第一第二章现代船舶维修 船机零件的摩擦与磨损文档格式.docx
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由制造、安装或质检不良引起的故障;
3)磨损性故障:
正常工作下,因长期工作磨损引发的故障;
缸套过度磨损引起窜气
4)管理性故障:
由于维护保养不良或操作不当引发的故障;
滑由变质引起轴瓦烧熔
4.按故障性质分
1)人为故障:
由人员管理不当或误动作引起的故障;
占80%以上
2)自然故障:
由于工作环境、零件结构和材料缺陷、制造安装不良造成的故障
(三).故障发生前的先兆
故障先兆的定义:
除突发性故障外,其他故障在发生前均有不同形式的信息显示。
1.船机性能方面:
1)功能异常
2)温度压力异常
3)示功图异常
2.船机外观显示方面
1)外观反常
2)消耗异常
3)气味反常
4)声音反常
(四).故障模式
1.定义:
妨害产品完成规定任务的某种可能方式,即产品的故障或失效的表现形式
2.机械的三种故障模式:
磨损、腐蚀、疲劳破坏;
产品的故障模式可能是单一也可能是综合出现的
3.进一步可分为6类:
(1)损坏型故障
(2)退化型故障
(3)松动型故障
(4)失调型故障
(5)堵塞与渗漏型故障
(6)性能衰退或功能失效型故障
(五).故障规律
故障率与时间呈浴盆曲线关系
1.早期故障:
磨合期;
特点:
故障率随时间下降
2.随机故障期:
偶然故障期
特点:
1)故障率低、恒定
2)出现故障由设计、制造时潜在的缺陷,管理操作不当引起的
3)时间长,是使用期;
进行可靠性评估的时期
3.磨损故障期:
晚期故障期
特点:
故障率随时间延长而升高
措施:
故障期开始前修理或更换备件,可延长随机故障期推迟磨损故障期
4.故障率曲线(六种)
A、B型:
有明显的磨损故障期,采用定时维修,延长使用寿命
C型:
故障率随时间增大
D、E、F型:
电子设备,无需定时维修
(六).故障的影响因素
1.设计
2.选材
3.制造质量
4.装配质量
5.正确使用:
a.载荷 b.环境 c.保养和操作
(七).故障的人为因素
1.80%的事故是人为因素造成的:
制订ISM规则,修订STCW公约的措施,以提高船员的专业知识和技术水平
2.船舶综合可靠度取决于:
船机固有的可靠度和船员的工作可靠度
二.维修科学的概念
维修:
机械设备维护与修理的总称
1.维护保养:
是为了保持船舶机械和设备的技术性能正常发挥所采取的技术措施
2.船舶修理:
设备性能下降、状态不佳或发生故障时,为了保持或恢复原有功能而采取的技术措施
(一).维修科学
1.维修科学定义:
以现代科学技术为基础,由多门学科综合而成的维修理论
2.全寿命维修:
五个阶段(论证、设计、制造、使用、淘汰)
含义:
从论证开始使产品具有可维修性
(二)维修思想
1."事后维修为主"的维修思想
2."以预防为主"的维修思想
3."以可靠性为主"的维修思想
(三).现代维修的特征
1.使分散维修转向综合维修
2.由经验维修转向理论维修
3.由单件维修转向工业化维修
(四).现代维修的发展趋势
三.以可靠性为中心的预防维修
(一).可靠性以可维修性的概念
1.可靠性的概念(可靠性理论是现代维修科学的理论基础)
1)定义:
产品在规定时间、条件下完成规定功能的能力;
包括:
(1)固有可靠性(设计时赋予的)
(2)实际可靠性(制造和使用赋予的)
2.可维修性的概念
1)可维修性的定义:
