第一章 机械设备维修与管理的基础知识Word下载.docx
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p机械设备维修
(二)无形老化(经济老化)
第?
种无形
由于非使用和非自然力作用引起的设备的价值损失。
老化
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降低。
手机的价值改变
老化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α=K-K/K1-K/K
101010式中α?
?
设备无形老化程度;
1K?
设备的原始价值;
0K?
考虑到第I、II种无形老化内设备的再生价值。
1机械设备维修
【一、老化的分类】计算α1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。
αKKq/qc/c
1n0nn0
式中K?
新设备的价值;
nq、q?
使用相应的旧设备、新设备时的年生产率;
0nccn?
使用相应的旧设备、新设备时的单位产品耗费
0、
α、?
劳动生产率提高指数和成本降低指数。
指数取值范围:
0α1,01机械设备维修
(三)综合老化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-α;
设备无形老化的残余价值用原始价值的比率表示
p
为1-α;
两种老化同时发生后的设备残余价值为1-α
p1-α1)计算设备综合老化程度的公式:
α1-1-α1-α)
式中α?
设备综合老化程度用原始价值的比率表示机械设备维修
【一、老化的分类】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-α)K
0K1-α)K[1-1+1-αp1-α1]K
00(1-R/K[1-K?
K/K]KK?
R
101001可见:
K值等于设备再生产的价值减去修理费用机械设备维修
【一、老化的分类】例一:
某设备的原始价值K=30000元,当前需要修理,
其修理费用R10000元,若该种设备再生产时价值K=
22000元,求综合老化程度及两种老化后的残余价值。
αp10000/220000.455
α130000-22000/300000.267
α1-1-αp1-α1)1-1-0.4551-0.2670.601
K22000-1000012000机械设备维修
【二、老化的共同规律】
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。
【三、设备老化的补偿】
【三、设备老化的补偿】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:
更换机械设备维修
第第二二节节机机械械设设备备的的故故障障
【一、故障的概念及其分类】
(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。
机械设备维修
【一、故障的概念及其分类】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、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。
(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,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。
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。
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。
第二节机械设备的故障机械设备维修
(三)故障模式
§
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。
第二节机械设备的故障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。
【二、故障的概念及其分类】
【二、故障的概念及其分类】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。
故障腐蚀变形侵蚀摩擦绝缘裂纹磨损其它
模式击穿
%10.887.850.263.017.460.0432.320.66机械设备维修
【三、设备的可靠性】
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机械设备维修
表2-3常用的可靠性指标(续)机械设备维修
1、可靠度Rt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。
Rt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)Ft1-Rt设有N个相同零件,当达到工作时间t时,有N个零件失效.而仍
0t
能正常工作的零件为N个,则零件的可靠度为RtN/NN-N/N
00t0
不可靠度(或失效概率)FtFtN/N1-Rt
t0机械设备维修
第二节机械设备的故障例二:
现有10000个相同的零件,工作达200h有9500个
零件末失效;
工作达500h有9000个零件未失效,求零件在
200h和500h的可靠度和失效概率。
零件可靠度可进行分级,并运用于不同的场合。
三、系统的可靠性
三、系统的可靠性系统是一个能够完成规定功能的综合体。
它由若干
独立的单元组成,每个独立单元不仅要完成各自的规定功
能,而且还要在系统中与其它单元发生联系。
根据单元在
系统中的联接方式不同,可分为三类:
串联系统并联系统混联系统机械设备维修
串联系统可靠度计算
串联系统可靠度计算大多数机械的传动系统均是串联系统。
当串联系统
由n个单元组成,它们的可靠度分别为R、R、…R
I2n
时,根据概率乘法定理,系统的可靠度为R
s
n
若各单元的R都相等,则RsR由于R<
1,所以单元数目愈多,系统的Rs就愈低。
可
i
见,在满足规定功能的前提下,系统愈简单,可靠性愈高。
例三:
计算单级圆柱齿轮减速器的可靠度,见图2?
1所示。
已知使用寿命5000h内各零件的可靠度分别为:
轴1、7
的R=0.995,二对滚动轴承4、6的R=0.94;
齿
1、74、6
轮3、8的R=0.99;
键2、5的R=0.9999
3、82、5机械设备维修
解:
系统的可靠度:
0.995×
0.995×
0.94×
0.94X0.94×
0.99x0.99x
0.9999x0.9999=0.757即齿轮减速器的可靠度不低于75.7%串联系统的可靠度低于任何一个单元的可靠度。
若要
提高一个单元的可靠度去改善串联系统的可靠度,就应当
提高系统中可靠度最低的那个单元。
并联系统可靠度计算
可靠度:
若各单元的R都相等,则Rs1-1-R可见,单元数目愈多,系统的Rs就愈高,但体积、质
量、成本也在增加。
在机械系统中,一般n2或n3。
例四:
由5个可靠度均为0.9的单元组成并联系统,求其系统
可靠度。
各单元的R都相等,
n5则Rs1-1-R1-1-0.90.99999机械设备维修
混联系统可靠度计算
方法:
串并联系统的可靠度计算是先
将并联单元系统转化为一个等效
的串联系统,然后再按串联系统
计算。
串并联系统并串联系统的可取度则先分
别计算串联系统的可靠度,然后
再按并联系统计算。
并串联系统机械设备维修
第二节机械设备的故障例五:
如图所示为2K-H行星齿轮减速器,设R0.995,
R0.999,R0.990,计算该系统的可靠度。
23机械设备维修
该图可简化为串并联系统,如图所示。
三个行星轮2组成
一并联系统,若不计轴、轴承、键的可靠度,则并联系统
的可靠度R1-1-R,把它转化为一个等效的串联系
2222
统。
按串联系统公式计算,即系统的可靠度为:
3RRRRR[1-1-R]R
s12223123机械设备维修
作业
作业有一个串并联系统由8个零件构成,其中第一个零
件独立完成功能其故障率在1%;
2~5零件完成重复一种
功能,每一零件可靠性均达0.9。
6~8零件独立完成功
能,故障率分别为0.1%、1%、0.5%,试列出系统方格图
并计算系统可靠性。
3、故障密度ft反应可靠度随时间的变化情况
ftdFt/dt-dRt/dtdnt/N*dt
经验故障密度:
f*t△nt/N*△t式中:
△nt?
△t时间间隔发生故障的数量机械设备维修
x
4、平均故障率
产品在某一段时间内单位时间发生故障的概率nt
xNt
存
式中:
△nt?
在△t时间内发生故障的数量N?
在△t时间内产品的平均残存数,它
存等于这段时间开始时的残存数加上结尾时的残存数被2除。
例题:
有800个元件在400h的使用时间内有32个出故障,求
平均故障率。
N[800+800-32]/2784
324?
1400?
1.02?
10h
784400
瞬时故障率:
ft
xRt机械设备维修
5、平均故障间隔期MTBF和平均寿命时间MTTF
对不可修复产品,从开始使用到失效前的平均工作时间,
叫作平均寿命时间MTTFMeamTimetoFailure。
对可修复产品,在相邻两次故障间的平均时间,称为平均
故障间隔期MTBFMeanTimeBetweenFailure。
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- 第一章 机械设备维修与管理的基础知识 机械设备 维修 管理 基础知识