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机电设备维护与管理主编:黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章机电设备管理概述第十二章设备管理的基础工作第十三章设备的资产管理第十四章设备使用期的日常管理第十五章设备检修管理第一章设备维修管理概述上篇机电设备维修第一节设备及设备管理一、设备及特点
设备是指可供企业在生产中长期使用、单位价值在规定限额以上,并在反复使用中基本保持原有实物形态和功能的物质资料,为生产经营服务的机器、动力装置、仪器仪表等的总称。
生产企业中的设备具如下特征:
(1)机器设备是现代企业进行生产活动的物质技术基础,也是企业生产力发展水平与企业现代化程度的主要标志。(2)设备是企业固定资产的主体。(3)机器设备涉及企业生产经营活动的全局。(4)提高设备的技术水平是企业技术进步的一项主要内容。由于整个社会生产过程包含了许多领域、行业和专业,各种产品的生产过程离不开专门的生产设备,因此,设备种类繁多。本课程内容只涉及常用的机电设备,包括一些常用的特种设备的使用与维护。
设备的特点:(1)大型化指设备的容量、规模和综合能力越来越大。(2)高速化设备的运转速度、运行效率、控制数字系统的运算速度加快,也包括化学反应速度的加快。(3)精密化设备的精密化决定了零件使用性能的加工精度和表面质量要求逐步提高。(4)电子电气化由于微电子科学与技术、自动控制、计算机技术、电气技术、电器元件的快速发展,新技术已经在机器设备中集中使用,已经引起了设备装备的巨大变革。(5)自动化自动化不仅可以实现各种生产工序与生产工艺的自动进行,还能实现对产品的自动控制、整理、包装、设备工作实时状态的检测、监测、报警等处理。
二、设备维护管理及特点
1.设备维护管理设备管理,就是围绕设备开展的一系列组织工作的总称。原则就是围绕提高经济效益中心,以争取良好的设备投资效益为目的,依靠技术进步、保证设备正常安全运行,坚持预防为主的管理思路,坚持维护保养与计划检修相结合、坚持修理制造与更新改造相结合、坚持专业人员管理与全员管理相结合、坚持技术管理与经济管理相结合的原则,实现设备的全过程综合管理。具体的说,设备管理也就是根据企业的生产经营方针,从设备的调研开始,对主要生产设备的规划、设计、制造、选购、安装、调试、维修、改造、更新到报废的全过程,或者称为是设备一生的全过程管理,还包括一系列的技术、经济和组织活动的各个方面。设备管理又称为设备工程,是以提高设备的综合效率,追求设备寿命周期费用经济性,实现企业生产经营目标为目的,运用现代科学技术与条件、管理理论与方法,对设备周期寿命包括从规划调研、可行性分析、决策、设计制造或采购、安装调试、使用维护、维修改进、更新改造到报废的整个过程,涉及到技术、经济、管理等多方面的综合研究与管理。
今天所说的设备管理,是指以设备为研究对象,追求设备综合效率与寿命周期费用的经济性,应用一系列理论、方法,通过一系列技术、经济、组织措施,对设备的物质运动和价值运动进行全过程的科学管理。设备有两种形态即实物形态和价值形态;设备管理也有两种方式,即设备的实物形态管理和设备的价值形态管理。所谓的设备的实物形态管理,就是设备从规划设置直至报废的全过程即为设备实物形态运动过程;所谓的设备的价值形态管理,就是在整个设备寿命周期内包含的最初投资、使用费用、维修费用的支出,折旧、技术改造、更新资金的筹措与支出等,构成了设备价值形态运动过程。2.设备管理的特点(1)系统理论的应用系统是由特定功能的、相互作用与依赖的许多因素构成的整体,设备管理的因素很多,涉及面很广,在企业管理中,设备管理就是一项系统工程。(2)设备管理进入到全员维修阶段(3)维修的专业化与协作化(4)设备管理的信息化(5)设备的可靠性、维修性管理(6)加快设备更新改造(7)节能、环保、职业安全卫生成为重要环节
三、设备管理的内容(1)设备的添置调研。(2)设备选择和评价依据技术上先进、经济上合理、生产及工艺上可行的原则,正确合理选择设备,综合进行技术、经济的论证,确定最佳方案。(3)设备的使用针对设备特点,合理协调安排生产任务,正确指导使用设备,产品生产必须符合设备的性能要求,制定企业设备管理制度,正确使用设备。设备安全是设备使用中的重要内容。(4)设备保养与维修此在企业设备管理中内容多,任务重,具体有设备的定期检查、维护保养、修理计划制定;组织或指导日常维护维修,设备使用备件备品库存及供应商的管理。
四、设备管理的地位(1)设备管理是有序生产的条件(2)设备管理是提高经济效益的重要保证(3)设备管理是保证产品质量的前提(4)设备管理对技术进步有促进作用
五、设备管理的涉及面(1)技术方面设备是由机、电、液、仪表、传感、控制等构成的满足一定功能的整体,对设备管理,必然涉及技术方面。主要涉及的技术有:
①技术设计与制造技术;
②设备故障诊断技术与状态检测维修技术;
③设备的维护保养、中修、大修、改造技术;主要是围绕提高设备运行的可靠性,如采用为修行设计、改善性维修,达到五维修设计。
(2)经济方面经济方面是对设备运行价值的量化考核,是设备使用成本与效益的控制。主要涉及的因素有:
①设备规划、调研、决策、购置过程;
②设备使用成本包括能源消耗、人工劳动成本、日常维护保养成本等评价;
③设备的中修、大修、改造、更新的经济性评价;
④设备折旧比例的合理确定。经济方面的要点是建立设备周期寿命的经济费用成本评价。
(3)管理方面管理方面就是采取有效的管理措施,制定管理制度,主要包括的因素有:
①设备运行过程各种状态的信息管理系统;
②设备日常维护维修保养管理系统;
③设备模具夹具等易损件及备件消耗管理系统;
④设备报废、规划投资与采购管理系统。管理方面的要点就是建立设备一生的管理信息系统,为企业管理服务。
六、设备管理的职责设备管理是贯穿于设备一生的管理,在企业管理中占重要的地位,基本职责有:(1)负责企业的设备资产管理,使其保持安全、稳定、正常、高效的运转,以保证生产的需要。(2)负责企业的动力等公用工程系统的运转,保证生产的电力供应、循环用水、压缩空气等能源的需要。(3)制定正确使用设备、安全使用设备的基本管理制度。(4)制定设备维修和技术改造更新计划,确定设备资产的管理制度。(5)负责企业生产设备的维护、检查、监测、分析、维修工作,合理控制维修费用,保持设备的可靠性,充分发挥其技术效能,产生经济效益。
七、设备管理的特点设备管理是企业管理的一个方面,在企业管理中具有重要的地位,特点非常显著。(1)技术性(2)综合性
①现代设备包含了多种专门技术知识,是多门科学技术的综合应用。
②设备管理的内容是工程技术、经济财务、组织管理三者的综合。
