机械设备维修与管理的基础知识课件.ppt
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1、2011-2012,第一学期,主讲教师:陈丙三,机制教研室,第一章,机械设备维修与,管理的基础知识,L o g o,机械设备维修,主要内容:,第一节,机械设备的老化,1,第二节,机械设备的故障,2,第三节,机械设备维修方式及发展趋势,3,第四节,维修的经济技术分析,4,L o g o,机械设备维修,1,、有形老化,2,、无形老化,3,、综合老化,(一)有形老化,:,设备实体发生摩擦、磨损等现象。,主要表现在:,1,、零件的原始尺寸,甚至形状发生改变,2,、零部件之间的公差配合性质发生变化,精度降低,3,、零件被破坏,举例:,机床的使用导致零件的磨损、加工精度的降低。,【一、老化的分类】,第一节
2、,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,可以利用下面的经济指标估价机械设备的有形老化:,p,R/K,1,式中,p,一设备的有形老化程度,(,用占其再生产价值的百分,比表达),R,一修复全部老化零件所用的修理费用;,K,1,一在确定设备老化程度时该种设备再生产的价值。,设备有形老化程度指标不能超过,p,1,的极限。,【一、老化的分类】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,(二)无形老化(经济老化),由于非使用和非自然力作用引起的设备的价值损失,。,两种方式,1,、技术进步生产同种产品的效率,成本降低,导致,原设备的贬值,2,、由于新设备的出现导致原来设备,价值,的相对,
3、降低,。,在技术进步影响下的无形老化程度,用设备价值降低系数来表示,,即,1,(K,0,-K,1,)/K,0,=1-K,1,/K,0,式中,1,设备无形老化程度;,K,0,设备的原始价值;,K,1,考虑到第,I,、,II,种无形老化内设备的再生价值,。,第种无形,老化,第种无形,老化,举例,:,手机的价值改变,【一、老化的分类】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,计算,1,时,必须反映技术进步的两个方面对现有设备贬,值的影响:一是相同设备再生产价值的降低;二是具有较,好功能和更高效率的新设备的出现。,K,1,=K,n,(q,0,/q,n,),(c,n,/c,0,),?,式中
4、,K,n,新设备的价值;,q,0,、,q,n,使用相应的旧设备、新设备时的年生产,率;,c,0,、,cn,使用相应的旧设备、新设备时的单位产品耗费,、,?,劳动生产率提高指数和成本降低指数。,指数取值范围:,0,1,0,?,1,【一、老化的分类】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,两种老化共同造成的设备的贬值,。,残余价值,是指机器设备、房屋建筑物或其他有形资产等在,不能继续使用前提下,拆除变现的价值估计数额,。用,K,表,示,设备有形老化的残余价值,(,用原始价值的比率表示,),为,1-,p,;设备无形老化的残余价值,(,用原始价值的比率表示,),为,1-,1,;两种老化
5、同时发生后的设备残余价值为,(1-,p)(1-,1,),计算设备综合老化程度的公式,:,=1-(1-,p,)(1-,1,),式中,设备综合老化程度,(,用原始价值的比率表示,),(三)综合老化,【一、老化的分类】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,任何时刻设备在两种老化作用下的残余价值,K,,可用,下式表示:,K=,(,1-,),K,0,K=(1-,),K,0,=1-1+(1-,p)(1-,1,)K,0,=,(,1-R/K,1,)1-,(K,0,K,1,)/K,0,K,0,=K,1,R,可见:,K,值等于设备再生产的价值减去修理费用,【一、老化的分类】,第一节,机械设备的老
6、化,L o g o,机械设备维修,例一,:,某设备的原始价值,K,0,30000,元,当前需要修理,,其修理费用,R=10000,元,若该种设备再生产时价值,K,1,22000,元,求综合老化程度及两种老化后的残余价值。,p=10000/22000=0.455,1=(30000-22000)/30000=0.267,=1-(1-,p)(1-,1,),=1-(1-0.455)(1-0.267)=0.601,K=22000-10000=12000,【一、老化的分类】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,1,零件寿命的不平衡性和分散性,零件寿命有两个特点,即异名零件寿命,的不平衡性
