浅析工程机械故障产生的原因与解决方法

　　
　　摘要：本文主要介绍了工程机械在使用过程中的常见的几种故障，并对故障原因进行了分析，提出了相应的解决方法和避免故障发生的一些措施。
　　关键词：工程机械；故障；原因；措施
　　前言
　　机械设备在使用过程中，由于受到各种力的作用和环境条件、使用方法、材料工艺、人为因素、工作持续时间长短等的影响，出现各种各样的故障而逐渐降低工作能力。要控制这一时期的技术状态变化，延缓机械工作能力下降的进程，就要分析了解机械出现故障的各种原因，遵循“优化投资回报、延长设备的使用寿命、减少生产费用、避免事故发生”的维修原则，找出相应解决方法。
　　1机械故障的产生
　　机械在使用过程中，由于磨损、疲劳、腐蚀等产生的损伤，使得机械零部件原有的几何形状、尺寸、表面粗糙度、硬度、强度以及弹性等发生变化，破坏了零件间的配合特性和合理位置，造成零件技术性能的变坏或失效，从而引起机械技术状况发生变化，产生各种故障。零件损伤的原因按其性质可分为自然损伤和事故性损伤。自然损伤是不可避免的，但是随着科学技术的发展，机械设计、制造、使用和维修水平的提高，可以使损伤避免发生或延期发生。事故性损伤是人为的，只要认真注意是可以避免的。
　　2故障分析
　　工程机械在运行使用中,对故障发生的检查和故障原因的正确判断,有利于及时解决和排除故障;对故障机理的认真分析,有利于采取有效措施控制故障的发生。
　　故障分析的目的不仅在于判别故障的性质,查找故障原因,更重要的在于将故障机理识别清楚,提出有效的改进措施,以预防故障重复发生。通过故障分析,找到造成故障的真正原因,从设计、材料选择、加工制造、装配调整、使用与保养等方面采取措施,提高机械产品的可靠性。例如：离心泵在运转过程中,由于机械本身的原因、工艺操作或高温、高压、物料腐蚀等使用条件的原因,往往会造成各种故障如扬程降低、流量不足、有异常噪音和振动等。通过对故障情况的具体分析,找出原因,采取措施,才能使设备正常运转,同时,也可以指导设计、加工、装配、使用与保养,提高机械产品的可靠性。
　　在分析故障时,一般是从故障的现象入手,通过故障现象找出原因和故障机理。由于受现场条件的限制,观察到或测量到的故障现象可能是系统的,如离心泵不吸液;也可能是某一部件的,如离心泵的填料过热;也可能是某一零件的,如轴或轴套表面损坏等。因此,针对产品结构的不同层次,其故障模式有互为因果的关系。故障原因分析是一门综合性学科,涉及系统分析、结构分析、测试分析,以及有关疲劳、断裂、磨损、腐蚀等各种学科的知识。对故障分析主要包括以下步骤：
　　现场调查。主要包括收集发生故障的时间、环境、顺序等背景数据和使用条件;故障现场摄像或照相;收集和整理故障件的主要历史资料如设计图样、操作规范、验收报告、故障情况记录和维修报告等;对故障件进行初步检查、鉴别、保存和清洗等。
　　分析并确定故障原因和故障机理。主要包括对故障件的无损检验、性能试验、断口的宏观与微观检查等检查与分析;必要的理论分析和计算，如强度、疲劳、断裂力学分析及计算等;初步确定故障原因和机理。
　　分析结论：
　　当每一件故障分析工作做到一定阶段或试验工作结束时,都要对所获得的全部资料、调查记录、证词和测试数据,按设计、材料、制造、使用四个方面是否有问题来进行集中归纳、综合分析和判断处理,提出一个结论明确、建议中肯的报告。一方面是为了改进工作、积累资料、交流经验：另一方面也是为索赔和法律仲裁提供依据。
　　3检查方法
　　在生产现场,当工程机械运行时发生故障的时候,机修人员欲对故障进行快速判断并采取相应措施,先可以用问、看、嗅、听、摸的方法直接判断。问就是向操作者询问故障发生经过,弄清楚是突发的、渐发的或者是调修后产生的,以及以前的处理方法。操作者熟知自己操作机器的特点,且机器发生故障时耳闻目睹,对分析故障提供第一手资料,所以对分析、判断故障的原因是很有帮助的;看就是观察发生故障时零部件所处位置及加工件的类型和当时的周围环境情况;嗅就是用嗅觉器官嗅现场气味来作判断,例如：机械温升过高或电机绕组烧毁故障所散发出的绝缘物、油漆的气味;听就是判别各种传动机械的不正常声响和产生的部位;摸就是手触摸设备的温度或振动等等是否正常。这样,根据问、看、嗅、听、摸所捕捉到的信息,可以较快地作出判断。