③为获得设备的最佳经济效益,必须实行全过程管理,是对设备生命周期各阶段管理的综合。
④设备管理涉及物资准备、设计制造、计划调度、劳动组织、质量控制、经济核算等许多方面的业务,汇集了企业多项专业管理的内容。(3)随机性(4)全员性
八、设备维修(1)提高设备完好率,保持并恢复设备精度,延长设备的使用寿命。(2)降低设备的故障率,保证企业生产的合理有效开展。(3)提高设备利用率,充分发挥设备的有效能力。(4)降低维修成本,减少停工损失和维修费用;降低能源消耗,提高劳动生产率。(5)提高产品加工的质量,减少废品损失;(6)符合环境保护和职业安全卫生的要求。
第二节国内外设备管理发展历史一、设备维修管理发展过程1.第一阶段19世纪初,为初始阶段,设备维修由操作人员兼任维修,修理成本低。在此阶段,由于设备基本简单、独立的单台设备,没有复杂的生产线,设备维修基本是事后维修,也就是不坏不修,坏了再修,停机时间长。是为第一个阶段。2.第二阶段1923年,原苏联改变了原来的事后维修制度,提出了设备定期修理的办法,建立了一套计划预修的理论与制度,开始逐步在机械工业和化学工业企业推行。至1967年,前苏联在全国形成了统一的计划预修制度。特点是计划维修和预防维修3.第三阶段上世纪60年代后期,有些国家提出了对设备一生的综合管理概念,是设备管理进入第三阶段阶段。特点:(1)设备的大型化、智能化(2)效益追求高(3)现代化设备的社会化程度高
二、国内发展过程1、初级阶段(1949年~1958年)经过几年的实践运用,培养出大量的设备管理工程师和维修技术工人,建立健全了设备管理组织,为我国设备管理工作建立了基础。2、曲折阶段(1958年~1976年)我国的大跃进时期,不按照客观规律办事,设备和设备管理被破坏,设备质量下降,设备配套能力下降。三年调整时期,国民经济也逐步提高,企业的设备管理工作在原来的基础上,有所创新。①设备管理方针和原则是“以预防为主,防护与计划检修并重”,“专业维修与群众管理结合”。②创立了“三级保养大修制”,“三好四会”,“润滑五定”,“对事故三不放过”等制度。③建立了专业维修工厂。④开展行业专业性、地区性的设备管理活动,经常性举行设备管理研讨与交流,提高了设备管理经验。我国是20世纪50年代开始尝试计划预修制。1963年,我国有了实用性很强的《机修手册》。
3、振兴阶段(1977年~)1987年7月国务院发布的《设备管理条例》,条例中明确规定了我国设备管理工作的基本方针、政策、主要任务和要求。《设备管理条例》的特点主要表现在:
①《设备管理条例》是适应我国四化建设和企业管理现代化的要求,把现代设备管理的理论和方法与本国具体实践相结合的产物。②《设备管理条例》针对我国设备管理的共性问题,作了原则性的规定,而具体的管理办法则由各行业、省市企业再按照实际情况自行决定。③改变了过去以修理为主的模式,确定了修理与改造、更新相结合的做法。企业开始重视设备的更新改造投入。④初步建立了设备预防维修制度。⑤确立了方针。
⑥确立了基本原则。至现在,有些单位按照GB/T19001—2008的标准,制定了《企业设备管理标准》,20世纪80年代,国务院颁布了《设备管理条例》,并大力推广日本的TPM(全员维修),英国的设备综合工程学。
三、传统设备管理的局限性1、传统的设备管理主要集中在设备维修阶段2、传统的设备管理信息交流不够3、传统的设备管理没有与经济管理结合4、传统的设备管理偏重技术管理5、传统的设备管理没有体现一生管理6、传统的设备管理只局限维修部分
第三节国外设备管理的典型方式一、英国设备综合工程学1974年,英国工商部下了定义:为了追求经济的寿命周期费用,对有形资产的有关工程技术、管理、财务及其业务工作进行综合研究的学科。具体地讲,关于设备、机器、装备、建筑物、构筑物的规划和设计的可靠性和维修性。包含了5个特点:1、以寿命周期费用量化评价设备管理2、综合工程学针对工程与管理的研究3、综合工程学是对设备可靠性和维修性设计研究4、综合工程学将设备管理的范围扩展到设备的一生5、综合工程学注重信息沟通二、美国的后勤学1、后勤学概述2、后勤学内容
后勤学是系统或设备的规划、设计、试验和评价、制造和评价、用户使用和评价、退役更新等各个阶段加以研究和实施的后勤保障。各个阶段的基本内容见表1-1所示。
表1-1后勤学的基本内容
阶段主要内容1、概念设计1、确定需要和可行性分析,提出装备的特定任务,市场分析,可行性研究。2、确定装备的功能要求、主要参数、有效度和设备寿命周期费用。3、维修原则、可靠性、维修性、维修设施、人员配备、零件供应。2、初步设计1、完成各种功能要求的分析,多方案的最佳选择。2、完成可靠性、维修性、后勤保证分配到各个主要组成部件。3、后勤保障方案的选定。3、详细设计1、完成装备的详细设计。2、后勤保障分析,研究修用设备、备件供应、人员培训、技术资料。3、通过对装备设计方案的全面评价和审定,进行技术设计。4、制造或构筑1、制造、安装、调试、验收基本设备和辅助设施。2、做好运行人员的培训、维修技术、零件备件、材料准备。3、做好厂房、电、水、气等配套工程。5、运行使用1、正确运行各个装备,获得原定的能力指标。2、正确及时完成装备的维修工作,使用发挥应有的有效利用率。3、建立并收集使用阶段的实际各项指标资料,并进行反馈,改进设计方案。6、退役更新1、分析装备的继续使用、大修、报废更新以及改造方案比较并决策。2、处理报废装备,订购更新装备。3、后勤保障管理(1)在各个阶段内部应当有正确合理的后勤保障计划。(2)在设备设计制造过程中,各项后勤保障能力有机的结合。(3)保证主要设备运行和维修中,及时得到有效的后勤保障。(4)不断评价设备全寿命周期的总效果,并提出修改方案,即后勤保障分析。
三、日本的全员维修(TPM)1、全员维修概述日本在先后引进美国的预防维修和生产维修的基础上,吸取了英国了综合工程学的原理,结合日本实际,发展成为全员生产维修体制,取得了很好的效果。从上世纪50年代发展起来。上世纪60年代,对设备设计中的可靠性、维修性和经济性重要性的确立,主要管理技术有维修预防、可靠性工程、维修性工程和工程经济。上世纪70年代,全员全系统生产维修综合效率时代,主要的管理技术有行为科学、系统工程、生态学和设备综合工程学。上世纪80年代以后,以状态为基础的全员生产维修时代,主要的管理技术有设备诊断专家系统、质量维修、FA时代的自主维修、提高设备综合效率。2、全员生产维修的要点(1)以提高设备的综合效率为目标(2)建立以设备一生为对象的生产维修总系统,确保寿命周期内无公害、无污染、安全生产;(3)涉及到设备的规则、生产经营使用和维修等所有部门;(4)从企业管理人员到第一线操作成员参加;(5)加强生产维修的全程培训。我国的设备管理,吸收了日本的全员管理的精华。
