机电设备诊断与维修复习汇总Word文档下载推荐.docx
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根据弹性力学,两滚动接触物体在距离表面下0.786b(b为平面接触区的半宽度)切应力最大。
该处塑性变形最剧烈,在周期性载荷作用下的反复变形使材料局部弱化,并在该处首先出现裂纹,在滑动摩擦力引起的切应力和法向载荷引起的切应力叠加作用下,使最大切应力从0.786b处向表面移动,形成滚滑疲劳磨损,剥落层深度一般为0.2~0.4㎜。
腐蚀磨损产生的机理:
分为氧化磨损和特殊介质下的腐蚀磨损。
氧化磨损产生的机理:
除金、铂等少数金属外,大多数金属表面都被氧化膜覆盖着。
若在摩擦过程中,氧化膜被磨掉,摩擦表面与氧化介质反映速度很快,立即又形成新的氧化膜,然后又被磨掉。
特殊介质下的腐蚀磨损产生的机理:
它是摩擦副金属材料与酸、碱、盐等介质作用生成的各种化合物,在摩擦过程中不断被除去的磨损过程,其机理与氧化磨损产生的机理相似,但磨损速率较高。
微动磨损产生的机理:
由于微动磨损集中在局部范围内,同时两摩擦表面永远不脱离接触,磨损产物不易往外排除,磨屑在摩擦面起着磨料的作用。
又因摩擦表面之间的压力使表面凸起部分粘着,粘着处被外界小振幅引起的摆动所剪切,剪切处表面又被氧化,故兼有粘着磨损和氧化磨损的作用。
因此,微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损形式。
2.金属零件腐蚀损伤的形式有哪几种?
如何防止和减轻机械设备中零件的腐蚀?
化学腐蚀、电化学腐蚀2类。
1)正确选材
根据环境介质和使用条件,选择合适的耐腐蚀材料,如含有镍、铬、铝、硅、钛等元素的合金钢;
在条件许可的情况下,尽量选用尼龙、塑料、陶瓷等材料。
2)合理设计
在设计结构时,应尽量使整个部位的所有条件均匀一致,做到结构合理、外形简化、表面粗糙度合适。
3)覆盖保护层
在金属表面上覆盖一层不同的材料,改变表面结构,使金属与介质隔离开来,以防止腐蚀。
常用的覆盖材料有金属或合金、非金属保护层和化学保护层等。
4)电化学保护
电化学保护包括阴极保护法和阳极保护法。
阴极保护法,主要是在被保护金属表面通以阴极直流电流,消除或减少被保护金属表面的腐蚀电池作用。
阳极保护法,主要是在被保护金属表面通以阳极直流电流,使其金属表面生成钝化膜,从而增大了腐蚀过程的阻力。
此外,可用一个比零件材料的化学性能更活泼的金属铆接到零件上,形成一个腐蚀电池,零件作为阴极,不会发生腐蚀。
5)添加缓蚀剂
按化学性质,缓蚀剂有无机和有机两种。
如重铬酸钾、硝酸钠、亚硫酸钠等无机类,能在金属表面形成保护,使金属与介质隔开;
胺盐、琼脂、动物胶、生物碱等有机化合物,能吸附在金属表面上,使金属溶解和还原反应都受到抑制,从而减轻金属腐蚀。
6)改变环境条件
将环境中的腐蚀介质去除,以减少其腐蚀作用。
如采用通风、除湿、去除二氧化硫气体等。
对常用的金属材料来说,把相对湿度控制在临界湿度(50%—70%)以下,可显著减缓大气腐蚀。
在酸洗车间和电解车间里,合理设计地面坡度和排水沟,做好地面防腐蚀隔离层,来防止酸液渗透地面而使其凸起,以免损坏贮槽及机械基础。
3.对于机械设备中零件的变形,应从哪些方面进行控制?
