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機(jī)電設(shè)備維修的基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
機(jī)電設(shè)備在使用過(guò)程中，不可避免地會(huì)由于磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕和老化等原因造成設(shè)備性能的劣化以致出現(xiàn)故障，從而會(huì)使其不能正常運(yùn)行，最終導(dǎo)致設(shè)備 損壞和停產(chǎn)而使企業(yè)蒙受經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成災(zāi)難性的后果。因此，減緩機(jī)電設(shè)備劣化速度，排除故障、恢復(fù)設(shè)備原有的性能和技術(shù)要求，需要設(shè)備維修從業(yè)人員掌 握一整套系統(tǒng)的、科學(xué)的維護(hù)和修理設(shè)備的技術(shù)和方法。本模塊主要研究和討論機(jī)電設(shè)備維修技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。主要內(nèi)容有：設(shè)備維修體系；發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)； 機(jī)械零件的失效及其對(duì)策；設(shè)備修理的一般工作過(guò)程和設(shè)備維修前的準(zhǔn)備。
一、設(shè)備的劣化及補(bǔ)償
機(jī) 械設(shè)備在使用或者閑置過(guò)程中逐漸喪失其原有性能，或者與同類新型設(shè)備相比較性能較差，顯得舊式化的現(xiàn)象稱為設(shè)備的劣化。設(shè)備的劣化可分為使用劣化，自然劣 化和災(zāi)害劣化。使用劣化是指設(shè)備在使用過(guò)程中，由于磨損和腐蝕所造成的耗損、沖擊、疲勞和蠕變等所造成的損壞和變形，原材料的附著和塵埃的污染之類現(xiàn)象， 使設(shè)備失去其原有的性能。自然劣化是指設(shè)備在進(jìn)廠之后不管使用與否，隨著時(shí)間的流逝，或者受大氣的影響而使材料老朽化，或者遭受意外的災(zāi)害而加快這種老朽 化的速度的現(xiàn)象。災(zāi)害劣化是指由于自然災(zāi)害，如暴風(fēng)、水浸、地震、雷擊、爆炸等使設(shè)備遭受破壞或設(shè)備性能下降的現(xiàn)象。設(shè)備劣化還可分為絕對(duì)劣化和相對(duì)劣 化。絕對(duì)劣化就是設(shè)備的老朽化，即隨著時(shí)間的流逝，設(shè)備逐漸損耗，逐漸老朽直至需要報(bào)廢。相對(duì)劣化是指原有的設(shè)備和新型設(shè)備相比較，性能低、質(zhì)量差，因而 顯得舊式化的現(xiàn)象。設(shè)備劣化導(dǎo)致設(shè)備技術(shù)性能下降，或者與新型設(shè)備相比，原有設(shè)備的技術(shù)性能較差，這一類劣化又稱之為技術(shù)性劣化。如果從設(shè)備的經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái) 看待，隨著時(shí)間的流逝，其價(jià)值也在減少，這又稱之為經(jīng)濟(jì)性劣化。設(shè)備的劣化使設(shè)備的性能下降，故障增多，維修費(fèi)用增加，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量減少，質(zhì)量下 降，成本增高并且不能保證按期交貨，職工的安全感和情緒下降等，造成各種損失。對(duì)設(shè)備劣化的補(bǔ)償方法有兩種:一是用新設(shè)備來(lái)替換已經(jīng)劣化或損耗的舊設(shè)備， 即進(jìn)行設(shè)備更新；二是在使用過(guò)程中通過(guò)檢修進(jìn)行局部性的補(bǔ)償。由于設(shè)備零部件使用壽命是長(zhǎng)短不齊的，因此用檢修方法進(jìn)行局部性的補(bǔ)償，具有重要的經(jīng)濟(jì)意 義。
二、機(jī)械零件的失效形式
機(jī) 器失去正常工作能力的現(xiàn)象稱為故障。在設(shè)備使用過(guò)程中，機(jī)械零件由于設(shè)計(jì)、材料、工藝及裝配等各種原因，喪失規(guī)定的功能，無(wú)法繼續(xù)工作的現(xiàn)象稱為失效。當(dāng) 機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵零部件失效時(shí)，就意味著設(shè)備處于故障狀態(tài)。機(jī)器發(fā)生故障后，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)部分或全部下降而達(dá)不到預(yù)定要求，如功率下降、精度降低、加工表 面粗糙度達(dá)不到預(yù)定等級(jí)或發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)、出現(xiàn)不正常的聲響等。
機(jī) 電設(shè)備的故障分為自然故障和事故性故障兩類。自然故障是指機(jī)器各部分零件的正常磨損或物理、化學(xué)變化造成零件的變形、斷裂、蝕損等，使機(jī)器零件失效所引起 的故障。事故性故障是指因維護(hù)和調(diào)整不當(dāng)，違反操作規(guī)程或使用了質(zhì)量不合格的零件和材料等造成的故障，這種故障是人為造成的，可以避免。機(jī)器的故障和機(jī)械 零件的失效密不可分。機(jī)械設(shè)備類型很多，其運(yùn)行工況和環(huán)境條件差異很大。機(jī)械零件失效模式也很多，主要有磨損、變形、斷裂、蝕損等四種普通的、有代表性的 失效模式。
三、具體簡(jiǎn)介汽缸體的缺陷：修復(fù)工藝