3、全员生产维修发展现状(1)更加重视操作人员的自主维修①操作人员要学会自主维修的本领;②维修人员应当提高维修机械、电子电气、液压传动、控制等设备的本领,掌握专业维修理论及技术;③设计、制造人员使自动化设备不断接近“无维修设计”,提高设备的可靠性。(2)提高设备综合利用率高设备综合利用率的理想目标,就是如何充分发挥和保持设备的固有能力,维持人与设备的最佳状态,达到使“设备故障为零、次品为零”的极限。影响设备综合效率提高的6个因素见表1-2
。表1-2影响设备综合效率提高的6个因素
序号损失类型目标说明1故障损失0所有设备的故障损失必须为02工装模具调整的损失时间极少尽量短时间完成3速度损失0要使加工速度与设计速度之差为0,而且通过改进,实际超过设计工作速度。4小故障停机损失0有程度的差别,但要控制在很小范围内。5废品次品损失06调试生产的损失时间极少第四节设备维修管理的发展一、TPM的发展(1)建立赢利的企业文化。(2)推进预防哲学。(3)全员参与。(4)现场与实物。(5)实现4S管理。
二、欧洲设备管理的发展(1)维修国际化。(2)以市场为导向,重视产品质量、成本与环境保护。(3)注重维修的经济有效性,降低产品成本。(4)以状态监测诊断技术为基础,推行预防预知维修。(5)维修信息管理技术应用。(6)强调可靠性为中心的维修管理,不断改革传统的维修观念与方法。(7)重视维修高新技术的开发与应用。(8)重视教育培训,重视维修管理、技术人员和技术工人的培养
第五节设备维修管理的基本内容设备维修管理,就是围绕设备开展一系列组织工作的总和,具体而言,就是以提高经济效益为中心,以争取良好的设备投资与设备运行使用为达到最佳效益为目的,依靠技术进步、先进的管理方法,促进生产发展,坚持预防为主的方针,坚持设计制造(设备采购)与使用相结合,维护使用与计划检修相结合,维修制造与技术更新相结合,专业管理与全员管理相结合,技术管理与经济管理相结合,对设备进行一生的全过程管理。
设备一生的全过程管理,就是运用现代科学技术,管理理论和方法,对设备寿命周期(规划、设计、制造、购置、安装调试、使用、维护保养、修理、改造、更新/报废)的全过程,从技术、经济、经营管理等方面进行综合研究和管理,提高设备综合效率和追求寿命周期费用的经济性为目标。是对我国传统设备管理的挑战,突出质量。因此,也称为设备的综合管理。1、一生管理2、两个目标3、五个结合(1)设计、制造与使用相结合(2)维护与检修相结合(3)修理、改造与更新相结合(4)专业管理与全员参加相结合(5)技术管理与经济管理相结合机电设备维护与管理主编:黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章机电设备管理概述第十二章设备管理的基础工作第十三章设备的资产管理第十四章设备使用期的日常管理第十五章设备检修管理第二章设备的可靠性与维修性上篇机电设备维修第一节设备的可靠性一、可靠性的含义所谓可靠性,就是系统、设备或零部件在规定条件下和在规定时间内完成规定功能的能力。可靠性的评定应当包含几个方面:1、设备的可靠性与规定的条件分不开2、设备的可靠性与规定的时间有关3、设备的可靠性与规定功能有关
二、可靠性的特征量可靠性定义抽象,只是一种定性概念,没有量化研究。能够对设备可靠性的相应能力作出数量表示的量,称为可靠性的特征量,主要特征量有可靠度、失效率、故障率、平均无故障时间和有效度等。1、可靠度与不可靠度可靠度R包括固有可靠度、制造可靠度、安装可靠度、使用可靠度和维修可靠度。(1)固有可靠度(2)制造可靠度(3)安装可靠度(4)使用操作可靠度(5)维修可靠度
2、平均寿命①平均无故障工作时间MTBF②对于不可修复系统、设备,可用失效前平均时间MTTF作为可靠性的量化指标。3、失效率指工作到某时刻尚未失效的系统在该时刻以后时间内发生失效的概率,是时间的函数。失效率描述了系统在某时刻发生失效(故障)的可能性大小,是设备工程的重要指标。对可修复的系统通常失效率称为故障率。上述各种可靠性特征量的示例,如表2-1所示。
4、可靠性模型
表2-1各种可靠性特征量描述
修复可能性维修种类设备例可靠性特征量可修复预防维修在线计算机、飞机、汽车、生产设备、机床等平均无故障时间、有效寿命、有效度事后维修家用电器、机械装置等平均无故障时间、有效寿命不可修复使用到耗损期为止电子元件、机器零件、一般消费品失效率、失效前平均时间使用到一定时间报废实行预防维修的元器件等失效率、更换时间三、故障分布函数设备可靠性各种特征量与该设备的故障分布有关,如果已知设备的故障分布函数,就可以通过数学方法求出设备的可靠度、故障率等各个量化指标,即使不知道故障分布函数,也可以通过分布的估算得到可靠性的估计数值。前已叙述,可靠度是设备使用到某个时间无故障的概率,因此可靠度可以用时间t为随机变量的布函数R(t)来表示,可表达为变量的分布函数F(t)表示,即
式中F(t)—故障分布函数f(t)—故障密度函数R(t)—可靠度函数从上式可知,F(t)与R(t)之间的关系恰好是对立的,F(t)称为不可靠度函数,R(t)是无故障分布函数。F(t)、R(t)与f(t)的相互关系见图2-1。
1、典型的故障分布函数(1)指数分布指数分布是设备可靠性中最广泛的一种分布,是连续分布函数。应用一个简单的指数分布函数,即可以推导出设备的可靠性函数,函数为
图2-1F(t)、R(t)与f(t)的相互关系图R(t)=
式中λ为故障率。
λ也就是指数分布的分布参数。
指数分布的故障分布函数f(t)、故障率函数Z(t)和平均寿命θ分布服从下列各公式:
F(t)=
λ(t)=λ(常数)
MTBF=
值得注意的是,当故障的发生遵从指数分布时,故障率λ(t)对于时间t来说是一个常数。这种情况下的平均寿命就是其分布函数的倒数,且与MTBF相等。
(2)正态分布函数正态分布是数理统计中的典型分布,是双参数连续分布。下面是正态分布函数表示的故障分布密度的可靠性函数。
曲线如图2-2所示。
(a)正态分布曲线(b)正态分布型可靠性函数图2-2正态分布曲线和正态分布型可靠性函数4、设备的典型故障曲线任何一台设备的磨损失效是随使用时间t而变化的,如图2-3,定性的表示出设备与与时间对应的故障曲线,“设备的典型故障曲线”,称之为“盆浴曲线”。设备故障的发生形态大致分为三个阶段。图2-3设备的典型故障曲线