应从设计、加工、修理和使用4个方面进行控制。
在设计方面:
不仅要考虑零件的强度,还要重视零件的刚度和制造、装配、使用、拆卸、修理等问题。
在设计中应注意应用新技术、新工艺和新材料,减少制造时的内应力和变形。
在加工方面:
在加工中,要采取一系列工艺措施来防止和减少变形。
对毛坯要进行时效以消除其残余内应力;
对高精度零件,在精加工过程中必须安排人工时效;
在制定零件机械加工工艺中,均要在工序、工步安排上、工艺装备和操作上采取减小变形的工艺措施;
在加工和修理中,要减少基准的转换,保留加工基准留给修理时使用,减少维修加工中因基准不一而造成的误差。
注意预留加工余量、调整加工尺寸和预加变形,这对于经过热处理的零件来说非常必要。
也可以预加应力或控制应力的产生和变化,使最终变形量符合要求,达到减少变形的目的。
在修理方法:
在修理中,应制定出与变形有关的标准和修理规范;
设计简单可靠、好用的专用量具和工夹具;
推广新的修复技术,如刷镀、粘接等,用来代替传统的焊接,尽量减少零件在修理中产生的应力和变形。
在使用方法:
加强设备管理,制定并严格执行操作规程,不超负荷运行,避免局部超载或过热,加强机械设备的检查和维护。
第二章机械设备状态监测与故障诊断技术
1.设备振动状态的判别常用哪几类标准?
各种判别标准如何配合使用?
一般分为绝对判断标准、相对判断标准、类比判断标准三大类。
绝对判断标准是在规定的检测方法基础上制定的标准,因此必须注意适用的频率范围,并且必须按规定的方法进行振动检测。
适用于所有设备的绝对判断标准是不存在的,因此一般都是兼用绝对判断标准、相对判断标准和类比判断标准,这样才能获得准确、可靠的诊断结果。
2.如何区分机器的转子的不平衡故障和不对中故障?
1)造成机器转子不平衡的主要原因是:
是材质不匀、制造安装误差、孔位置有缺陷、孔的内径偏心、偏磨损、杂质沉积、转子零部件脱落、腐蚀等。
这些原因引起转子中心惯性主轴往往会偏离其旋转轴线,造成转子不平衡。
2)造成机器转子不对中的主要原因是:
主要是安装误差。
在安装时应保证良好的对中,即连接的转子中心线为一条连续的直线,并且轴承标高应能适应转子轴心曲线运转的要求,否则转子轴线会产生不对中。
3.常规无损检测方法有哪几种?
简述这些方法各应用范围。
常规无损检测方法有:
超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等。
超声检测应用的范围:
既可用于锻件、棒材、板材、管材以及焊缝等检测,又可用于厚度、硬度以及材料的弹性模量和晶粒度等的检测。
射线检测应用的范围:
几乎适用于所有的材料,检测结果(照相底片)可永久保存。
但从检测结果很难辨别缺陷的深度,要求在被检试件的两面都能操作,对厚的试件暴光时间需要很长。
磁粉检测应用的范围:
适用于检测钢铁材料的裂纹等表面缺陷。
渗透检测应用的范围:
检测一般不受试件材料的种类及其外形轮廓的限制。
涡流检测应用的范围:
适用于由钢铁、有色金属以及石墨等导电材料所制成的试件,而不适用于玻璃、石头和合成树脂等非导电材料的检测。
4.红外测温的基本原理
红外测温的基本原理就是斯忒藩—玻尔滋曼定律。
斯忒藩—玻尔滋曼定律指出:
绝对黑体的全部波长范围的全辐射能与热力学温度的四次方成正比。
其数学表达式为:
E0(T)=σT4
对于非黑体,可表示为
E(T)=εσT4
式中E—单位面积辐射的能量,单位为W/m2
σ—斯忒藩—玻尔滋曼常数,σ=5.67×
10-8W/(m2·
K4)
T—热力学温度,单位为K
ε—比辐射率(非黑体辐射度/黑体辐射度)
ε=1的物体为黑体。
黑体能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射,热辐射能力比其它物体都强。
一般物体不能把投射到它表面的辐射功率全部吸收,发射热辐射的能力也小于黑体,即ε<
1。
但一般物体的辐射强度与热力学温度的四次方成正比,所以物体辐射强度随温度升高而显著地增加。
斯忒藩—玻尔滋曼定律告诉我们:
物体的温度越高,辐射强度就越大。
只要知道了物体的温度及其比辐射率,就可算出它所发射的辐射功率;
反之,如果测出了物体所发射的辐射强度,就可以算出它的温度,这就是红外测温的基本原理
第三章机械零件修复技术
1.为了保证焊接质量,碳钢零件补焊时应采取哪些技术措施?
