,孔壁厚度及接近孔的距离是否对该孔有影响
7、等;4、修复工艺对零件精度的影响 对精度要求高的零件,修复时要考虑所选工艺对零件的变形情形的影响;5、修复的经济性 不同的修复工艺,其修复成本、修复周期、修复后的使用周期、使用性能是不同的,挑选时仍要从经济的角度考虑;三、机械零件修理工艺规程的拟定:1、修复表面时,不仅要考虑怎样修,仍要留意爱护不修理表面的精度和材料的力 学性能不受影响;2、留意有些修复技术会引起零件的变形 3、零件修理加工时需预先修复定位基准或给出新的定位基准 4、留意支配提高疲惫强度的工艺措施和实行必要的探究检验等手段 5、修复高速运动的机械零件,应考虑支配平稳工序;四、主要修复工艺 机械修复法:修理尺寸法、镶装零件法、金
8、属扣合法、塑性变形法 焊接法:焊补法、堆焊法、钎焊法 喷涂法:火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂 电镀法:镀铬、低温镀铁 粘接法:粘接剂粘接、热熔粘接、溶剂粘接第三节机械修复技术一、定义:利用机械加工的方法将零件的磨损部位再次加工,或利用机械连接如螺纹连 接、键、铆、过盈联接等使磨损、断裂的零件得以修复的方法;二、特点:只需要一般的机械加工设备,不会产生热变形,适合各种损坏形式,但受到零 件结构强度、刚度的限制,被修件硬度高时难于加工;三、主要修复方法:1、修理尺寸法 2、镶装零件法 3、局部换修法 4、塑性变形法 5、金属扣合法 四、修理尺寸法 对某些协作尺寸,由于磨损等缘由使协作性质发生了变化
9、,导致零件失效,可 采纳切削加工或其它方法,复原主要零件磨损部分的外形精度、位置精度、表面 粗 糙度和其它技术要求,而与此相协作的另一个较简洁的零件就按相应的尺寸和原 有 的协作性质制作新件或进行修复;这个重新加工得到的尺寸称为修理尺寸;1、特点 由于是在原先的零件上进行机械加工,因此经济性好,质量稳固;但它降低了 零件的强度和刚度,而且仍需要更换或修复相配件,使零件的互换性复杂化;2、应用范畴 主要用来修复结构较复杂的零件,而与之相协作的另一个零件一般较简洁,如名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 轴颈、传动螺纹、键
10、槽、滑动导轨等;3、修理时的留意事项(1)修理后的强度、刚度、表面硬度和抗腐蚀性等性能仍应符合要求;(2)修理后要保证和原协作件之间的协作性质;(3)由于加工表面的性能已经确定,所以要挑选合适的加工方法;(4)为了尽量得到修理后零件的互换性,便于组织备件的生产和供应,尽量使 修理尺寸标准化;(5)对于有些零件,可将相互协作的两个零件都进行机械加工,然后用镶套的 方法达到原先的协作要求;五、镶装零件法 零件局部磨损后,在结构和强度答应的情形下,增加一个零件来补偿由于磨 损或修复而去掉的部分,复原原先的尺寸和精度;六、局部修换法 局部修换法是对零件的磨损或损耗部位采纳局部修理、调整换位或部分更换
11、等方法复原零件使用才能的一种方法;七、塑性变形法 利用金属材料的塑性变形性能,使零件在肯定的外力作用下将不工作部位的 部分材料转移到零件的磨损部位,复原零件的外形和尺寸;这种方法不仅转变零 件的外形,也转变材料的机械性能和组织结构;对于未经热处理的低碳钢零件或有色金属零件进行塑性变形修复时,可不加 热;对于中高碳钢零件或合金钢零件进行塑性变形修复时,要进行加热;对于淬 火零件进行塑性变形修复时,要经高温回火或退火;1. 墩粗法 利用压力机或手锤对零件施加压力,增加零件的外径,补偿零件外径的磨损 部分;主要用来修复有色金属套筒和柱型零件;对必需要保持内外径尺寸的零 件,可使用墩粗法补偿其中一项磨