(1)早期故障期早期故障期也称为跑合阶段。此阶段的故障容易查找。造成故障的原因是,元器件未经筛选、制造工艺或包装运输损伤、误操作,设计质量有问题。此阶段的时间长短与产品、系统的设计制造质量密切相关。(2)偶发故障期偶发故障期也称为稳定阶段。与设计、制造质量等因素有关,但与操作、保养有更直接的关系。必须健全设备运行、故障动态和维修保养记录,连续运行的设备,要做好交接班设备运行状态台帐,精度检查记录,建立设备检查和生产日志等。建立完善有效的设备的管理制度。(3)损耗故障期损耗故障期也称为磨损阶段。设备元件老化、部件磨损、结构强度疲劳等原因,故障率迅速上升。设备进入到要损耗故障期。第二节设备的维修性与维修准备一、维修性概念在规定条件下使用的设备,在规定时间内,按规定的程序和方法进行维修时,保持或恢复到能完成规定功能的能力。从维修性的含义中可以看出,可靠性与维修性的关系:(1)可靠性与系统的维修效果有关。(2)从系统效能出发,可靠性与维修性相结合,能够保证系统的有效度。(3)从费用观点出发,采用有效的设计方法,保证可靠性与维修性,能够减少维修费用。(4)在规定的条件下,设备的可靠性与维修性都应相当稳定。二、维修性的特征量维修性的特征量,就是能够对设备维修性的相应能力作出数量表示的量。主要特征量包括维修度M(t)、修复率u(t)和平均修复时间MTTR,每一特征量只能表示维修性的某一特征方面。1、维修度M(t)在规定条件下使用的设备,在规定时间内按规定的程序和方法进行维修时,保持和恢复到能完成规定功能状态的概率。所谓规定程序和方法包括如下几个方面:①设备预防维修或事后维修方式的选定;②故障检测方式及装置的选定;③维修标准的确定及技术资料的准备;④维修零部件、工具、材料的准备;⑤维修环境的准备;⑥维修操作规则的规定;⑦维修工艺的制定;⑧维修人员技术等级要求及配置、部门配合协调;⑨维修资金落实与维修资金计划;⑩外协外购件的定货与验收标准。2、修复率μ(t)修理时间已达到某个时刻但尚未修复设备,在该时刻后的单位时间内完成修理的概率,也就是发生故障后修复的概率。3、平均修复时间MTTR就是修复时间的平均值,包括以下内容:①故障诊断时间。②修理准备时间。③修理实施时间。
三、设备大修理的工艺过程1、修理前的准备工作(1)了解设备的主要缺陷(2)准备资料(3)维修单元分类(4)定购或定制备件(6)验收要求2、修理过程与要求设备大修理开始实施,首先了解设备的结构,分析设备的性能,然后再进行设备的解体工作。解体的过程按照先上后下、先外后里的方法,有次序的分解设备。设备大修要求:①初次大修的机械设备,精度应达到原出厂的标准;两次以上大修后的修理,其修后的精度和效能要比新设备低一些,具体零件的修复,拟定方案。②对设备控制系统:强电部分,老化元件必须更换;明显损坏的电气原件部分,应当维修或更换;设备中的电线电缆应当全部更换;弱电部分,按插件线路板尽量要清理,酒精擦洗,清除积垢。③对于设备供电部分,按照动力设备维修标准进行。④对于在修理中能够恢复原有精度标准的设备,应当设法保证达到精度。⑤修理的总体要求以验收标准为依据。3、修理后的验收四、设备修理方案的确定预防维修中,将设备修理分为大修、项修和小修。设备的大修是工作量最大的一种计划维修,大修时,需要将设备的全部或大部分部件解体;修复基准件;更替或修复全部不能用的零件;修理、调整设备的电气控制系统、液压系统;修复设备附件并翻新外观等,达到全面消除修理前存在的缺陷,恢复设备规定的精度和综合性能,达到预定的技术要求,并能够提高经济效益。设备的项修,也称为中修,是根据设备的实际技术状态,对劣化已经达到难以生产工艺要求的零件部件,按照实际需要进行针对性的修理。设备的小修是工作量最小的一种计划维修。修理方案的确定,一般应当做到以下几个方面:(1)修理工艺要求(2)设备状况(3)相互协调(4)经济性(5)质量管理(6)维修安排的合理性(8)外协外购计划
五、设备维修满足的原则1、可靠性2、准确性3、经济性4、可能性修理工艺方法的确定与现有的技术水平,影响到修复还是更换的选择。5、可行性必须符合技术上先进、经济上合理、生产与工艺上可行的要求。6、安全性7、操作习惯与方便性8、时间性
六、维修的技术准备整个准备工作过程见图2-5。
图2-5设备大修准备工作过程
1、预检涉及的内容包括:(1)查阅设备说明书(2)与相关部门交流(3)向生产现场人员了解状况(4)维修档案查阅(5)查阅图样2、预检内容(1)检查设备的结构、精度、外观、指示标牌、操纵手柄等是否损坏;(2)影响设备精度的导轨、丝杠、齿条等,是否磨损;(3)检查设备的运行状态是否平稳、有无不正常的振动与噪音,各个动作是否灵敏可靠;(4)检查控制与电气系统是可靠,各个仪表、传感精度是否符合要求;(5)检查气动、液压和润滑系统,压力是否正常,有无泄漏等。(6)检查安全防护装置,包括指示仪表、安全连锁装置、位置限制等是否灵敏可靠;(7)检查工装、夹具和设备附件是否完整并符合工艺要求;3、预检后的要求(1)基本全面的明确产品生产工艺对设备精度、性能、效率和可靠性的要求,深入掌握设备技术技术状态劣化的具体情况。(2)判断、明确大修的范围、精度,如果对于有些不需要大修能保证精度,或无法大修的如大直径油缸、复杂的铸造件、焊接件等,应当具体确定。
(3)电气及控制部分,必须根据损坏程度,判断确定是否更换零件还是委托专业单位重新设计制造。(4)确定更换、修理的内容。(5)根据测绘样图及具体技术结构、性能,设计出图,为零件加工做准备。4、编制修理文件修理文件包括:修理技术任务书;修理更换件明细表;采购材料明细表;修理工艺和修理质量要求等;相关设计图纸;人员的合理分配;修理中环保与职业安全技术措施;进度与工期;修理资料整理与归档。其中技术任务书应当包括:设备修理前的技术状况。②主要的修理内容。③修理质量。还需要说明的是,设备大修理质量标准是各类修理中要求最高的标准。七、修理前的物资准备
第三节设备故障诊断技术设备失去正常工作能力即丧失了规定的机能或降低了效率的现象称为故障。一、设备状态监测1、设备状态监测的概念对正常运转中的设备或其零部件的状态进行检查监测,根据检测到的各种状态数据记性分析、判断,确认设备的运行是否正常,有无异常与劣化征兆,或对异常情况进行追踪,预测其劣化趋势,确定其劣化及磨损程度等,这种活动称为状态监测。2、设备状态监测维修(1)发生故障对整个系统影响大的设备,特别是连续生产线、装配线、连续流程的设备设备。(2)必须确保安全的设备,如企业供电的系统大、中型设备等。(3)高成本的精度高、自动化性能高的单台设备。(4)故障停机维修费用高、停机损失大的关键设备。3、状态检测与定期检查设备的定期检查是针对实施预感预防维修的生产设备在一定时期内所进行的较为全面的一般性检查,间隔时间较长,检查方法多靠主观感觉与经验,目的在于保持设备的规定性能和正常运转,而状态检测是以关键的重要的设备如生产联动线、精密、大型、稀有设备,动力设备等为主要对象,检测范围较定期检查小,要使用专门的检测仪器针对事先确定的监测点进行间断或连续的监测检查,目的在于定量地掌握设备的异常征兆和劣化的动态参数,判断设备的技术状态及损伤部位和原因,以决定相应的维修措施。设备状态检测是实施设备状态维修的基础,状态维修根据设备检查与状态监测结果,确定设备的维修方式。
