机电设备诊断与维修复习汇总Word下载.docx

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1）微量切削说：

即磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的，微量切削大多数呈螺旋状或环状，与金属切削加工的切削形状类似。

2）疲劳破坏说：

即磨料磨损主要是磨料使金属表面层受到交变应力和变形，使材料表面疲劳破坏，并呈颗粒状态从表层脱落下来。

3）压痕破坏说：

即塑性较大的材料，因磨料在载荷的作用下压入材料表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物。

4）断裂说：

即磨料压入和擦划金属表面时，压痕处的金属要产生变形，磨料压入深度达到临界值时，伴随压入而产生的拉伸应力足以产生裂纹。

在擦划过程中产生的裂纹有两种主要类型：

一种是垂直于表面的中间裂纹，另一种是从压痕底部向表面扩展的横向裂纹。

当横向裂纹相交或扩展到表面时，便发生材料呈微粒状脱落，形成磨屑的现象。

疲劳磨损产生的机理：

有两种假说。

1）滚动接触疲劳磨损说：

在滚动接触过程中，材料表层受到周期性载荷作用，引起塑性变形、表面硬化，最后在表面出现初始裂纹，并沿与滚动方向呈小于450的倾角方向由表向里扩展。

表面上的润滑油由于毛细管的吸附作用而进入裂纹内表面，当）滚动体接触到裂口处时将把裂口封住，使裂纹两侧内壁承受很大的挤压作用，加速裂纹向内扩展。

在载荷的继续作用下，形成麻点状剥落，在表面上留下痘斑状凹坑，深度在0.2㎜以下。

2）滚滑接触疲劳磨损说：

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