指已发生故障的产品,在规定的时间内通过维修使之保持或
恢复到使用条件下完成规定功能的能力。
产品有良好可维修性的条件:
设备易于拆装,对人员技术要求不高,维修费
用低。
2)研究可维修性的意义
(1)安全航行的保证
(2)是可靠性的必要补充:
具有良好的可维修性同时增强产品的可靠性
(3)是设备维修保养工作的基础:
产品应先具备有可靠性才能进行维修
3)可靠性的指标:
可修复度、修复度、有效度、平均修复时间
(二).现代维修方式
1.事后维修(CM):
非预防性的维修方式
2.预防维修(PM)
(1)定时维修方式
定义:
发生故障后才进行的维修,按规定时间进行维修
条件:
(1)有明显的磨损故障期
(2)无故障期长
(3)不适宜使用其他维修方式
缺点:
针对性不强,成本高,对设备的监控不连续(达到规定时间才检修)
(2)视情维修方式------也称状态维修
通过对产品不间断的监控、分析、根据实际情况确定维修时间
(1)具有进行缓慢的磨损故障期;
以便测到故障信息后有时间采取措施
(2)具有能反映设备状态且能测到的参数
(3)具有视情设计的设备结构
(4)具有监测装置
针对性强,成本低,是理想的方式
3.三种维修方式的应用
1)定时维修:
经计算有规定的使用寿命的设备;
透平轴承
2)视情+定时维修:
大多数设备采用
3)事后维修:
发生偶然故障时不危及安全的设备
4.可靠性维修(RM)
5.改进性维修(IM)
第二节船舶维修工作内容
一.船舶维护保养体系
(一).CWBT:
我国开发
(二).有计划维修保养系统PMS:
国际性,须船级社检验合格才发给证书
二.船舶维修工作内容
维修:
包括维护保养和修理
1.维护保养:
2.船舶修理
1)船员自修
(1)营运中自修
航修概念
(2)船厂期间自修
2)厂修
三.船舶修理(修理分类、修理单重点)
1.修理类别
1)交通部
(1)航修:
由船厂或航修站来修
(2)小修:
间隔期---货船12个月远洋12-18个月
(3)检修2-3次小修后进行全面抢修
2)航运企业分
(1)航修
(2)计划修理
(3)事故修理
2.修船原则.
1)船龄不同要求不同;
2)远洋船按入级标准进行修理
3)坚持日常保养与计划修理、船员自修与厂修结合的原则,鼓励船员自修
4)保证修船质量,缩短修船时间和降低修船费用
保修期:
固定件6个月,运动件3个月
5)修船本着节约的精神,节省修船费用和缩短修船时间
第二章船机零件的摩擦与磨损
摩镲的概念:
第一节摩擦
一.摩擦表面
1.摩擦表面的形貌和表示方法
1)表面形貌:
零件表面的几何形状
(1)宏观几何形状——外形轮廓线
(2)表面波度——介于宏观和微观之间的形状
(3)微观几何形状(粗糙度):
微观表面几何形状
2)实际接触面积应小于名义面积(0.01%—0.1%)
3)表面粗糙度:
取样长度内各点的平均高度,分14级
2.金属表面层的结构
由外到内:
污染层、吸附层、氧化层、变形层(加工硬化层)、基体
二.摩擦
1.分类
1)按运动状态分
(1)动摩擦
(2)静摩擦
2)按运动形式分
(1)滚动
(2)滑动
3)按表面润滑状态分
(1)干摩擦、无油膜
(2)边界摩擦油膜厚0.1um
(3)流体摩檫:
摩檫力大小取决润滑液的黏度,摩檫力最小
(4)混合摩擦
(5)纯净摩檫:
摩檫表面没有任何的吸附膜或化合物
2.干摩擦机理
粘着理论:
两表面—载荷—接触点氧化膜破坏—产生冷焊点—相对运动—冷焊点剪断—磨损
3.边界摩擦机理