4、设备状态监测过程(1)设备监测(2)生产监测
二、设备故障诊断技术及手段1、故障诊断技术设备诊断技术与人们熟悉的医学上的症状十分相似。2、诊断技术的手段设备诊断技术的基础原理及工作程序包括信息库和知识库的建立,以及信号检测、特征提取、状态识别和预报决策等4个工作程度。按照状态信号的物理特征,设备诊断技术的主要工作手段分为10种,如表2-2所示,介绍了几个主要的物理特征。
表2-2设备诊断技术的主要工作手段
序号物理特征检测状态适用范围1振动稳态振动、瞬态振动等往复运动设备、轴承、齿轮、转动设备等2温度温度、温差等电机、电器元件、热处理设备、液压系统等3电气参数电压、电流、电磁、绝缘、电抗等电机、电器元件、电力设备、控制系统等4压力压力、压差等液压系统、流体设备、工程机械等5强度载荷、扭矩、应力、应变等起重设备、锻压设备、各种工程结构等6无损检测超声、磁粉、射线、渗透等压延加工件、锻压件、焊接件等三、监测和诊断的主要方法1、振动监测此为机械设备的检测和诊断中,是普遍常用的监测方法。2、温度监测3、裂纹监测4、磨损监测5、诊断对象和诊断技术选择(1)设备对全系统的影响,也就是设备的利用率、安全性及对整个企业经济型的影响。(2)故障发生的概率。(3)修理的难易程度、采取诊断技术的经济性。(4)要考虑到对生产、质量、成本、安全、环境保护、职业安全卫生等因素。6、设备诊断的判定标准(1)绝对判定标准(2)相对判定标准(3)类比判定标准
机电设备维护与管理主编:黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章机电设备管理概述第十二章设备管理的基础工作第十三章设备的资产管理第十四章设备使用期的日常管理第十五章设备检修管理第三章设备故障与维修方式
上篇机电设备维修第一节故障概述故障理论是近年来形成的一门新兴学科,包括故障统计分析和故障物理分析。设备失去正常工作能力也就是丧失了规定的机能或降低了效率的现象称为故障。一般的说,异常、缺陷是尚未发生故障,但已经越出了正常状态,往往不久可能发展为故障。故障,一般包含了两层含义。一是机电系统偏离了正常的功能;二是功能的失效,设备连续偏离正常功能。常用的术语有:①停机故障。②设备事故。③异常。④劣化。
第二节设备故障分类一、工程复杂性分类1、间隙性故障。2、永久性故障。二、突发性分类1、突发性故障2、渐发性故障3、功能故障与参数故障4、实际故障与潜在故障5、允许故障与不允许故障三、功能丧失程度分类1、致命故障2、严重故障3、一般故障四、故障原因分类1、磨损性故障2、错用性故障3、固有的薄弱性故障4、自然故障五、安全性分类1、危险性故障2、安全性故障第三节故障原因分析表3-1是某厂对设备的故障原因分析。
表3-1某厂对设备的故障原因分析
序号原因分析主要内容1设计问题设计结构、尺寸、配合、材料、功率、精度等不合理。2制造问题制造过程中机加工、铸造、热处理、装配、元器件存在问题。3安装问题基础、安装工艺、水平度等。4操作保养不良不清洁、调整不当、未及时清洗换油,操作不当等。5超负荷、使用不合理加工件超规格,加工件不符合要求,超负荷运转。6润滑不良不及时润滑,油质不合格,油量怒足或超量、牌号错误、自动润滑系统不正常、加油点堵塞。7修理质量问题修理、调整、装配及备件、配件不合格,局部改进不合理。8自然灾害暴雨、雷电等9自然磨损劣化正常磨损,老化等10违规操作对新设备不熟悉、没有制定操作规程、故意违反规定操作、操作人员不专心。11原因不明当前的技术水平,不能解释的故障原因。第四节设备维修方法一、设备维修的常用方法1、事后维修事后维修是指设备发生故障后进行的维修,即不坏不修,坏了再修。适用于影响生产因素较小的设备、有备用的或小规模生产的公司,小型设备或单台设备采用事后维修是比较经济合理、成本小,但缺点是造成生产不连续。2、预防维修预防维修是在设备发生故障之前就进行的修理。可减少设备的意外事故,确保生产的连续性,计划型强,即“计划预修制”和“预防维修”,在“预防维修”的基础上,发展成为当今许多国家都运用的“全员生产维修”。“计划预修制”以修理周期结构为核心的一种修理体系,在一个修理周期内,大修、项修或中修、小修和定期检查的次数与排列顺序。设备的修理周期结构编制设备预修计划的依据。“预防维修”是以设备的日常点检和定期检查为基础,要求按照规定的检查内容和标准,定期检查设备,根据检查结果,编制预修计划。对检查的内容、方法、标准和检查周期并没有现成的规定,要根据企业现状、设备的具体状况做具体的分析,自行制订,在实际修理中不断修改完善,使之符合设备的使用规律。(1)状态检测维修是以设备设计技术状态为基础的预防维修方式,一般采用日常点检和定期检查来查明设备技术状态。优点:保证设备经常处于良好状态,充分利用零件的使用寿命。对于有生产间隙时间的设备,可以采用该方式维修。(2)定期维修以设备运行时间为基础的预防维修方式,具有对设备进行周期性维修的特点。3、改善维修改善维修也称改善性维修,是指为防止故障重复发生而对设备的技术性能加以改进的一种维修,结合技术改造,修理后,可提高设备的部分精度,性能和效率。改善维修的重点内容:(1)原设备的部分结构不合理,新产品中已改进;(2)故障频繁的系统和机构;(3)减轻劳动强度,提高效率;(4)提高设备操作的方便性,减轻操作者的劳动强度,可缩短辅助时间;(5)按工艺要求,提高部分精度。(6)改善设备的相关结构,符合职业安全卫生、环保有关的要求。4、无维修设计无维修设计不是针对现有需要维修的设备而进行的维修设计,是设备维修的理想目标。
二、设备维修的内容按照修理内容、技术要求、修理工作量,分为小修、项修、大修三种类型。1、小修小修也称为日常维修,是根据设备日常检查或其他状态检查中发现的设备缺陷或劣化征兆,在故障发生之前及时排除的修理,属于预防修理范畴,工作量不大。小修一般与设备的二级保养结合实施,二级保养也是专门维修工人修理操作人员参加,对设备进行全面清洗、部分解体和局部修理的一种计划检修工作。主要包括:(1)检查紧固件;(2)检查调整零件;(3)检查润滑密封及冷却系统;(4)检查启动和传动装置;(5)修理和更换易损件;(6)设备电气设施的清扫及松动件的紧固;(7)恢复设备安装水平,调整影响工艺要求的主要项目的间隙;(8)做好全面检查记录,为计划大修、中修提供依据。