7、和同名零件寿命的分散性。,2,机械设备寿命的地区性和递减性,机械设备的寿命受自然条件影响很大,3,机械设备性能和效率的递减性,对于各种机械设备的老化规律,应积极研究,制,定出老化的极限,作为维修的依据。,【二、老化的共同规律】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,?,影响:,有形老化严重的设备在修理之前常常不能正常工,作:无形老化严重的设备却不影响它的继续使用,?,补偿决策依据:,假如有形老化期与无形老化期接近:更换新设备。,假如有形老化期早于无形老化期:大修理或更换相似设备:,假如无形老化期早于有形老化期:更新或继续使用,需经,济上全面考虑,?,补偿方式:局部补偿和完全补偿
8、,局部补偿:有形老化,修理;无形老化,现代化的改装,完全补偿:更换,【三、设备老化的补偿】,第一节,机械设备的老化,L o g o,机械设备维修,(一)、故障的概念,故障:,是指整机或零部件在规定的时间和使用条件,下,不能完成规定的功能,,或各项技术,经济指标偏离,了它的正常状况,,但在某种情况下尚能维持一段时,间工作,若不能得到妥善处理,将导致事故,。,【一、故障的概念及其分类】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,机械故障,结构、机器或机械零件在尺寸、形状、材,料性质方面的改变,使结构、机器或机械零件不能达到原设,计要求的功能或者改变原有的各种参数。,例如:某些零部件损坏
9、、磨损超限、焊缝开裂、螺栓松动,,使工作能力丧失;发动机的功率降低;传动系统失去平衡和,噪声增大;工作机构的工作能力下降;燃料和润滑油的消耗,增加等,当其超出了规定的指标时,即发生了故障。,故障的广义定义:,故障是不合格的状态。,【一、故障的概念及其分类】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,(二),故障分类,目的:揭示、分析故障实质,选择适当诊断手段,。,1.,按故障对机械工作能力的影响分类:,?,完全性故障,-,机器丧失主要功能,工作完全中断;,?,局部性故障,-,机器丧失部分功能,工作还能继续进行。,2.,按故障发生性质分类:,?,间断性故障,-,只是短期内丧失某些功能
10、,相加修理调,试就能恢复;,?,永久性故障,-,某些零部件己损坏,需要更换或修理才,能恢复。,【一、故障的概念及其分类】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,3.,按故障发生的快慢分类:,?,突发性故障,-,不能靠早期试验或测试来预测的故障,;,?,渐进性故障,-,能够通过早期试验或测试来预测的故障。,4.,按故障程度分类:,?,破坏性故障,-,既是突发性又是完全性的故障,;,?,渐衰失效性故障,-,既是部分性又是渐进性故障。,【一、故障的概念及其分类】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,5.,按故障原因分类:,磨损性故障,-,在设计设备时就预料到的正常磨
11、损,所造成的故障;,错用性故障,-,由于使用的应力超过设计规定值所,造成的故障。,固有的薄弱性故障,-,使用时的应力虽未超过规定,值,但此值已不适用而导致的故障。,6.,按故障发生、发展现律分类:,随机故障,-,故障发生的时间是随机的;,有规则故障,-,故障的发生比较有规则。,以下两表可从总体上分析故障分布情况,有助于抓,关键,寻对策。,【一、故障的概念及其分类】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,第二节,机械设备的故障,表,2-1 700,台工业汽轮机故障分布率,产品原因,运行原因,外界原因,故障原因,设计,安装,材料,工艺,制造,调试,使用,维护,异物,其它,故障率,%