12、损量后,再用别的修复方法来复原另一项尺 寸;假如对批量零件修复或零件有详细的外形要求可制作简易模具,以保证尺寸 要求;2、挤压法 利用压力将零件不需严格掌握尺寸部分的材料挤压到受损的部分,主要用来 修复筒形零件的内径;一般利用模具挤压零件的外径来缩小零件的内径,再进行 加工复原原先的尺寸;使用的设备一般用压力机,也可以用手锤;3、扩张法 扩张法和挤压法相像,不同的是修复时挤压零件的内径,扩大外形尺寸,补 偿磨损部分;主要用来修复外径磨损的套筒形零件;4. 热较直法 利用火焰对轴类零件弯曲变形的最高点部位加热膨胀,使零件的两端进一步 向下弯曲,冷却时,加热区产生较大的缩应力,使零件两端向上翘,超
13、过加热时 的弯曲度,超过部分就是热较直部分;热较直法常用来修复大型轴类零件的弯曲变形;加热常用氧乙炔火焰,自 然冷却;当弯曲量较大时,可分数次加热校直,不行一次加热过多,以免烧伤工 件表面;关键是弯曲的位置和方向要找正确,加热的火焰要和弯曲的方向一样,否就会显现扭曲或更多的弯曲;八、金属扣合法名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 利用金属材料制成的特殊联接件以机械方式将有裂纹或断裂的机件重新坚固 地联接成一体;特点是 :常温下操作,没有热变形,防止了应力集中,设备简洁,操作便利;主要用来修复大型铸件的裂纹或断裂的部位,
14、但对于8mm的薄壁铸件不宜采纳;1、强固扣合法 适用于修复壁厚为8 40mm 的具有一般强度要求的薄壁机件;其工艺过程是:先用钻或铣的方法在垂直于机件的裂纹或断裂面上,加工出肯定外形和尺寸的波形槽,再将外形和波形槽相吻合的波形键镶入槽中,铆击波形键,使波形键产生塑性变形布满波形槽,波形键的凸缘和波形槽相互扣合,将机件坚固地联接在一起;(1)波形键波形键的凸缘个数、每一个断裂部位安装的波形键数和波形槽的间距要依据机件的受力大小和壁厚来确定;一般波形键的凸缘个数为 5、7、9 个;材料常用1Cr18Ni9 或 1Cr18Ni9Ti 合金钢;高温工作的波形键,常用 Ni36 或 Ni42 制造;(2
15、)波形槽波形槽的深度 T 可依据机件壁厚 H来确定,一般取 T=(0.70.8 )H,并应大于波形键厚度,其它尺寸与波形键相同,留0.10.2mm 的间隙;为改善机件的受力状况,波形槽通常布置成一前一后或一长一短的形式,波形槽间的距离 据波形键宽 b 的 56 倍来确定;w 可根(3)扣合与铆击 将波形键镶入槽中,先铆击波形槽两端的凸缘,再向中间轮换对称铆击,最 后铆裂纹上的凸缘;凸缘部分铆紧后,再铆凸缘的连接部分,使波形键布满槽 腔;一般每层波形键铆低 0.5mm左右;2、强密扣合法 假如机件有密封要求,如需承担高压的气缸、高压容器等防渗漏的零件,应 采纳强密扣合法;它是在强固扣合法的基础上
16、,在两波形键之间的裂纹或断裂面的结合线上,加工一系列的缀缝栓孔,并且使后钻的栓孔切入以装好的波形键和缀缝栓,形成 一条密封的“ 金属纽带” ,防止流体受压渗漏;3、优级扣合法 主要用以修复在工作过程中要求承担高载荷的厚壁机件,如水压机横梁、轧钢机主架、辊筒等;假如单采纳波形键扣合,不能保证修复质量,因此必需 在垂直于裂纹或折断面上镶入钢制加强件,使载荷远离裂纹或折断处,分布到 更广的领域;4、热扣合法 将扣合件加热后放入机件损坏处已加工好的与扣合件相同的凹槽中,扣合 件冷却后收缩,将开裂的机件扣合锁紧;第四节 焊接修复法一、定义 :两种或两种以上材质(同种或异种), 通过加热或加压或二者并用,
17、 来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接;实质:将裂纹、断裂等受损的零件进行修补将耐磨、耐蚀的焊层堆焊在失效 零件表面;作用:这种方法对大部分金属零件由于磨损、断裂、裂纹、凹坑等引起的损名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 坏都能修复;二、优缺点:优点:结合强度高,焊接设备简洁、工艺成熟,不受零件尺寸的限制,成本低、效率高、敏捷性大;缺点:由于焊接温度高,易引起金相组织的变化并产生应力及变形,不易修复精 度较高、瘦长及较薄的零件,并且简洁产愤怒孔、夹渣、裂纹等缺陷;三、焊接方法:电弧焊 ,氩弧焊 ,CO2