2、中修中修在企业中也称为项修,是针对性修理,为了使设备处于良好的技术状态,对设备的精度、性能、效率达不到工艺要求的某些项目或部件,按需要进行针对性的局部修理。项修的内容包括:(1)小修的全部内容;(2)全部进行精度检查,确定拆卸分解需要修理或更换的零部件,对于需要修理的零部件,进行清洗;(3)对于更换磨损的零部件,应当恢复设备规定的精度,或根据设备大修次数与使用的时间,适当放宽精度要求;(4)治理液压系统与润滑系统的泄漏部位;(5)根据规定对锅炉、压力容器、起重设备的检验和电气设施的安全性进行试验等;(6)电气设施设备的绝缘测定,绝缘安全保险试验。3、大修大修是以全面恢复设备工作精度、性能为目标的一种计划修理。(1)大修的程序①掌握设备的技术状态。②制定切实可行的修理方案。③做好技术和生产准备工作。④积极采用新技术、新材料、新工艺。⑤做好组织工作。⑥保证修理质量,降低修理费用。根据各个单位的设备管理具体情况,大修是恢复和提高设备性能,改善技术状况的措施。
(2)大修的主要内容:①中修的全部内容,含电气系统与液压系统;②对设备的全部大部分解体,进行全面精度检验检查,详细记录;③全部拆卸设备的各个部件,对所有零件进行清洗、检查,作出可以继续使用、修复后使用、更换的鉴定;对于拆卸设备,应该遵循该拆的必须拆、能够不拆就不拆的原则,如国外引进设备的某些机构不要拆卸从来没有发生故障的,可以不拆。④编制大修理技术文件和修理计划,做好备品、备件、材料、工具、检具、技术资料准备。对于大型更换件,可以提前加工或委外加工、或提前签订外购合同。⑤修理、修复或更换所有磨损部件,尽量恢复设备到应有的精度,如果历次大修后,某些可以下降的精度,必须严格执行大修理技术文件。⑥修理电气控制系统、液压系统,对于电气系统,如仪表、传感器等要调整或更换达到控制精度要求,关键参数的检测仪表要按照规定送计量部门检定,电线电缆必须全部更换;液压元件必须清洗,检查阀芯是否动作灵活。⑦更换全部磨损和损坏的零部件,配齐安全防护装置和必要的附件。⑧整机装配调试,恢复设备规定的技术指标;⑨对设备进行防腐喷漆,补齐各种标牌、指示标志。
如表3-2为设备大修、项修、小修的内容比较。
表3-2设备大修、项修、小修的内容比较
维修要求类别大修项修小修折卸分解程度全部折卸分解部分折卸分解折卸分解磨损严重的部位修复范围程度修复基准件,更换或修复主要件,更换所有不合格件根据维修项目,更换不合格件调整零件间隙和相对位置,更换或修复不能使用的零件。刮研程度加工和刮研全部滑动界面根据项目决定刮研部位必要时对局部进行刮研精度要求出厂精度预定要求按照设备完好标准表面修饰程度全部表面磨光、刮腻子、喷漆,操作手柄等需电镀适当补漆不进行液压元件所有液压元件、管道拆下清洗,紧固卡箍更换对液压单元或设备液压系统按照维修要求更换更换有故障的元件电气系统整理控制系统的元件、更换老化、故障元件,全部更换电缆,校正计量元件部分更换元件与电缆更换故障元件,不更换电缆机电设备维护与管理主编:黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章机电设备管理概述第十二章设备管理的基础工作第十三章设备的资产管理第十四章设备使用期的日常管理第十五章设备检修管理第四章设备维修计划编制与实施
上篇机电设备维修在企业管理中,设备维修计划是企业计划的组成部分,一般分为年度计划、季度计划和月度计划,作为企业管理综合计划一并下达。
第一节设备维修计划编制及考虑因素充分考虑各种因素、合理有效地编制机电设备修理计划,可以有效的安排修理计划的实施及专业分工与配备、人力资源协调、修理备件加工件的有序进行、维修成本的控制等。
一、计划编制年度计划只是落实维修工作的大纲,考虑年度总的生产安排与设备修理之间的关系、设备修理的数量、修理时间和维修资金安排,而月度计划是实施计划,必须具体实在,具有操作性、实用性。如表4-1是某企业的年度大修理材料计划表,表4-2为大修理计划汇总表。
表4-1年度大修理材料计划表上次修理时间:本次计划停机时间:本次停修起止日期:车间:工段:项目编号计划修理时间计划修理费用工程总量部分备件部分材料部分修理内容名称备件单位数量金额名称规格单位数量金额工种工时金额编制:校对:审核:批准:表4-2大修理计划汇总表车间:工段:序号项目编号项目名称修理费用所需维修材料金属材料非金属材料有色黑色木材其他编制:校对:审核:批准:1、计划编制的依据(1)设备的技术状况如表4-3为某单位的设备的技术状况表。
表4-3设备的技术状况表使用部门资产编号设备名称型号规格上次修理时间F机F电F液上次修理类别目前技术状况及问题工作精度各导轨面传动系统液压系统控制系统安全装置附件外观(2)生产工艺及产品质量对设备的要求(3)维修能力(4)设备维修周期结构(5)修理前的生产技术准备(6)安全与环境保护2、计划编制的基础资料(1)设备修理复杂系数、维修定额、设备修理停机时间、修理费用定额等。(2)设备的档案资料,包括设备出厂提供的随机资料、历次维修记录和故障统计资料。(3)产品标准与质量要求,维修周期与生产计划之间的协调。(4)上年度的修理计划及验收资料。3、计划编制的原则(1)考虑生产和维修的平衡(2)维修任务与维修力量的平衡(3)维修内容与维修材料的平衡(4)自身维修力量与委外维修的平衡
委外维修应当掌握的原则:①本企业自行设计制造的设备、本企业维修力量可以保证承修的任务,应当优先安排本企业完成,尽最大可能挖掘企业潜能。②对需要委外维修的设备,必须经过调研,包括资质、维修专业配备、维修质量、费用、信誉等。③优先考虑本系统、本地区的专业维修厂、设备制造厂。④对于有特殊专业要求的委外维修项目,必须选择专业单位,如电梯、起重机械、锅炉等属于特种设备,不得随意委托维修,承修单位必须获得管理部门办法的生产、制造、安装、维护许可证。⑤对于重大、复杂的设备或项目,应当通过招标选择委外单位。4、计划编制应考虑的因素(1)修理准备与生产之间的协调,一般一季度、四季度应尽量减少维修计划。(2)优先安排急需的影响产品质量的设备。(3)周到考虑配套供应,如电力供应、锅炉热气供应、循环水供应、起吊运输设备等。(4)修理拆卸的原则、工艺。在修理拆卸中,要坚持能不拆的就不拆、该拆的必须拆。5、计划编制与下达
第二节维修计划的组织实施一、修理计划的内容1、修理技术任务书2、修理工艺规程3、维修施工管理维修施工过程包括:做好修理前的准备工作、组织施工及竣工验收。设备交修单见表4-4。
表4-4设备交修单
资产编号设备名称型号与规格设备类别重点、主要、一般修理类别交修日期年月日随机移交的附件及专用工具序号名称规格与型号单位数量备注与维修有关的记录事项移交单位单位修理单位名称操作人员修理负责人工程师技术负责人设备大(项)修竣工验收单见表4-5。