12、,20.4,16.5,9.1,7.5,12.5,3.8,10.7,8.4,6.3,4.8,表,2-2,船舶柴油机动力装置及主要零件故障统计表,装置及零,件,轴承,汽缸,活塞,燃烧,室,燃油,系统,涡轮,机,齿轮,锅炉,辅助,装置,凸轮,机构,故障数目,283,206,130,66,56,41,39,28,24,百分比,%,25.3,18.4,11.6,5.9,5.0,3.7,3.5,2.5,2.2,装置及零,件,热交,换器,润滑,系统,机座,泵,压缩,机,冷却,系统,推进,器,曲轨,增压,器,故障数目,21,18,33,18,15,12,10,9,9,百分比,%,1.9,1.6,3.0,1.6
13、,1.3,1.0,0.9,0.8,0.8,装置及零,件,标准,件,连杆,排气,系统,仪表,锚机,系统,密封,件,液压,系统,其它,故障数目,8,6,6,5,5,5,3,62,百分比,%,0.7,0.54,0.54,0.45,0.45,0.45,0.27,5.6,L o g o,机械设备维修,1,定义和分类,1.,定义:,故障模式是指产品故障的表现现象。,2.,分类:,有多种分类方法。其中一种是由故障表现形式、诱发故,障的因素以及部位等进行分类。即每一种故障都是由一个或多个故,障表现形式与诱发故障的因素以及一个部位组合而成。,3.,故障表现形式:,弹性变形、塑性变形、断裂、材料变化(金相变化、化
14、学变化、,核变化),4.,诱发故障的因素:,?,力,-,稳定力、不稳定力、周期力、随机力。,?,时间,-,很短、短、长。,?,温度,-,低温、室温、升温、稳定温度、不稳定温度、周期变化温,度、随机变化温度。,?,作用环境,-,化学环境、核变环境。,5.,故障部位:,整体、表面。,(三),故障模式,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,为精确阐明一个特定的故障模式,必须从以上三个,类别中选择适当的类别。,例:某故障表现形式为塑性变形,诱发因素为稳定力、,室温,故障部位为整体型,其,故障模式,称为,屈服,,即在,室温下由于稳定力作用而形成整体塑性变形。,第二节,机械设备的故障,L
15、o g o,机械设备维修,?,由作用力或温度诱发的弹性变形,?,屈服、韧性断裂、脆性断裂、凹痕疲劳,?,疲劳,-,高频、低频、热、表面、冲击、腐蚀、微动等疲劳。,?,腐蚀,-,直接化学腐蚀、电化学腐蚀、裂隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、侵蚀、穴,蚀、氢损伤、生物腐蚀、应力腐蚀。,?,磨损,-,粘着、磨料、腐蚀、表面疲劳、形变、冲击、微动磨损等。,?,冲击,-,冲击断裂、变形、磨损、微动、疲劳等。,?,微动,-,微动疲劳、微动磨损、微动腐蚀等。,?,蠕变、热松弛、应力破坏、热冲击、咬死、剥落、放射性破坏、翘曲、蠕变,翘曲、蠕变,-,疲劳等。,下表为部分机电产品(传动器、轴承、电缆、离合器、连接器、偶合,
16、器、齿轮、电机、电位器、继电器、螺线管、转换器等)故障模式所,占百分比。,故障,模式,腐蚀,变形,侵蚀,摩擦,绝缘,击穿,裂纹,磨损,其它,%,10.8,7.85,0.26,3.01,7.46,0.04,32.3,20.6,【二,、故障的概念及其分类】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,(,一,),可靠性的概念,产品在规定的,条件,下和规定的,时间,内完成规定,功能,的能力。,规定条件,包括工作环境温度,负载情况,维护方式等多方面的条件,(二)可靠性的度量,可靠性的度量指标有很多,常见的见表,2-3,【三、设备的可靠性】,第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修
17、,表,2-3,常用的可靠性指标(续),第二节,机械设备的故障,L o g o,机械设备维修,1,、可靠度,R(t),可靠度定义:产品在规定的条件下和,规定时间内,完成规定功能的概率。,R(t),最大值为,1,,最小值为,0,2,、不可靠度,(或失效概率或累计故障概率),F(t)=1-,R(t),设有,N,0,个相同零件,当达到工作时间,t,时,有,N,t,个零件失效而仍,能正常工作的零件为,N,个,则零件的,可靠度,为,R(t)=N/N,0,=(N,0,-,N,t,)/N,0,不可靠度,(或失效概率),F(t),F(t)=N,t,/N,0,=1-,R(t),第二节,机械设备的故障,L o g
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