氣 缸體是引擎基本結(jié)構(gòu)，是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組的重要組成部分，在氣缸蓋和油底殼之問(wèn)，是可燃?xì)怏w壓縮、燃燒和膨脹的空間。燃燒過(guò)程中，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá) 2（xk）℃～3000～℃它的內(nèi)壁直接受到高溫高壓氣體的作用，而外壁又受到風(fēng)(或水)的冷卻，使缸體承受較大的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，因此要求氣缸套要有 足夠的強(qiáng)度和剛度，且工作時(shí)變形小。此外，氣缸體對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，氣缸內(nèi)壁除受活塞的側(cè)壓力外，還由于活塞的高速運(yùn)動(dòng)，使氣缸壁受到強(qiáng)烈的摩擦， 是發(fā)動(dòng)機(jī)磨損最嚴(yán)重的表面之一，因此，要求氣缸體必須具有一定的耐磨性其工作條件高溫高壓、且活塞在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，摩擦很大，處于這樣一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中可 以確定經(jīng)常發(fā)生一些問(wèn)題。
(一)汽缸體常見(jiàn)的問(wèn)題
氣 缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)組成中技術(shù)要求較高的基礎(chǔ)件，一般為灰口鑄鐵。常見(jiàn)的氣缸體缺陷有：螺紋滑扣、裂紋、滲漏、局部磨損和缺損，如不及時(shí)修復(fù)，將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的 使用性能和壽命。在修理時(shí)，首先要詳細(xì)分析缸體缺陷的性質(zhì)、缺陷所在位置的剛性，幾何形狀的復(fù)雜程度、有無(wú)自由熱脹冷縮的可能性以及修復(fù)質(zhì)量要求等，然后 針對(duì)缺陷采取相應(yīng)的措施修復(fù)。目前，有不少修理工不會(huì)正確選用修復(fù)工藝，以致修復(fù)質(zhì)量不高，甚至將本來(lái)很易修復(fù)的缸體修壞、報(bào)廢。為此，本節(jié)提出了氣缸體 缺陷的綜合修復(fù)工藝，供修復(fù)缸體時(shí)參考。
(二)汽缸體常見(jiàn)問(wèn)題的修復(fù)方法
1、鑲螺套法
將 滑扣的螺孔用鉆頭擴(kuò)孔，然后攻絲，擰入螺塞，主要用于修復(fù)損壞的螺孔。再在螺塞上鉆孔，攻絲即可。例如原螺孔為萬(wàn)m12，擰入的螺塞取m18，螺塞要稍帶 錐度，大端直徑為18.5mm，擰入后即能自行栓緊，經(jīng)鉆孔直徑為10.1mm后，攻絲m12即能使用。鑲套法簡(jiǎn)便易行，不會(huì)產(chǎn)生焊補(bǔ)時(shí)出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象， 所以應(yīng)用較廣泛。
2、加熱減應(yīng)氣焊法
主要用于修復(fù)缸體上平面的裂紋與邊角缺損。在用氧乙塊焰氣焊缸體時(shí)，同時(shí)對(duì)減應(yīng)區(qū)加熱，能夠消減焊接應(yīng)力，防止缸體開(kāi)裂。此法的優(yōu)點(diǎn)在丁焊縫能夠進(jìn)行機(jī)械加工，可焊補(bǔ)大塊的缺損、與整體預(yù)熱氣焊相比．焊補(bǔ)質(zhì)量較好，工人的勞動(dòng)條件也得到改善。
3、手工電弧冷焊法
手工電弧冷焊法用于修補(bǔ)缸體水套壁的裂紋與破損。
4、厭氧膠粘補(bǔ)法
主 要用于修復(fù)氣門彈簧座和氣門導(dǎo)管壁的裂紋以及氣缸套壁滲漏缺陷。其優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)缸體無(wú)熱影響，不會(huì)產(chǎn)生熱力拉裂缸體。缸體的氣門彈簧座及氣門導(dǎo)管壁等處的壁 厚約2mm左右，要焊補(bǔ)這么薄的部位是極為困難的，可以說(shuō)是禁區(qū)。而用厭氧膠粘補(bǔ)則非常簡(jiǎn)便，只要按工藝規(guī)范操作，很易成功。粘補(bǔ)的另一優(yōu)點(diǎn)是膠接層有良 好的密封性，耐熱、耐腐蝕，因此用于修補(bǔ)氣缸套壁的滲漏缺陷非常合適。
5、刷鍍法
主要用于修復(fù)軸承座的磨損、失圓和不同軸度。缸體的曲軸主軸承座和各軸承座孔是很難用焊接修復(fù)的，焊接不但會(huì)造成缸體變形，而且焊后還需精加工。如用刷鍍修復(fù)則非常簡(jiǎn)便，鍍后稍加修整即能交付使用。
總結(jié):氣缸體的損壞形式是多種多樣的，各種缺陷所處的部位也不一樣，因此修復(fù)時(shí)應(yīng)靈活運(yùn)用上述幾種方法綜合修理才能取得滿意的修復(fù)效果，如果采用單一的焊接或粘接法修理，不是針對(duì)缺陷對(duì)癥下藥，往往會(huì)降低修復(fù)質(zhì)量，甚至導(dǎo)致缺陷擴(kuò)大和延伸。
汽 缸體作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部分，作用不必過(guò)多的描述，它承受著燃燒過(guò)程中壓力和溫度的急劇變化以及活塞運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈摩擦。在出問(wèn)題時(shí)，我們不得不去修復(fù)，但是日 常的保養(yǎng)、維護(hù)也是很必須的，鑒于汽缸體運(yùn)行在這么一個(gè)高溫巨變的環(huán)境中，要確保它周圍的冷卻系統(tǒng)完好的運(yùn)轉(zhuǎn)，以便及時(shí)散熱。