表4-5设备大(项)修竣工验收单资产编号名称型号与规格重点、一般F机F电F液修理修理时间计划实际修理工种计划工时实际工时备注机械电气液压修理费用计划实际备注人工费主材料费辅助材料费修理记录修理任务书电气系统检验记录修换件明细表调试记录材料表整机精度记录验收记录操作人员:维修人员:技术主管工程师:主管部门:二、维修方法1、部件修理法为了便于修理,需要将设备的部件设计成“标准结构件”、“标准零件”,拆卸、更换都很方便。这种方式适合于拥有数量较多的同类型设备企业。2、分部修理法某些设备生产任务重,很难安排足够的时间修理,可以采用分部修理法。3、同步修理法机电设备维护与管理主编:黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章机电设备管理概述第十二章设备管理的基础工作第十三章设备的资产管理第十四章设备使用期的日常管理第十五章设备检修管理第五章设备维修的拆卸与装配
上篇机电设备维修第一节机械零件的拆卸一、机械零件拆卸的一般规则和要求设备维修维护的重要环节就是拆卸与装配。必须经过拆卸才能对失效零部件进行修复或更换。拆卸机械零件的目的是为了便于检查和维修。为保证维修质量,在机械设备解体之前必须周密计划,对可能遇到的问题有所估计,做到有步骤地进行拆卸。二、拆卸前必须清楚结构与工作原理三、拆卸前做好准备工作1、拆卸场地的选择与清理2、制定保护措施3、熟悉设备结构。4、准备各种相应的拆卸工具和装备。5、准备技术资料
四、拆卸的一般原则1、选择合理的拆卸步骤2、合理拆卸3、正确使用拆卸工具和设备4、拆卸注意要点
(1)核对拆卸零件并做记号
(2)分类存放零件
(3)保护拆卸零件的加工表面
(4)拆卸应为装配创造条件
(5)控制系统,液压系统各为独立系统。(6)相互配合,专业分工。5、常用的拆卸方法
(1)击卸法
(2)拉拔法
(3)顶压法
(4)温差法
(5)破坏法6、典型连接件的拆卸(1)螺纹连接件①一般拆卸方法。②断头螺钉的拆卸。
图5-1断头螺钉的拆卸③打滑内六角螺钉的拆卸。如图5-2所示。④锈死螺纹的拆卸。⑤成组螺纹连接件的拆卸。
图5-2打滑内六角螺钉的拆卸(2)过盈连接件
图5-3轴承的加热拆卸(3)滚动轴承的拆卸
五、不可拆连接的拆卸①焊接件的拆卸可用锯割、扁錾切割、用小钻头钻一排孔后再錾或锯以及气割等。②铆接件的拆卸可錾掉、锯掉、气割铆钉头,或用钻头钻掉铆钉等。
第二节拆卸零件的清洗1、拆卸前的清洗(1)单枪射流清洗机,它是靠高压连续射流或汽水射流的冲刷作用,或射流与清洗剂的化学作用相配合来清除污物;(2)多喷嘴射流清洗机,有门框移动式和隧道固定式两种。喷嘴安装位置和数量,根据设备的用途不同而异。2、拆卸后的清洗(1)清除油污①可皂化的油。②不可皂化的油(2)清洗液①有机溶剂。②碱性溶液。表5-1和表5-2分别列出清洗钢铁零件和铝合金零件的配方,供使用时参考。表5-1清洗钢铁零件的配方表5-2清洗铝合金零件的配方③化学清洗液。
(3)清洗方法①擦洗。②煮洗。③喷洗。④振动清洗。⑤超声清洗。3、清除水垢
(1)酸盐清除水垢(2)碱溶液清除水垢
(3)酸洗清除水垢3、清除积炭积炭是由于燃料和润滑油在燃烧过程中不能完全燃烧,并在高温作用下形成的一种由胶质、沥青质、油焦质、润滑油和炭质等组成的复杂混合物。这些积炭影响发动机某些零件的散热效果,恶化传热条件,影响其燃烧性,甚至会导致零件过热,形成裂纹。
(1)机械清除法用金属丝刷与刮刀去除积炭。
(2)化学法对不能采用机械清除法的某些精加工零件表面,可用化学法。
(3)电化学法将碱溶液作为电解液,工件接于阴极,使其在化学反应和氢气的剥离共同作用下去除积炭。
4、除锈
(1)机械除锈法机械法是利用机械摩擦、切削等作用清除零件表面锈层。常用的方法有刷、磨、抛光、喷砂和喷丸等。喷砂和喷丸除锈法必须要有专门的喷砂设备和喷丸设备。(2)化学除锈法利用一些酸性溶液通过化学反应将金属表面的锈蚀产物溶解的方法,达到清除锈蚀的目的。(3)电化学除锈法电化学除锈法也称为电解腐蚀,这种方法比化学法快,能更好地保存基体金属,酸的消耗量少,但消耗能量大且设备复杂。5、清除涂装层零件表面的保护涂装层需根据其损坏程度和保护涂层的要求进行全部或部分清除。
第三节拆卸零件的检验一、拆卸零件检验分类及技术条件1、零件的工作条件与性能要求,如零件材料力学性能、热处理及表面特性等。2、零件可能产生的缺陷如龟裂、裂纹等对其使用性能的影响,掌握其检测方法与标准。3、易损零件的极限磨损及允许标准。4、配合件的极限间隙及允许配合的间隙标准。5、零件的其他特殊报废条件,如电镀层性能、镀层轴承与机体的结合强度、平衡和密封的破坏及弹性件的弹力消失等。6、零件工作面转台异常,如精密零件工作表面的划伤、腐蚀,表面储油性能被破坏等。二、检验的原则1、节约的原则2、技术规范原则3、检验原则三、检验的内容1、检验分类(1)修前检验
(2)修后检验
(3)装配检验2、检验的主要内容(1)零件的几何精度
(2)零件的表面质量(3)零件的物理力学性能
(4)零件的隐蔽缺陷
(5)零部件的质量和静动平衡
(6)零件的材料性质
(7)零件表层材料与基体的结合强度
(8)组件的配合情况
(9)零件的磨损程度
(10)密封性3、检验的方法(1)感觉检验法①目测。②耳听。③触觉。(2)测量工具和仪器检验法①用各种测量工具。②用专用仪器和设备对零件的应力、强度、硬度、冲击性、伸长率等力学性能进行检验。③用静动平衡试验机对高速运转的零件作静动平衡检验。④用弹簧检验仪或弹簧秤对各种弹簧的弹力和刚度进行检验。⑤对承受内部介质压力并须防止泄漏的零部件,需在专用设备上进行密封性能检验。⑥用金相显微镜检验金属组织、晶粒形状及尺寸、显微缺陷,分析化学成分。(3)无损检测这种方法的实现是和仪器、工具检测相结合,它不会使零部件受伤、分离或损坏。图5-6磁粉探伤检测几种无损检测法,并不是适用于所有隐蔽缺陷检测,各有特点。渗透检测法,是在零件表面上涂渗透剂,显示缺陷,简单的裂纹可以检测出1mm;磁粉探伤检测法,利用铁磁材料在电磁场作用下能够产生磁化的原理,被检测零件在磁场作用下,表面缺陷的磁力线泄漏或聚集形成局部磁化吸附磁粉,显示出缺陷的位置、形状和取向,可以检测出在表面内部缺陷,但需要操作者一定的经验,如图5-6。超声波检测法,利用某些物质的压电效应产生的超声波在介质传播遇到不同介质间的介面如内部裂纹、夹渣和小孔等缺陷,产生反射、折射等特性,可以检测内部较深的缺陷,但检测人员必须具有丰富的经验,如图5-7。射线检测法,利用射线照射,穿透零件,当遇到缺陷如内部裂纹、夹渣、疏松和小孔等,射线则容易穿透,这样从被检测零件缺陷处透过射线的能量比其他位置多,即能够检测到材料的内部缺陷,但成本高,需要防护措施,一般在超声波检测无法判断的重要零件,采用射线检测法,如图5-8。
图5-7超声波检测法图5-8射线检测法
