第十章机器设备的质量检验以及试验讲解.docx
《第十章机器设备的质量检验以及试验讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十章机器设备的质量检验以及试验讲解.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第十章机器设备的质量检验以及试验讲解
第十章 机器设备的质量检验及试验
第一节 机器设备质量评定的主要内容
一、机器设备质量评价的主要内容
（一）主要性能：
生产性：
单位时间能够生产更多的产品或提供更多的服务；
可靠性：
在规定的时间和规定的条件下，完成规定功能的能力；
可靠度：
在规定的时间和条件下，能够正确执行其功能的概率；
节能性；
维修性；
耐用性：
指自然寿命，但应结合经济寿命和技术寿命综合考虑。
（二）精度要求：
精度指数T是评价机器设备有形磨损造成各部件之间相互位置变动的一个重要数据，设备精度指数T值越小，说明期精度越高。
TP-实测精度
TS-标准精度
n-实测项数
精度指数
T≤0.5 新机床验收
=0.5-1 大修后验收
=1-2 继续使用注意调整
=2-2.5 需要重点修理或大修
>3 需要大修或更新
（三）对于运动系统、操作系统、液压系统、电气系统、动力系统、环境保护和工业卫生、安全可靠、维护保养以及配套齐全等方面，均提出相应的要求。
二、机器设备质量评定中应注意的问题
（一）机器设备主要质量指标的劣化程度
在机器设备主要质量指数标中，输出参数是根据机器设备的用途对其提出的不同要求而制定的。
输出参数确定了机器设备的状态，且易检测，同时技术文件中又规定了其极限值，因此输出参数是判断机器设备质量的一个重要依据。
（二）机器设备的可靠度
机器设备的可靠度是指机器设备在规定的时间和条件下，能正确执行其功能的概率。
评价机器设备时，应根据不同机器设备可靠度要求和实际无故障工作概率来考核机器设备的质量。
（三）机器设备的经济指标
1.机器设备在使用过程中，是否能以最小的消耗获得尽可能大的
效益。
2.机器设备在使用过程中，其维持费的高低。
第二节 金属切削机床质量评定及检验
一、机床精度的检验
金属切削机床质量的优质的优劣主表现在其技术性能和精度上。
机床精度在一定程度上反映机床综合技术状态，因此，对金属切削机床质量进行评定时，应考查其精度。
（一）几何精度：
机床在不运转时部件间相互位置精度以及主要零件的形状精度和位置精度，包括导轨的直线度、工作台面的平行度、导轨或部件之间的垂直度、主轴回转中心线的径向跳动和轴向窜动、主轴中心与其它对应构件中心或孔中心的同轴度以及回转工作台的分度精度等。
几何精度是评定机床精度的主要指标。
国家规定普通机床的主要检验项目如下：
1.主轴锥孔轴线的径向跳动
百分表固定在溜板上，探头顶在检验棒表面上，旋转主轴在a、b两处检验。
长度L=300mm时，允差值a=0.01mm；
b=0.02mm。
2.主轴轴线对溜板移动的平行度
将检验棒插入主轴锥孔内，而百分表固定在溜板上，在移动溜板时，探头在棒的上母线a和侧母线b处测量。
长度L=300mm时，允差值a=0.03mm（只许向上偏）
b=0.015mm（只许向前偏）。
3.主轴轴向窜动
将检验棒插入主轴锥孔内，检验棒中心放一钢球；而百分表固定在溜板上，探头顶在钢球上。
转动主轴时，百分表读数的最大差值。
允差值为0.01mm。
4.尾座套筒锥孔轴线对溜板箱移动的平行度
将检验棒紧固在固定的尾座上，百分表随溜板移动，在上母线和侧母线上读数的最大值。
长度L=300mm时，允差值a=0.03mm（只许向上偏）
b=0.03mm（只许向前偏）。
5.床头和尾座两顶尖等高度
检验棒安装在主轴和尾座顶尖之间，百分表随溜板移动，在检验棒两端读数的差值，即为等高度误差。