18、 爱护焊 ,焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有 氧气 - 乙炔焊 , 激光焊接 , 电渣压力焊 等多种,塑料等非金属材料亦可进行焊 接;四、进展方向:将来的焊接工艺,一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,以进 一步提高焊接质量和安全牢靠性,如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等 焊接能源;运用电子技术和掌握技术,改善电弧的工艺性能,研制牢靠轻巧的电 弧跟踪方法;另一方面要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机实现程序掌握、数字控 制;研制从预备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机;在自动焊接 生产线上,推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人,可以提高焊接生产水 平,改善焊接卫
19、生安全条件;气 焊一、定义:利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源,熔化焊件和焊接材料 使之达到原子间结合的一种焊接方法;助燃气体主要为氧气,可燃气体主要采纳 乙炔、液化石油气等;二、氧乙炔气焊设备主要包括:氧气瓶、乙炔瓶(如采纳乙炔作为可燃气体)、减压器、焊枪、胶管等;由 于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体,所以该方法是全部 焊接方法中危急性最高的之一;三、优缺点 :优点:1. 2. 3.设备简洁、使用敏捷;对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性;在电力供应不足的地方需要焊接时,气焊可以发挥更大的作用;缺点:1. 生产效率较低;2. 焊接后工件变形和热影响区较大;3
20、. 较难实现自动化;四、适用范畴:火焰温度一般在 27003300之间,满意不同工件材料的焊接要求;它几 乎适合焊接全部的金属材料,特殊适合焊接厚度小于 6 毫 M 的薄件,对于铝、铝 合金、铜、铜合金,其工件厚度可以厚一些;(冰箱氟利昂管道的修理)名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 焊条电弧焊一、定义:焊条电弧焊是用手工操纵焊条,利用焊条和焊件间产生的电弧将焊条和焊件局部加热熔化进行焊接的电弧焊方法;种焊接方式;二、优缺点 :优点:1. 设备简洁爱护便利也常称手工电焊,它是目前应用最广的一2. 操作敏捷在空间任意位
21、置的焊缝,凡焊条能够达到的地方都能进行焊接;3. 应用范畴广 缺点:1. 对焊工要求高 2. 劳动条件差 3. 生产效率低 三、设备:焊条电弧焊所用的设备是电弧焊机,它结构简洁,主要包括弧焊电源和焊钳两部分;四、设备的使用技巧:1)检查接线是否正确,设备外壳必需接地,遇到焊工触电时,应先断电源再进行 抢救;2)推拉电源开关应戴好干燥手套,禁止面对开关,以免发生电弧火花而灼伤面 部;3)焊接电缆不准放在焊机邻近或炙热的金属焊缝上,也要防止碰撞和磨损;4)停止工作时应准时断电,户外工作时要遮盖好设备;五、适用场合:焊接多种金属材料及各种结构外形,能在各种位置进行焊接,操作便利;六、焊条挑选:焊条牌
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