为了保证焊接质量,碳钢零件补焊时应从两方面考虑:
1)低碳钢零件:
低碳钢零件由于可焊性良好,补焊时一般不需要采取特殊的工艺措施;
2)中、高碳钢零件:
中、高碳钢零件由于含碳量的增高,焊接接头处容易产生焊缝内的热裂纹、热影响区内由于冷却速度快而产生低塑性淬硬组织引起的冷裂纹、焊缝根部主要由于氢的渗入而引起的氢致裂纹等。
补焊时可采取以下措施:
1焊前预热。
中碳钢零件焊接的预热温度一般约为150~250℃,高碳钢零件焊接的预热温度一般约为250~350℃。
某些在常温下保持奥氏体组织的钢(如,高锰钢)无淬硬情况可不预热。
2选用多层焊。
多层焊的优点是前层焊缝受后层焊缝热循环作用使晶粒细化,改善性能。
3焊后热处理。
可消除焊接部位的残余应力,改善焊接接头的韧性和塑性,同时加强扩散的氢的逸出,减少延迟裂纹的产生。
一般,中、高碳钢焊接后先采取缓冷措施,再进行高温回火,推荐温度为:
600~650℃
4尽可能选用低氢焊条以增强焊缝的抗裂性能。
5加强焊接区的清理工作,彻底清除油、水、锈,以及可能进入焊缝的任何氢的来源。
6设法减少母材溶入焊缝的比例。
2.热喷涂技术与喷焊技术的区别是什么?
由此引起的性能和用途有何区别?
(一)技术区别方面
热喷涂技术:
利用氧乙炔火焰、或者电弧等热源,将喷涂材料(呈粉末状或丝材状)加热到熔融状态,在氧乙炔火焰、或者压缩空气等高速气流推动下,喷涂材料被雾化并被加速喷射到制备好的工件表面上。
喷涂材料呈圆形雾化颗粒喷射到工件表面即受阻变形成为扁平状。
最先喷射到工件表面的颗粒与工件表面的凹凸不平处产生机械咬合,随后喷射来的颗粒打在先前到达工件表面的颗粒上,也同时变形并与先前到达的颗粒相互咬合,形成机械结合。
这样,大量的喷涂材料颗粒在工件表面相互挤嵌堆积,就形成了喷涂层。
喷焊技术:
对预热的自熔性合金粉末喷涂层再加热,使喷涂层颗粒熔化(约1000~1300℃),造渣上浮到涂层表面,生成的硼化物和硅化物弥散在涂层中,使颗粒间和基体表面润湿达到良好粘接,最终,质地致密的金属结晶组织与基体形成约0.05~0.1mm的冶金结合层——喷焊层。
喷焊层与基体结合强度约为400Mpa,它的耐磨、耐腐蚀、抗冲击性能都较好。
(二)性能和用途区别方面
性能方面:
热喷涂技术的特点为:
适用范围广、工艺灵活、喷涂层减磨性能良好、工件受热影响小、生产率高;
缺点为:
喷涂层与工件基体结合强度较低,不能承受交变载荷和冲击载荷;
工件表面粗糙化处理会降低零件的刚性;
涂层质量靠严格实施工艺来保证,涂层质量尚无有效的检测方法;
与热喷涂技术产生的喷涂层相比,喷焊技术产生的喷焊层,组织致密,耐磨,耐腐蚀,与基体结合强度高,可承受冲击载荷。
用途方面:
喷焊技术适用于承受冲击载荷、要求表面硬度高、耐磨性好的磨损零件的修复,例如混砂机叶片、破碎机齿板。
挖掘机铲斗齿等;
而热喷涂技术适用范围较广:
涂层材料可以是金属、非金属(如,聚乙烯、尼龙等工程塑料,金属氧化物、碳化物、硼化物、硅化物等陶瓷材料)以及复合材料,被喷涂工件也可以是金属和非金属材料。
正因为如此,表面具有各种涂层材料,使表面具有各种功能,如耐蚀性、耐磨性、耐高温性等。
3.电刷镀与槽镀的基本原理是什么?