允差值为0.04mm（只允许尾座高）
（二）工作精度：
机床在动态条件下对工件进行加工时所反映出来的机床精度。
通过机床加工后工件的实际几何参数与理想几何参数符合程度好，则机床工作精度高；符合程度差，则机床工作精度低。
1.影响机床工作精度的主要因素
（1）机床变形
①机床刚度：
在外力作用下抵抗变形的能力。
包括构件本身的刚度和构件之间的接触刚度。
②热变形：
由于各个部分温度不同以及热膨胀系数不等而引起，最大可占机床误差的70%。
（2）机床振动：
在本质上可分为受迫振动和自激振动两种。
机床的抗振性能由机床刚度、阻尼特性、固有频率决定。
2.机床工作精度的评价：
目前，对机床工作精度的评价主要是通过切削典型零件所达到的精度，间接地对机床工作精度做出综合评价。
普通车床工作精度主要采用以下项目评价：
（1）精车外圆的圆度和圆柱度
（2）精车端面的平面度
（3）精车螺纹的螺距误差
例题：
已知某机床其几何精度和工作精度的实测值和允差值，如下表所示。
试确定该机床的精度指数。
表10-1某车床各检查项目的标准精度值和实测值
项目名称
允差值（mm）
实测数值（mm）
几何精度
主轴锥孔轴线的径向跳动
主轴线对溜板移动的平行度
主轴轴向窜动
尾座套筒锥孔轴线对溜板箱移动的平行度
床头和尾座两顶尖等高度
0.01
0.03
0.01
0.03
0.04
0.02
0.02
0.01
0.02
0.03
工作精度
精车外圆圆柱度
精车端面平面度
精车螺纹距误差
0.03
0.02
0.04
0.04
0.02
0.04
结论：
精度指数小于2，故该机床可继续使用，但需要注意调整。
二、金属切削机床的质量评定
在金属切削机床的质量判定中，机床精度的检查最为重要，除此之外，尚须检查传动系统、操作系统、润滑系统、电气系统、运动系统等。
对金属切削机床质量评定的方法包括仪器测定法和观察判断法。
机床几何精度和工作精度的检验使用仪器测定法。
机床运动系统发热、振动、磨损以及裂纹等也可使用仪器测定法。
观察判断法是借助简单的工具以及人的感官，对机床的质量进行定性分析判断的方法。
包括查、看（变形、伤痕、加工件质量、颜色、油路、电气等情况）、听（摩擦、泄漏、冲击、敲击等声音）、摸（温升、振动、伤痕、松紧程度等）。
三、金属切削机床试验
金属切削机床试验是为检验机床的制造质量、加工性质和生产能力而进行试验。
主要进行空转试验和负荷试验。
（一）空运转试验：
机床的空转试验是在无载荷状态下运转机
床，检验各机构成的运转状态、温度变化、功率消耗，操纵机构动作的灵活性、平稳性、可靠性和安全性。
表10-2主轴承允许的温度和温升
轴承型式
温度℃
温升℃
滑动轴承
滚动轴承
60
70
30
40
表10-3液压系统允许的温度和温升
机床类别
温度℃
温升℃
精密、普通机床
高精度机床
60
55
30
25
表10-4自动控制机床的连续空动转时间
机床控制形式
机械控制
电液控制
数字控制
一般数控
加工中心
时间（h）
4
8
16
32
（二）机床的负荷试验：
机床的负荷试验是用以试验机床最大承载能力。
负荷试验一般用实际切削方法，按试验规程进行。
在负荷试验时，机床所有机构正常工作，不应有时显的振动、冲击、噪声和不平衡现象。
1.主轴最大转矩试验
2.短时超负荷试验
3.电动机最大功率试验
4.重型机床最大静载荷试验
第三节 内燃机质量评定及检验
一、内燃机的损伤
由于内燃机在工作中承受着复杂的机械负荷和热负荷，它会因磨损、疲劳、热损伤、腐蚀等作用产生损伤、故障或失效。
内燃机的损伤内主要有磨损、疲劳损伤和热损伤。
二、内燃机主要故障分析
内燃机故障症状主要反映在功率、燃油和润滑油消耗、漏水、漏油、漏气、起动、电控系统及排烟异常等方面。