1)吸附膜:
极性分子吸附形成的油膜
种类
定义
适应环境
物理吸附膜
分子(静电)吸附力
常温、低速、轻载
化学吸附膜
化学键吸附
中等的温度负荷及速度
化学反应膜
表面与滑油中的P、S、Cl发生化学反应
高温、高压、高速
2)油性、极性、添加剂
(1)极性好,油性好,用油性添加剂来提高油性
(2)在高温重载下,添加极压添加剂加强润滑
4.流体摩擦机理(油膜厚度1.5-2um)
1)动压摩擦:
相对运动,楔形油膜或挤压油膜隔开摩擦表面
轴与轴承;
推动块与推动环
2)静压润滑:
外部供入一定压力滑油,隔开摩擦表面
十字头轴承
3)形成动压润滑的条件
(1)合适的表面质量
(2)合适间隙
(3)滑油
(4)速度
(5)载荷应小于油膜能承受的极限
第二节磨损
一.磨损的概念(故障模式的一种)
概念:
相对运动件的摩擦表面的物质逐渐损耗,零件尺寸、形状和位置及表面质量发生变化的现象为磨损。
影响:
80%的零件失效是磨损造成的。
1.磨损指标
1)磨损量:
零件表面尺寸的变化量(单位:
mm)
磨损率:
单位工作时间内的磨损量,即磨损量/工作时间(单位mm/kh)
2)几何形状误差:
(1)圆度误差:
横截面上互相垂直的两个直径值之差的一半。
(2)圆柱误差:
纵剖面最大直径与最小直径差值的一半。
(3)平面度:
衡量零件平面平直的几何精度指标。
2.磨损规律
(理解磨损曲线)
1)磨合期:
时间短、磨损速度大。
(曲线斜率大)
2)正常磨损期:
磨损速度小、时间长(曲线斜率小)
3)急剧磨损期:
磨损加剧、应停机检修(斜率大)
3.磨合:
定义:
机器摩擦表面由初始状态过度到使用状态的运转阶段:
1)磨合良好的要求:
(1)接触面积达80%以上。
(2)工作表面彼此适应。
(3)能建立耐久有效的润滑。
2)磨合良好的标志:
(1)工作表面光洁。
(2)时间短。
(3)工作表面摩擦系数、磨损低。
3)实现良好磨损的措施:
(1)表面初始面粗糙度合适,不可太低或太高。
(2)保证良好的润滑
(3)制订科学的磨合程序(步骤)。
二.磨损机理(重点)
摩擦不是产生磨损的唯一原因
磨损包括:
粘着、磨粒、腐蚀、疲劳四种磨损方式。
1.粘着磨损:
1)定义:
在润滑条件下,两表面接触的金属形成粘着点/冷焊点,并被剪断,不停的粘着剪断形成粘着磨损。
2)由轻到重的5种形式:
轻微磨损——涂抹——擦伤——撕裂——咬死
3)影响因素
a.互溶性越好------粘着倾向越大
b.零件的材料晶体结构的影响:
单晶体大于多晶体,单相合金大于多项合金;
固溶体大于化合物,塑性大于脆性材料。
c.金属的化学成分和力学性能:
加入C、P或提高硬度和熔点可减少粘着磨损
d.工作条件:
负荷、速度、湿度、润滑
2.磨粒磨损:
在润滑条件下,由硬颗粒或粗糙表面因切削和划伤造成的磨损
在所有磨损中约占50%
1).机理:
2).影响因素:
a.运动材料的硬度。
b.磨粒的硬度(最关键)
c.磨粒的尺寸和形状
3.腐蚀磨损:
1)定义:
运动表面被周围介质腐蚀(发生化学或电化学反应)而脱落,再造成磨粒磨损,即腐蚀和磨损共同作用。
2)分类
a.氧化磨损:
不断地产生氧化膜,并脱落而(发生化学反应)磨损;
(氧或氧化性物质存在)
b.特殊介质腐蚀磨损
与酸、碱、盐发生电化学作用,脱落腐蚀磨损(腐蚀速度比氧化磨损快)
c.微动磨损
两紧密连接面因微小振动,并在化学电化学或交变应力作用下的磨损。
机理复杂,包含四种磨损机理,是复合磨损。