两者有何异同?
槽镀的基本原理:
槽镀是一种电化学沉积过程,其基本原理图如下图。
图中被镀零件为阴极,与直流电源的负极相连,金属阳极与直流电源的正极连接,阳极与阴极均浸入镀液中。
当在阴极与阳极间施加一定电位时,则在阴极发生如下反应:
从镀液内部扩散到电极和镀液界面的金属离子Mn+从阴极上获得n个电子,被还原成金属M,即
Mn++ne→M
另一方面,在阳极界面上发生金属的溶解,释放n个电子生成金属离子Mn+
M-ne→Mn+
上述电极反应是电镀反应中最基本的反应。
由于电子直接参加化学反应,称为电化学反应。
通过基本原理可以看出,电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下,经电极反应还原成金属离子并在阴极上进行金属沉积的过程。
完成金属的电沉积过程必须经过3个步骤:
1)液相传质液相传质是指镀液中的水化金属离子或铬离子从溶液内部向阴极界面迁移,到达阴极的双电层溶液一侧。
液相传质有3种方式,即电迁移、对流和扩散;
2)电化学反应水化金属离子或铬离子通过双电层,并去掉它周围的水化分子或配位体层,从阴极上得到电子生成金属原子;
3)电结晶金属原子沿金属表面扩散到达结晶生长点,以金属原子态排列在晶格内,形成镀层。
以上三步是同时进行的。
电刷镀的基本原理:
电刷镀与槽镀一样,也是一种电化学沉积过程,其基本原理图如下图。
将表面处理好的工件与刷镀电源的负极相连,作为电刷镀的阴极,将镀笔与电源的正极相连,作为电刷镀的阳极。
电镀时,用棉花和针织套包套的镀笔浸满电刷镀液,镀笔以一定的相对运动速度在被镀零件表面上移动,并保持适当的压力。
于是,在镀笔与被镀零件接触的那些部分,电刷镀镀液中的金属离子在电场力的作用下扩散到零件表面,在表面获得电子被还原成金属原子,这些金属原子沉积结晶就形成了刷镀层。
随着镀笔在零件表面不断移动,镀层逐渐增厚,直至达到需要的厚度。
4.简述粘接的基本原理。
应从以下几个方面进行回答:
粘接的基本原理有几种公认的理论,它们是:
机械理论、吸附理论、扩散理论、化学键理论、静电理论等5种。
机械理论:
认为被粘物表面都有一定的微观不平度,胶粘剂渗透到这些凹凸不平的沟痕和孔隙中,固化后便形成无数微小的“销钉”,在界面区产生了啮合力。
吸附理论:
认为粘接是在表面上产生类似吸附现象的过程。
胶粘剂中的有机大分子通过链段与分子链的运动逐渐向被粘物表面迁移,极性基团靠近,当距离小于0.5nm时,能够相互吸引,产生分子间力和氢键形成粘接。
扩散理论:
认为分子或链段的热运动(微布朗运动)产生了胶粘剂和被粘物分子之间的相互扩散,由于扩散,胶粘剂和被粘物中间的界面逐渐消失,相互“交织”而牢固地结合。
化学键理论:
认为胶粘剂和被粘物表面产生化学反应而在界面上形成化学键结合,因为化学键比分子间力要大1~2个数量级,所以能获得高强度的牢固粘接。
静电理论:
认为胶粘剂和被粘物之间存在双层电层,由于静电的相互吸引而产生粘接力。
第四章电气设备维修
1.测量绝缘电阻使用什么仪器?
设备的绝缘电阻取何时的测量读数?
为什么?
