機械故障的研究和應(yīng)對措施

張孝

摘要：英國、德國，美國等西方發(fā)達國家，在18世紀初期開始了工業(yè)革命，進入工業(yè)時代之后的西方歐美國家迅速發(fā)展，一躍成為世界發(fā)達國家和資本主義強國。例如從最初的代替人們背簍的小型軌道馬車，代替工人大錘的碎石機，代替成百上千人3班倒的礦山機械的生產(chǎn)線等。不可否認，機械不但提高了人類的勞動效率，同時也改善了人類的生活品質(zhì)。但是，正如人體一樣，機械也存在著磨損、衰老，甚至有些機械“先天畸形”，因此，工業(yè)時代，各種各樣的機械故障成為困擾機械操作者以及經(jīng)營者的主要頑疾，我們對此進行研究并制定相應(yīng)的措施。

關(guān)鍵詞：機械；故障；維修；應(yīng)對措施；電子信息

1.機械故障的分類

所謂機械故障，就是指機械系統(tǒng)已偏離其設(shè)備狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象[1]。如某些零件或部件損壞，致使工作能力喪失；發(fā)動機功率降低；傳動系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大；工作機構(gòu)的工作能力下降；燃料和潤滑油的消耗增加等，當其超出了規(guī)定的指標時，均屬于機械故障[2]。

2.機械故障的傳統(tǒng)解決方法

2.1.零件或部件損壞

傳統(tǒng)的解決機械零件或部件的損壞的方法是更換相應(yīng)的零件或者部件。除此之外，還應(yīng)該檢查與其相接觸的其余零件或者部件的受損情況，因為機械作為一個工作整體，其中一個工作單元出現(xiàn)過度負荷時，往往也令其余的與其相接觸的工作單元過度負荷，雖然當時未必出現(xiàn)喪失工作能力的情況，往往容易為后續(xù)的生產(chǎn)留下隱患。

2.2.發(fā)動機功率降低

發(fā)動機功率降低直接影響整機的工作效率與工作能力。例如，當48.6Kw的發(fā)動機功率降低之后，實際功率遠遠小于此值。如果將該發(fā)動機安裝在魔石機上，該磨石機的實際功率將達不到標定功率。發(fā)動機功率降低的原因多數(shù)與氣缸磨損，活塞磨損相關(guān)，造成漏氣，燃燒室內(nèi)燒料燃燒不充分[3]。這不僅直接影響發(fā)動機的功率，還造成柴油和汽油等燃料的極大浪費，情況嚴重的，還會造成燒機油。氣缸的缸套磨損嚴重的，還應(yīng)該更換缸套。

2.3.傳動系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大

對于傳動系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大，其直接危害是對生產(chǎn)安全造成威脅。對于傳送帶等機械，傳動系統(tǒng)失衡很容易造成物料的傾翻，或者物料的損失，工人長期在嚴重噪聲環(huán)境下工作，對身心健康極為不利。對于造成傳動系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大的原因，主要是由于機架與電機發(fā)生共振，也就是機架不平穩(wěn)。或者傳動系統(tǒng)的張緊部件損壞。針對這些機械故障，應(yīng)該對機械系統(tǒng)的機架進行加固，為了防止共振現(xiàn)象的發(fā)生，還可以對機械系統(tǒng)的機架進行配重，或者更換電機或者發(fā)動機。當然，從經(jīng)濟效果上考慮，一般不選擇更換電機或者發(fā)動機。

2.4.工作機構(gòu)的工作能力下降

工作機構(gòu)的工作能力下降主要表現(xiàn)為“年老體衰”。一臺新機器，進過磨合之后，其機械效率達到了頂峰，經(jīng)過一定時間的使用之后，其工作能力開始走下坡路，尤其是當保養(yǎng)不當?shù)臅r候，情況更加惡劣。造成工作機構(gòu)的工作能力下降的主要原因有兩點，第一點是保養(yǎng)不當，第二點是自然磨損嚴重。