发生部位:
紧配件。
4.疲劳磨损表面疲劳磨损
两接触面在交变应力作用下,表面疲劳材料脱落的磨损现象。
齿轮、滚动轴承、凸轮等。
提高金属表面粗糙度等级可有效地提高零件的抗疲劳能力
第三节活塞环与气缸套的摩擦磨损
一.摩擦形式
1.行程中部易形成液体摩擦,上下止点间形成边界润滑(缸套)
2.抗氧化添加剂增加滑油保持油膜的能力。
二.活塞环和气缸套的磨损
1.活塞环和气缸套的磨损
(1)磨粒磨损:
呈拉痕状;
第一道环及缸套上部磨粒磨损最严重
(2)粘着磨损:
具有不均匀、不规则的沟纹;
发生在缸套的上(上止点)、下(气口)部,上部最严重
(3)腐蚀磨损:
缸壁布满疏松的细小孔穴;
缸套上部最严重,酸多,润滑油少中和能力差
2.活塞环和气缸套的正常磨损
(1)正常磨损的特征
a.表面特征:
环光滑无毛刺较清洁等;
缸套内表面清洁光滑无明显拉痕檫伤等
b.最大磨损部位(最大缸径)在缸套上部,气缸套缸径上大下小呈喇叭状。
c.缸套内表面光滑
d.参数:
缸套的最大磨损量〈0.4%----0.8%缸径〉
缸套的正常磨损率:
铸铁小于0.1mm/kh;
镀铬0.01-----0.03mm/kh。
活塞环的正常磨损率:
小于0.1---05mm/kh
(2)正常磨损原因
a.缸套上部高温、速度低、润滑不良
b.燃烧时产生磨粒
c.缸套上部条件接近硫酸露点,腐蚀大
3.缸套的异常磨损
(1)异常磨损的特点
a.磨损率高:
铸铁大于0.1mm/kh,活塞环大于0.5mm/kh。
b.缸套内表面异常。
c.磨损颗粒大:
可达25---30um。
(正常为小于1um〉
d.六种缸位纵剖面异常分析(P27.图2-7)
a:
正常磨损;
bcd:
磨粒磨损;
e:
粘着磨损;
fg:
腐蚀磨损
(2)原因
1)燃油含硫、灰分高或燃烧质量差。
2)冷却水温过高或过低(正常水温:
出口在85—95C)。
3)滑油碱度与燃油不匹配。
三.环与缸套的磨合
运动部件更换其中一只以上,使用前就必须进行磨合。
1.磨合良好的标志:
从扫气口检查(二冲程机)。
a.缸套内表面光滑、清洁无拉痕等
b.活塞环外表面有一圈发亮的磨合带,且在环槽内活动自由。
2.实现良好磨合的因素:
1)滑油:
a.不同阶段使用碱值不同的滑油。
b.加大滑油注油量。
2)活塞环:
a.外表面磷化、氧化、镀锡/铜,形成化合物膜或镀层。
b.外表面喷钼
缸套:
磷化处理,松孔镀铬,表面珩磨或波纹切削加工。
3)科学的磨合程序
负荷由小到大,转速由低到高
四.减少气缸套磨损的途径。
1.制造安装工艺
2.日常管理使用
a.燃油品质合适;
燃烧质量好。
b.保证良好的润滑。
c.保持合适的水温
d.保持正常的配合
第四节曲轴和轴承的摩擦磨损
1.轴转速太高,滑油易发热;
转速太低,油膜不易建立
2.主轴承下瓦、连杆轴承上瓦因承载大,不能开油槽
(二冲程机主轴承下瓦长期受压;
连杆大端轴承上瓦长期受压)
3.直列式连杆大端负载较主轴承大,磨损大;
V形机则相反
4.曲轴轴颈轴向磨损不均导致圆柱度误差,曲柄销较主轴颈大;
周向磨损不均导致圆度误差,
5.减小曲轴磨损的途径
a.避免频繁启动
b.保证滑油的质量
c.注意安装间隙和几何形状
d.保证装配质量
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- 第一第二章现代船舶维修 船机零件的摩擦与磨损 第一 第二 现代 船舶 维修 零件 摩擦 磨损