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浅谈工程机械的故障分析及常见故障维修
[2020-05-11]

工程机械设备在使用过程中, 由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响, 其零部件会逐渐地被磨损、变形、断裂、蚀损等,设备的技术状态将会产生劣化, 不可避免地出现各种各样的故障。工程机械维修应遵循“增加利润、节省原材料、优化投资回报、延长设备的使用寿命、减少生产费用、避免事故和技术性灾难”的原则。


  1. 工程机械的故障调查分析及常见故障现象


  1.1 在分析工程机械出现的故障时, 一般是从故障的表象入手, 通过故障表象找出原因和故障机理。由于受现场条件的限制, 观察到或测量到的故障现象可能是系统的, 如离心泵不吸液; 也可能是某一部件的, 如离心泵的填料过热; 也可能是某一零件的, 如轴或轴套表面损坏等。对故障分析主要包括以下步骤:


  (1)现场调查。主要包括收集发生故障的时间、环境、顺序等背景数据和使用条件; 故障现场摄像或照相; 收集和整理故障件的主要历史资料如设计图样、操作规范、验收报告、故障情况记录和维修报告等; 对故障件进行初步检查、鉴别、保存和清洗等。


  (2)分析并确定故障原因和故障机理。主要包括对故障件的无损检验、性能试验、断口的宏观与微观检查等检查与分析; 必要的理论分析和计算,如强度、疲劳、断裂力学分析及计算等; 初步确定故障原因和机理。


  (3)提出分析结论。当某一件故障分析工作做到一定阶段或试验工作结束时, 都要对所获得的全部资料、调查记录、证词和测试数据, 按设计、材料、制造、使用四个方面是否有问题来进行集中归纳、综合分析和判断处理, 提出一个结论明确、建议中肯的报告。


  在生产现场, 当工程机械运行时发生故障的时候, 机修人员欲对故障进行快速判断并采取相应措施, 先可以用问、看、嗅、听、摸的方法直接判断。问就是向操作者询问故障发生经过, 弄清楚是突发的、渐发的或者是调修后产生的, 以及以前的处理方法;看就是观察发生故障时零部件所处位置及加工件的类型和当时的周围环境情况;嗅就是用嗅觉器官嗅现场气味来作判断,例如:机械温度过高或电机绕组烧毁故障所散发出的绝缘物、油漆的气味;听就是判别各种传动机械的不正常声响和产生的部位;摸就是手触摸设备的温度或振动等等是否正常。这样, 根据问、看、嗅、听、摸所捕捉到的信息, 可以较快地作出判断。


  若采用上述的基本方法而判断不出故障部位或故障原因的情况下, 要考虑采取分段隔离法或分步法检查。例如, 工程机械工作不正常, 压力不足, 则先检查油压, 正常时检查其他方面, 不正常时就查油位、油缸或油管头接头; 再查电磁阀是否正常, 正常查下级, 否则查接触器等等。当然, 对于这种系统的检查必须搞清作用原理和动作顺序, 而后逐项跟踪查找故障所在。工程机械中有的故障产生的原因比较复杂, 有设备、材料、环境因素以及操作者的技术水平等诸多因素, 这种情况采用“分步法”来检查、排除故障, 效果比较好。


  1.2 无论是操作人员或机修人员,掌握熟悉一般传动机构等零部件的常见故障现象,对判断故障、防止故障范围扩大,减少故障损失是很重要的。常见工程机械传动部件的故障现象如下:


  齿轮传动: 传动中齿轮啮合时产生吱吱的尖叫声, 且随转速提高而增大, 一般是啮合间隙偏小; 若是传动产生当当的响声, 而且声响随负荷加大而降低, 则是传动中齿轮啮合间隙太大; 假如吱吱声是断续的, 一般是半圈紧半圈松, 这大多是因为齿轮制造精度差或某一轴弯曲变形。传动中若产生当当的敲击声时, 一般是两轴中心距大或齿轮齿形瘦窄。


  皮带传动: 在同一组中, 皮带长短不一或者皮带轮槽深浅不一, 皮带轮轴弯曲均会产生较大的振动, 对那些精密的设备还可能形成振动源。若调得太松, 起动时会产生怪叫声, 并且会发生起转慢, 主动轮发热, 调得太紧, 会发出吱吱声并且导致皮带和皮带轮发热, 从而损伤皮带。