测量绝缘电阻使用兆欧表进行。
设备的绝缘电阻取1min时的绝缘电阻值。
因为电气设备的绝缘常常是由多种材料组成,即使是同一介质制成的绝缘,也会在制造和运行中发生电性能的变化,因此介质是不均匀的。
不均匀的介质在直流电压的作用下,其中流过的电流会逐渐下降,经过1min左右后趋于稳定,而电流的这种变化会带来绝缘电阻的变化。
2.当变压器着火时,应如何处理?
变压器着火是一种严重的故障。
首先应变压器两侧的断路器断开,若因故不能断开时,应立即手动拉开断路器,并拉开隔离开关,有强制送风的风扇也应该停止。
然后用消防设备灭火,灭火应采用不导电的灭火器(如二氧化磷、四绿化磷、3211、干粉等)和黄砂。
带电灭火时,严禁使用导电的灭火剂(如喷射水流、泡沫灭火器等),以防发生触电危险。
如果油在变压器盖上燃烧,由于储油柜油压作用而流油,应从故障变压器的一个油门把油面放低一些,最好向变压器外壳胶水浇水,使油冷却。
当变压器铁壳爆炸时,必须迅速放出全部变压器油,引入到贮油坑或封闭沟内。
3.自动空气开关定期维护检修内容有哪些?
1)触点的检修
首先应清楚触点表面的氧化膜和杂质,可以用小刀轻刮,也可用纱布擦试。
注意镀银的接触表面只能用干净的抹布擦试,以免损坏银层。
若触点表面积聚了灰尘,可用吹风机吹掉或刷子刷掉。
触点表面若积聚油垢,可用汽油清洗干净。
被电弧烧出毛刺的触点表面,可用细锉仔细锉平凸出麻点,并要注意保持接触表面的形状和原来一样。
然后检查触点的压力,若压力不符合制造厂的规定,可更换失效或损坏的弹簧。
调整三相触点位置,保证三相同时闭合。
2)操作机构的检修
自动空气开关在操作过程中,经常会出现合不上或断不开的毛病,遇到这种情况时,可检查操作机构各部件有无卡涩、磨损,持勾和弹簧有无损坏,各部分间隙是否符合规定的数值。
各机构的转动部分应定期涂上润滑油。
每次检修之后,应做几次传动试验,看是否正常。
4.电动机运行时的常见故障有哪些?
1)通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。
2)通电后电动机不转,然后熔丝熔断。
3)通电后电动机不转,但发出低沉的“嗡嗡”声。
4)电动机起动困难,带负载运行时转速低于额定值。
5)电动机空载或负载时,电流表指针来回摆动。
6)运行中电动机,回路电流正常,但升温超过规定值。
7)电动机运行时响声不正常,有异响。
8)运行中电动机振动较大。
9)运行中电动机过热甚至冒烟,有焦臭味。
第五章机械设备的大修
1.什么是设备大修?
它包括哪些内容?
就是将设备全部或大部分解体,修复基础件,更换或修复机械零件、电器零件,调整修理电气系统,整机装配和调试,以达到全面清除大修前存在的缺陷,恢复规定的性能与精度。
设备大修内容一般为:
1)对设备的全部或大部分部件解体检查。
2)编制大修理技术文件,并作好备件、材料、工检具、技术资料等各方面准备。
3)修复基础件。
4)更换或修复零件。
5)修理电气系统。
6)更换或修复附件。
7)整机装配,并调试达到大修理质量标准。
8)翻新外观。
9)整机验收。
10)对多发性故障部件,可改进设计来提高其可靠性;
对落后的局部结构设计、不当的材料使用、落后的控制方式等,视情进行改造;
按照产品工艺要求,在不改变整机的结构情况下,局部提高个别主要部件的精度
2.设备大修前的准备工作内容
设备大修前的准备工作内容有5个方面。
1)预检;
2)分析制订修理方案。
3)编制大修技术文件。
4)备件、材料、专用工检具的准备。
5)编制大修作业计划。
设备预检的目的
为了全面深入了解设备技术状况劣化的具体情况,在大修前安排的停机检查,称为设备的预检。
其目的是:
通过设备的预检来验证事先预测的设备的劣化部位及程度,并注意发现事先未预测到的问题,从而达到全面深入了解设备的实际技术状态,结合已经掌握的设备技术状态劣化规律,作为制订修理方案的依据。
编制机械设备大修技术文件
1)编制修理技术任务书。
2)编制修换件明细表。
3)编制材料明细表。
4)编制修理工艺
5)大修质量标准。
在实际工作中,应按大修作业计划进行,并同时做好作业调度、作业质量控制、竣工验收等主要管理工作。
3.装配时要达到装配精度有哪些方法?