常见的现象有：
功率下降、燃油消耗增加
曲轴箱窜气量增大，机油消耗增加
异常振动加剧
排烟量增大，烟色异常：
正常情况下为无色，加速时为淡灰色。
注意白烟、黑烟、蓝烟的原因。
白烟：
燃油中含水分、工作温度低、喷油雾化不良、喷油压力不足等
蓝烟：
润滑油进入汽缸、机油上窜、燃油中混入润滑油等
黑烟：
压力不足、供油量过大、燃油质量低劣等导致的燃料燃烧不完全等
排气烟度是评价柴油机工作性能极其重要的参数。
三、内燃机排放
内燃机排出的废气既关系到内燃机的做功能力、经济性能及工作可靠性，又对环境保护和人类健康产生很大影响。
由于燃料不完全燃烧，产生对大气环境和人类健康影响最大的有害排放物有CO、HC、NOX微粒。
减少排放污染物的主要方法有：
1.提高燃油质量。
2.内燃机内部采用措施。
3.内燃机外部净化措施。
四、内燃机质量评定
（一）直观判断发法：
看：
水、油、气的温度，压力，颜色等；
听；
摸。
（二）内燃机状态监测：
铁谱检测
油液光谱检测
振动检测
磁塞检查法
参数检测
（三）内燃机台架试验
五、内燃机试验
（一）试验类别
定型试验；投入批量生产前，检查是否达到设计要求或改进要求。
验收试验：
检验产品是否达到合同以及有关技术文件的要求。
抽查试验。
表10-5内燃机试验和检查项目
序号
试验、检查项目
试验类别
定型试验
验收试验
抽查试验
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
起动性能试验
调速性能试验
负荷特性试验
速度特性试验
使用特性试验
万有特性试验
标定功率工作稳定性试验
空载特性试验
最低空载稳定转速测定
最低工作稳定转速测定
各缺工作均匀性试验
机械效率的测定
热平衡试验
噪声测定
排气烟度测定
排气排放测定
机械振动和曲轴扭转振动试验
活塞漏气量测定
机油消耗的测定
清洁度测定
特殊性能试验
功能检查
可靠性耐久性试验
√
√
√
√
▽
√
√
√
√
▽
√
√
▽
√
√
√
▽
▽
√
▽
▽
√
√
▽
▽
▽
▽
▽
▽
√
×
√
▽
▽
▽
▽
▽
√
▽
▽
▽
√
▽
▽
√
×
▽
▽
▽
▽
▽
▽
√
▽
√
▽
▽
▽
▽
▽
√
▽
▽
▽
√
▽
▽
√
▽
注：
①符号说明：
√--推荐进行的项目；×--可不进行的项目；▽--按南要选定进行的项目。
②对推荐进行的项目"√"及按需要选定进行的项目"▽"，若项目中饮食多项内容时，也可择需进行部分内容试验。
（二）试验和检查项目：
由各专业标准规定，特别重要的是：
1.负荷特性试验：
转速一定时，内燃机性能（扭矩、燃料消耗量、排气温度）随负荷变化的关系。
负荷特性反映内燃机在不同负荷下运转的经济性以及排气温度等参数，并且比较容易测定，所以经常用来作为性能比较的依据。
2.速度特性试验：
油量保持不变时内燃机性能（扭矩、燃料消耗量、功率、排气温度等）随转速变化的规律。
当油量控制机构在标定位置时，测得的特性为全负荷速度特性，也称为外特性。
外特性反映了内燃机所达到的最高性能，确定了最大功率、最大扭矩以及相应的转速，因而是内燃机出厂时必须提供的特性。
负荷特性试验和速度特性试验是在内燃机试验台架上进行的。
第四节 其它设备质量检验及试验
一、压力容器质量检验
（一）外部检查：
运行中的在线检查；
由检验单位有资格的压力容器检验员或安全监察机构认可的试验单位压力容器专业人员进行；
检查内容包括容器本体以及接头部位的裂纹、过热、变形、泄漏；表面的腐蚀、保温层的破损；有无异常振动；支撑是否稳固；安全备件状况等。
（二）内外部检查：
首次内外部检验：
投入试验一段时间后进行。
由检验单位有资格的压力容器检验员进行。
定期内外部检验：
由检验单位有资格的压力容器检验员进行。