對于保養(yǎng)不當?shù)臋C械，需要立刻進行磨損件的更換，重新對機械進行調(diào)配。以碎石機為例，可以將內(nèi)外鋼輥更換，延長單只鋼輥的使用壽命。當然是在不影響安全的前提下，發(fā)現(xiàn)問題之后，要定期更換潤滑油，定期檢查機構(gòu)的冷卻系統(tǒng)，防止再次因保養(yǎng)不當造成的機構(gòu)“早衰”。

對于自然磨損的機構(gòu)，工作能力下降情有可原，其主要應(yīng)對措施是找出磨損的工作部件，進行更換或者維修。如果因為機械皮帶的長時間工作造成皮帶長度大于標定長度，可以通過調(diào)節(jié)皮帶兩端帶輪的距離，或者通過增加張緊輪而不更換皮帶。

2.5.燃料和潤滑油的消耗增加

燃料和潤滑油的消耗增加通常與發(fā)動機和油封密切相關(guān)。在發(fā)動機的工作效率降低時，可以出現(xiàn)燃料的利用率降低，燃料的利用率降低也表現(xiàn)為燃料的消耗增加，例如，從前激光掘進機前進1公里需要消耗0.1L汽油，當發(fā)動機的效率降低時，不止需要0.1L汽油了。通過更換發(fā)動機的組件或者更換發(fā)動機整體可以解決燃料消耗增加的問題[4]。同時也需要引起高度注意的是，一定要讓發(fā)動機的功率和所代負載相匹配，否則，引起不必要的燃料消耗增加。

對于潤滑油的消耗增加，通常是由于油封的密封性差的原因所致，傳統(tǒng)的做法是檢查油封，更換油封。油封作為損耗件，通常不進行維修，直接更換。

3.機械故障的當今解決方法以及未來趨勢

當今，電子信息技術(shù)的高度發(fā)達，也同樣對機械科學(xué)起著巨大的推動作用。機械傳感技術(shù)的應(yīng)用，可以實時監(jiān)測機械磨損情況，燃料利用情況，皮帶張緊情況。通過計算機處理，還可以同時監(jiān)測機械的工作量，例如，將GPS定位技術(shù)應(yīng)用于激光掘進機上，不僅可以實時監(jiān)控激光掘進機的作業(yè)狀態(tài)，還可以形成3D現(xiàn)場地圖。利用壓電薄膜傳感技術(shù)，可以隨時監(jiān)測傳送帶的負荷。

在當下，利用電子信息技術(shù)，可以在監(jiān)測機械故障上，起到至關(guān)重要的作用。就像對待病人一樣，做到早修復(fù)在治療，能夠最大限度的挽救機械的生命，延長某些部件的使用壽命。對于機械故障的修復(fù)，傳統(tǒng)方法還是占主要地位，可能在不久的將來，利用電子計算機操作大量的機械手，人們只要通過編制程序，就可以實現(xiàn)遠離油污的直接的機械接觸。

4.結(jié)束語

本文簡述了機械故障的常見種類，同時簡述了五種常見的機械故障的成因以及傳統(tǒng)的解決方法，最后簡述了信息技術(shù)在當今處理機械故障中的應(yīng)用，并且預(yù)測了未來的發(fā)展趨勢。未來，新材料技術(shù)的開發(fā)以及應(yīng)用，有可能為人們提供當今人類難以想象的耐磨損材料，到那時，也許當今的機械故障會大大減少，機械故障將成為罕見的現(xiàn)象，機械維修機構(gòu)將不復(fù)存在。

參考文獻：

[1] 萬丹. 機械故障的形成及其特性分析[J]. 黑龍江紡織， 2009（04）：19-21.

[2] 劉章. 機械故障的形成及其特性分析[J]. 新疆有色金屬， 2008（04）：29-31.

[3] 孫汝軍，孟俊煥. 機械故障的邏輯分析方法及應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程， 2005（09）：37-39.

[4] 王江萍，寧延平. 機械設(shè)備故障智能診斷技術(shù)水平與發(fā)展預(yù)測[J]. 石油機械， 2005（08）：33-35.