需要指出的是,无损检测法的操作人员,必须是持有权部门颁发的资质证书才能签发探伤报告。第四节设备维修的装配一、机械装配的概念将机械零件或零部件按规定的技术要求组装成机器部件或机器,实现机械零件或部件的连接通常称为机械装配。机械装配是机器制造和修理的重要环节。组成机器的零件可以分为两大类:一类是标准零部件,如轴承、齿轮、联轴器、键销、螺栓等;另一类是非标准件,在机器中数量不多。零部件的连接分为固定连接和活动连接。固定连接是使零部件固定在一起,没有任何相对运动的连接。固定连接分为可拆的和不可拆的两种连接方式,可拆的固定连接如螺纹连接、键销连接及过盈连接等,不可拆的固定连接如铆接、焊接、胶合等。活动连接是连接起来的零部件能实现一定性质的相对运动,如轴与轴承的连接、齿轮与齿轮的连接、柱塞与套筒的连接等,无论哪一种连接都必须按照技术要求和一定的装配工艺进行,这样才能保证装配质量,满足机械的使用要求。二、装配的原则与准备工作1、装配的一般原则装配时的顺序与拆卸顺序相反。(1)合理使用工具。(2)对油封件必须使用芯棒压入。螺柱连接要按照规定的扭矩分次均匀紧固;螺母紧固后,螺柱一般要露出少量的罗牙。
2、装配的准备工作(1)研究和熟悉机械设备、各部件总线装配图,技术文件和资料配合要求、精度要求,包括动的要求、静的要求和带负荷的要求。(2)根据零部件的结构特点和技术要求,确定适合的装配工艺,方法和程序,准备好必备的工具、量具、夹具、材料和修复质量。(3)按照清单检测各种零部件的尺寸、制造质量和修复质量,核查技术要求,凡有不合格的零部件一律不允许装配。(4)零部件装配前要清洗,对于经过钻孔、铰削、镗削等加工的零件应将金属铁屑清除干净,润滑油路要用高压空气吹干净,相对运动的配合表面要保持洁净,防止赃物或沙粒混杂其间造成配合件表面的磨损。(5)电器元件要认真查看铭牌,要注意电压、电流等级,功率、频率参数,检测性能、绝缘性,不合要求的必须更换。(6)对照电气控制原理图,接线图、检查电线电缆的接线方式、走向和固定要求。(7)液压元件、管路的清洗,更换和固定走向,装配。(8)计量校准。大修理后,对于关键的计量器具,应当按照要求送有资质的单位进行校验。
三、装配的精度要求与方法1、保证装配精度(1)配合精度①完全互换法。②分组选配法。③调整法。④修配法。(2)尺寸链精度图5-9为内燃机曲柄连杆机构装配尺寸,其中:A——曲轴座孔中心至缸体上平面的距离;B——曲轴的回转半径;C——连杆大小头中心孔之间的距离;D——活塞销孔中心至活塞顶平面距离;δ——活塞位于上止点时其顶平面至缸体上平面距离。
图5-9内燃机曲柄连杆机构装配尺寸A、B、C、D、δ五个尺寸构成了装配尺寸链。其中δ是装配过程中最后形成的环,是尺寸链的封闭环,δ对柴油机的压缩比有很大影响。
四、装配的组织实施1、流动装配2、定点装配3、装配的场地4、起重与操作五、典型零部件的装配1、过盈配合的装配过盈配合的装配是将较大尺寸(如轴)装入较小尺寸(如孔件)中。(1)常温下的压装配合(2)热装配合热浸加热法。氧—乙炔焰加热法。固体燃料加热法。煤气加热法。电阻加热法。电感应加热法。(3)冷装配合
2、滚动轴承的装配滚动轴承是一种精密器件,一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。滚动轴承可分为球轴承、滚子轴承和滚针轴承;按滚动体在轴承中的排列情况可分为单列、双列和多列轴承;按轴承承受载荷的方向又可分为向心轴承、向心推力轴承和推力轴承。(1)装配前的准备①装配工具的准备。②清洗。③检查。如图5-11所示为滚动轴承的安装。
④注意事项。(a)(b)(c)图5-11滚动轴承的安装。(a)内圈受力(b)外圈受力(c)内外圈受力3、装配举例(1)圆柱孔滚动轴承的装配圆柱孔滚动轴承是指内孔为圆柱形孔的向心球轴承、圆柱滚子轴承、调心轴承和角接触轴承等。圆柱孔滚动轴承是常见的轴承,具有一般滚动轴承的装配共性,其装配方法主要取决于轴承与轴及座孔的配合情况。如图5-11所示。另外,装配时,要注意导正,防止轴承歪斜,否则不仅装配困难,而且会产生压痕,使轴和轴承过早损坏。
图5-12网格加热轴承图5-13吊钩加热轴承(2)圆锥孔滚动轴承的装配图5-14和图5-15所示为圆锥孔轴承的两种不同装配形式。
图5-14直接装在锥形轴颈上图5-15退卸套锥孔轴承装配
1-螺母2-锁片3-轴承4-轴1-轴2-螺母3-锁片4-退卸套5-轴承4、滚动轴承的游隙调整(1)游隙可调整的滚动轴承①垫片调整法。②螺钉调整法。5、齿轮的装配(1)齿轮传动的精度与公差①圆柱齿轮的精度表5-4列出了各种机械所用齿轮的精度等级。
表5-4各种机械所用齿轮的精度等级应用范围精度等级应用范围精度等级测量齿轮3~5拖拉机6~9汽轮机减速机3~6一般减速机6~9金属切削机床3~8钢厂轧钢设备小型齿轮6~10内燃机车与电气机车6~7矿用绞车8~10轻型汽车5~8起重设备机构7~10重型汽车6~9农机8~11②圆柱齿轮公差(2)齿轮传动的装配①齿轮与轴的装配②齿轮轴组件装入箱体。③圆锥齿轮的装配6、密封装置的装配(1)固定连接密封①密封胶密封。包括涂敷、干燥、紧固连接。表5-5列出了密封胶使用时的泄漏原因及原因分析,供参考。
表5-5密封胶使用时的泄漏原因及原因分析泄漏原因可能的造成的原因工艺问题1、结合处处理不洁净2、接合面太大(一般不宜大于0.1mm)3、涂敷不周4、涂层太厚5、干燥时间不符合要求6、连接螺栓力不够大7、原有的密封胶在设备拆除重新使用时,没有更换新的密封胶选用密封材料不当所选的密封胶与实际密封介质不符温度、压力等问题工作温度、环境温度过高或压力太大②密合密封③衬垫密封(2)活动连接的密封①填料密封
②油封密封。油封的泄漏及防止措施如表5-6所示,供参考。
图5-19填料密封1-主轴2-壳体3-软填料4-螺钉5-压盖6-孔环③密封圈密封。包括O形密封圈及装配、唇形密封圈及装配。④机械密封。
表5-6油封的泄漏及防止措施泄漏原因原因分析防止措施唇部损伤或折叠装配时由于与键槽、螺钉孔、台阶等的锐边接触,或毛刺取出不干净去除毛刺、锐边采用装配导向套,注意唇部的正确位置轴端倒角不合适倒角30°,与轴颈光滑过渡包装、储存、输送存在缺陷油封不用时不要拆开包装,不要过多折叠,要存储在干燥阴凉处唇部早期磨损或老化龟裂唇部与轴配合太紧过盈配合对低速可大点,高速可小点拉紧弹簧径向压力太大可改较长的拉紧弹簧唇部与轴间润滑油不充分或无润滑添加润滑油与主轴线速度不适应低速油封不可用于高速前后轴孔的同轴度超差,产生主轴做偏心旋转装配前应校正轴承的同轴度油液压力超过油封承受的限度压力较大时应采用耐压油封或耐压支撑圈油封与主轴或壳体孔贴不完全主轴或壳体孔尺寸存在超差装配前进行检查在主轴或壳体孔装油封处有油漆或杂质装油封处要清洗,保持清洁装配不当严格执行专配工艺机电设备维护与管理主编:黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章
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