（三）耐压试验：
停机检验时，超过最高工作压力的液压或气压试验。
主要用来检查容器的整体承载能力，还可发现潜在的危险缺陷。
（四）在用压力容器安全状况等级
等级
资料
缺陷情况
检验结论
一级
齐全
设计制造质量符合要求，无缺陷
二级
齐全
不危及使用安全
三级
不够齐全
可在法定检验周期中安全使用
四级
不齐全
不能保证在法定检验周期中安全使用
必须监控
五级
严重、危及使用安全
判废
判断依据：
出厂资料是否齐全、设计制造质量是否符合法规与标准、是否存在缺陷以及严重程度、根据检验报告结论可否使用。
上述缺陷，只要具备其中一项，即可判定安全等级。
二、锅炉性能试验
（一）锅炉水压试验
1.水压试验的目的：
检查受压部件的严密性，包括焊口、胀口、铆钉、铆缝以及金属表面有无渗漏；
检查受压部件在试验压力下是否产生肉眼可见的塑性变形。
2.水压试验的种类：
工作压力试验和超水压试验。
超水压试验应用在以下情况：
锅炉新装、改装；停用一年以上；受热面经过重大修理；对受压部件有怀疑等。
3.水压试验的合格标准
焊接锅炉,维持试验压力5分钟,压力保持不变,所有焊缝及受压部件金属表面,没有水痕、水雾及任何漏水现象；
铆接锅炉,维持试验压力20分钟,压力保持不变，所有铆缝、胀口，可以有水痕，但水不流动，且能保持试验压力；
试验后，锅炉受压元件没有肉眼可见的残余变形。
（二）锅炉热效率试验
1.热效率定义：
锅炉热效率：
送入锅炉燃料的热量中有效利用的百分数。
热量损失包括几个方面：
排烟、化学不完全燃烧、机械不完全燃烧、锅炉本体散热。
2.正平衡热效率试验（输入输出热量法）：
直接测量锅炉产生蒸汽的热量、单位时间耗煤量以及煤的低位发热量，然后进行计算。
式中，
分别表示每千克燃料输出热量、每千克燃料输入热量、燃料基低位发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气带来的热量和燃料雾化蒸汽带入热量。
3.反平衡热效率试验（热损失法）：
直接测量和计算锅炉各种热量损失，则
锅炉热效率=（1-各项热损失）×100%
分别表示每千克燃料排烟损失热量、每千克燃料气体未完全燃烧损失热量、每千克燃料固体未完全燃烧损失热量、每千克燃料锅炉散失热量以及每千克燃料灰渣物理损失热量。
正平衡热效率试验比较简单，但误差较大；
反平衡热效率试验，精确性较高，并且能够分别测量各种热量损失，有针对性地采取措施。
4.锅炉净效率：
考虑锅炉辅机等设备的热耗和电耗后的效率。
5.热效率试验方法与准确度：
对电站锅炉：
采用热损失法测定，辅以输入-输出热量法作为参考。
试验进行二次，二次试验结果应在允差范围之内，否则应进行第三次试验，并以落在允差范围之内的两次试验结果平均值作为试验热效率。
对工业锅炉：
同时进行输入-输出和热损失两种测定。
各进行二次，二次输入-输出的热效率之差应≤4%，二次热损失热效率之差应≤6%，否则要补做试验，直到合格为止。
最后则以输入-输出二次测定的结果的均值作为实验热效率。
（三）锅炉蒸发量、蒸汽参数试验
1.蒸发量、蒸汽压力与温度。
2.锅炉最大连续蒸发量。
第五节 起重机的检验与试验
一、起重机的检验
起重机的零部件在使用倒一定程度后就要报废。
（一）桥架的检验：
桥架是起重机的主要受力部件。
它必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
其损坏形式主要是疲劳损伤。
在反复起升载荷引起的交变应力作用下，导致桥架产生下挠或局部产生疲劳裂纹。
两次下挠修复后再次严重下挠或多次产生裂纹，标志着桥架安全使用寿命的终结。
桥架的疲劳损伤难以直接用肉眼观察，下挠度是判断疲劳损伤的一个重要指标。
下挠度是起重机空载时，主梁在垂直平面内所产生的整体变形。