  轴承、滚动轴承调得太紧,轴或轴承孔配合过盈大,轴和孔加工精度低以及润滑不良等,高速时会产生尖叫声并且发热、冒烟; 调整得太松不但噪声大, 还会损坏轴承上的轴及齿轮。轴承运行到一定的时间后会产生磨损, 精度下降甚至滚珠、滚道损坏, 这种故障一旦产生, 必然对机器的正常运转直接产生不良的影响。


  2.工程机械故障的维修及注意事项


  2.1 工程机械故障85%以上是由磨损产生的。对于工程机械, 一要尽可能减少零部件的磨损, 预防故障的产生;二要灵活运用修理方法,不断探索和研究新的维修方法。野外工程机械维修, 由于有配件、材料、吊装设备等的困难, 要求维修人员充分发挥聪明才智来尽快排除故障。有效的现场应急维修必不可少,有如下几种:


  (1)零件修理法:采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件。例如一台输送泵, 料斗的搅拌轴因磨损严重突然不能工作, 配件一时又难以买来。这种情况下, 可将搅拌轴拆下, 采用堆焊及车床加工的方法, 迅速恢复机械的作业, 同时也节省了资金。


  (2)零件换用或替代修理法:用完好备件替换已经损坏的配件, 在大修及现场维修时均可采用。同时可以充分利用库存材料, 替代工程机械已经损坏的零部件。如用普通钢板制作的垫片代替缺损的垫圈, 用烟盒做垫圈代替低压油路的密封垫圈,用塑料布代替水泵中密封的石棉绳等, 可临时解决应急维修的需要。


  (3)零件弃置法:越过已经产生故障的零部件,将管路或电路连接起来, 快速恢复工程机械作业。如自卸车的刹车分泵皮碗损坏漏气, 造成制动不灵。在管路中临时分一个阀门, 将通往该分泵的气体关闭, 迅速恢复作业; 冬季施工时, 机油散热器冻裂, 在野外无法修复。可去掉散热器, 将机油管直接与机体油道接通, 将散热器水管短接, 迅速恢复机械的作业。


  对于临时应急维修,机械使用过程中一定要高度关注,毕竟只是权宜之法,应避免因临时维修失败造成更大范围的机械故障、机械损毁。要尽快安排替换正规合格的零部件,或同步与生产供应商联系请求专业咨询和维修。


  2.2 工程机械维修应注意以下事项:


  (1)要采用科学合理的修理方法,减少或尽量避免那些不必要的拆卸。


  (2)对有故障的零件和相关件,修复或更换,安装前都应做必要的检查,以防止故障重复出现。


  (3)对重复出现故障的零件,一定要查清零件损坏的真正原因,再进行安装以保证机械的可靠性达到彻底解决的目的。


  (4)要重视拆卸零部件的清理和清洗,否则会加速零件的磨损和损坏,降低机械原有的精度和可靠性。


  (5)螺栓、螺母安装时要注意的问题:螺栓、螺母与零件的接触面应光洁平整;紧固同一平面的成组螺栓和螺母时,必须按规定的顺序,分次逐步加力紧固;螺纹上的脏物要清洗干净;螺栓、螺母的紧固力矩一定要按标准进行紧固。


  (6)轴承安装时应注意的问题:要根据轴承尺寸和配合过盈量的大小,采用适当的安装方法(冷装、热装、压装、打装)。安装时必须用专用工具,在安装前要清洗各配合面并涂油防止轴承偏斜装入。


  (7)齿轮传动件安装应注意的问题:齿轮和轴的配合要适当,不能有偏心或偏斜现象。


  (8)油封安装时应注意的问题:施加在油封端面的压力必须均匀适当,防止安装时因施加压力不当而使油封变形,降低密封性能。


  (9)各高速部位要按标准进行调整,安装后要全面仔细检查各部件的位置、紧固、调整是否正确齐全。


  3.结束语


  工程机械在使用过程中一定要加强定期与不定期检查,及时了解机械的运行情况,对出现的大、小故障,要及时进行分析排查,不要因延误检查维修而酿成更大的损失。


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