这些方法的定义、优缺点、应用场合各是什么?
获得机械设备装配精度的装配方法有:
完全互换法、部分互换法、选配法、修配法和调整法等。
在机械设备的大修中,修理装配时常用的方法是:
完全互换法、修配法和调整法。
1)完全互换法
定义:
完全互换法装配是指无需任何选择、修理或调整,使用合格的零件就能装配成符合精度要求的机械设备。
优缺点:
这种装配方法简单,备件易供应,既能保证装配质量,又可提高生产率。
应用场合:
①按设备原设计结构的特点,分析到原有尺寸链是完全互换法解算的,如各种典型的变速箱传动零件,装配前应按原设计的尺寸和精度加工制造。
②在修理过程中需要更换的零件,它的结构参数已经标准化,如齿轮、蜗轮、花键轴、螺纹零件等,装配前按原设计尺寸和精度购买备件或加工制造。
③标准件、外购件及需外协件的零件,为保证完全互换,需要制造时按标准尺寸和公差加工。
2)修配法
是把零件的尺寸公差放大制造,使零件装配时能够有一定的返修余量,经过个别零件的修配加工,最后达到所要求的装配精度。
这种装配方法能够最大程度地放宽尺寸链零件的加工公差,而且可以保证所规定的装配精度,特别是对装配精度要求高的多环尺寸链更为有利。
但是它的装配质量很大程度取决于装配人员的技术水平,还有装配的每套零件都不能呼唤。
修配法最大缺点是装配时要进行修配加工,增加了装配劳动量。
适用于单件小批量装配和维修作业,或者加工尺寸精度不易达到而必须通过修配的方法才能保证其装配精度的情况。
3)调整法
是将补偿移动一定的距离或者装入一个具有补偿量的补偿零件来实现误差的补偿。
调整法和修配法在本质上和应用尺寸链基本原理上是相同的,主要区别在于调整法是不修掉金属层来补偿误差。
不仅可以保证达到装配精度,而且可以实现对机器磨损的补偿。
当机器使用相当时间以后,可以重新调整或更换补偿件使其恢复原有的精度。
调整法可以克服这一缺点。
调整法一般有可动调整法和固定调整法两种。
而在可动调整法中又分为:
自动调整法和定期调整法。
自动调整法适用于外圆磨床中主轴轴瓦、某些消除丝杠螺母间隙的机构中的重锤等。
定期调整法适用于螺纹调整补偿件、斜面调整补偿件、长孔调整补偿件、偏心调整补偿件等。
固定调整法经常选用简单的易加工的垫片来进行补偿,也叫“补偿垫片法”。
齿轮轴装配中经常用到。
4.GB/T4020-1997中规定对卧式车床几项几何精度的检验项目是:
1)纵向导轨在垂直平面内直线度的检验;
2)横向导轨的平行度的检验;
3)溜板箱移动在水平面内直线度的检验;
4)主轴锥孔轴线的径向圆跳动的检验;
5)主轴定心轴颈径向圆跳动的检验;
6)主轴轴向窜动的检验;
7)主轴轴肩支撑面的端面圆跳动的检验;
8)主轴轴线对溜板移动的平行度的检验;
9)主轴箱主轴轴线和尾座顶尖的等高度的检验。
第六章典型设备的修理
1.机床导轨的修复有哪些主要方法?
各适用于什么情况?
机床导轨是机床中非常重要的导向部件,由于磨损会造成导向精度下降,这直接影响到零件的加工精度,为此常采用相应的修复措
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