主梁上拱度低于原始值但仍上拱时，称为上拱度减小；
空载时，主梁低于水平线以下者，称为下挠；
起重机承载后，主梁产生的拱度变化称为弹性下挠。
Fx-主梁上任意一点x处的上拱度
F-跨度中心的上拱度
x-任意一点导跨度中心的距离
S-起重机跨度
主梁下挠倒一定程度后将影响起重机的正常使用。
一般下挠度修理界限规定为：
对起重机作额定静负荷试验，
下挠量f载≥S/700则应修理
表10-6下挠应修界限值（满载）
跨度S（m）
10.5
13.5
16.5
19.5
22.5
25.5
28.5
31.5
F载（mm）
15
19
23.5
28
32
36.5
41
45
无条件作额定静负荷试验时，
下挠量f空≥S/1500则应修理
10-7下挠应修界限值（空载）
跨度S（m）
10.5
13.5
16.5
19.5
22.5
25.5
28.5
31.5
F载（mm）
7
9
11
13
15
17
19
21
（二）减速器齿轮检查及报废标准
1.齿轮磨损量严格控制不得超过齿厚的规定百分比，起升机构、大车小车、开式齿轮时，其具体百分数可参照教材547页的有关段落。
吊运危险物品时，相应磨损量减半
2.齿面点蚀损坏齿面超过规定百分比。
3.齿根裂纹或牙齿折断
（三）车轮检查及报废标准
车轮轮缘磨损量与原来厚度之比超过50%。
踏面的磨损量与原来厚度之比超过15%。
（四）吊钩检查及报废标准
钩身、螺纹及危险断面发生裂纹、破口、发裂
危险断面磨损严重，超过原高度10%
危险断面及钩颈塑性变形
开口度增大
吊钩尖部扭转变形超过10°
板钩衬套、板钩心轴严重磨损
（五）滑轮的报废标准
滑轮绳槽的壁厚及底部的径向磨损超标
铸铁滑轮严重裂纹
滑轮轮缘严重损坏
（六）卷筒的报废标准
筒壁磨损超标
卷筒裂纹
气孔、砂眼的直径、深度以及数量超标
（七）制动器的报废标准
制动瓦刹车带磨损超标
心轴、小轴磨损超标
拉杆、制动臂、弹簧有疲劳裂纹
液压推杆制动器滚动轴承过热或损坏
（八）制动轮的报废标准
工作表面爪痕深度获径向磨损超标
工作面有缺陷或裂纹
（九）轨道的报废标准钢轨横向、纵向或斜向裂纹
顶面和侧面磨损超标
轨道夹板、鱼尾板有裂纹
（十）钢丝绳的报废标准
1.损坏原因：
弯曲疲劳
磨损
腐蚀
超负荷
打硬结、机械碰撞、连电打火
高温烘烤等
2.报废标准
（1）表9-8是钢丝绳断丝报废标准
表10-8钢丝绳断丝报废标准
强度安全
钢丝绳结构
6×39+1
6×37+1
6×61+1
绕法
交绕
顺绕
交绕
顺绕
交绕
顺绕
≤5
12
6
22
11
36
18
6～7
14
7
26
13
38
19
>7
16
8
30
15
40
20
安全系数小于6时，在一个捻距内断丝数达到总数10%报废
安全系数6～7时，在一个捻距内断丝数达到总数12%报废
安全系数大于7时，在一个捻距内断丝数达到总数14%报废
（2）钢丝绳磨损或腐蚀报废标准
当外层单根钢丝磨损或腐蚀达到钢丝直径40%时，不论断丝多少均应报废。
若外层单根钢丝磨损或腐蚀尚未达到钢丝直径40%时，断丝报废标准应按照表9中的折减系数计算。
二、起重机的试验
（一）试验种类：
1.合格试验
2.目测试验
3.载荷起升能力试验
（二）试验内容
1.静载试验：
检验各个部分的结构承载能力，试验载荷为额定起升载荷的1.25倍。
静载试验合格标准：
未出现裂纹、永久变形、油漆剥落或对起重机性能与安全有影响的破坏。
2.动载试验：
检验各个机构和制动器的功能，试验载荷为额定起升载荷的1.1倍。
动载试验的合格标准：
完成功能试验，未发现机构或结构部件有损坏，连接处无松动或损坏。
3.稳定性试验
稳定性试验：
在吊钩上，静止地施加试验载荷时，不出现倾覆。
（三）试验条件：
按照相应的规定进行。
升级会员 