　　采用上述的基本方法而判断不出故障部位或故障原因的情况下,要考虑采取分段隔离的方法或分步法检查。例如,工程机械工作不正常,压力不足,则先检查油压,正常时检查其他方面,不正常时就查油位、油缸或油管头接头;再查电磁阀是否正常,正常查下级,否则查接触器等等。当然,对于这种系统的检查必须搞清作用原理和动作顺序,而后逐项跟踪查找故障所在。工程机械中有的故障产生的原因比较复杂,有设备的、材料、环境因素以及操作者的技术水平等诸多因素,这种情况采用“分步法”来检查、排除故障,效果比较好。总之,通过上述的分步检查,一般可以达到原因查明、故障排除的目的。无论是操作人员或机修人员,掌握熟悉其常见故障现象,对判断故障也是很重要的。在工程机械中,皮带传动、齿轮传动、轴承等机构通常都有设置,掌握了这些一般传动机构的故障判断方法,对防止机器故障的扩展,减少损失是很有意义的。
　　4常见工程机械传动部件的一般故障现象
　　齿轮传动：传动中齿轮啮合时产生吱吱的尖叫声,且随转速提高而增大,一般是啮合间隙偏小;若是传动产生当当的响声,而且声响随负荷加大而降低,则是传动中齿轮啮合间隙太大;假如吱吱声是断续的,一般是半圈紧半圈松,这大多是因为齿轮制造精度差或某一轴弯曲变形。传动中若产生当当的敲击声时,一般是两轴中心距大或齿轮齿形瘦窄。
　　皮带传动：在同一组中,皮带长短不一或者皮带轮槽深浅不一,皮带轮轴弯曲均会产生较大的振动,对那些精密的设备还可能形成振动源。若调得太松,起动时会产生怪叫声,并且会发生起转慢,主动轮发热,调得太紧,会发出吱吱声并且导致皮带和皮带轮发热,从而损伤皮带。
　　轴承、滚动轴承调得太紧：与轴或轴承孔配合过盈大,轴和孔加工精度低以及润滑不良等,高速时会产生尖叫声并且发热、冒烟；调整得太松不但噪声大,还会损坏轴承上的轴及齿轮。轴承运行到一定的时间后会产生磨损,精度下降甚至滚珠、滚道损坏,这种故障一旦产生,必然对机器的正常运转直接产生不良的影响。所以,在工程机械中,当有轴承装配的部件出现故障和影响产品质量的时候,我们不可忽视对轴承质量的检查和处理。
　　5工程机械故障的排除及维修
　　工程机械故障85%以上是由磨损产生的。解决零部件的磨损,除了采用优良的材料,选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外,最重要的一点就是保证机械的合理润滑,还需要操作人员的细心操作等。对于工程机械,一要尽可能减少零部件的磨损,预防故障的产生;二要灵活运用修理方法,不断探索和研究新的维修方法,野外工程机械维修,由于有配件、材料、吊装设备等的困难,要求维修人员充分发挥聪明才智来尽快排除故障。
　　保证机械的合理润滑：工程机械的故障50%以上是由润滑不良引起的。由于工程机械各零部件配合的精密性,良好的润滑可以保持其正常的工作间隙和适宜的工作温度,防止灰尘等杂质进入机械内部,从而降低零件的磨损速度,减少机械故障。正确合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此,一是要合理使用润滑剂,根据机械结构的不同,选用不同的润滑剂类别,按照环境和季节的不同,选择合适的润滑剂牌号。不可任意替代,更不可使用伪劣产品;二是要经常检查润滑剂的数量和质量,数量不足要补充,质量不佳要及时更换。
　　细心合理的操作机械：作为机械操作人员,启动机械前均应检查冷却液及机油是否足够,不足要及时补充后再启动机械。机械启动后要进入低速预热阶段,待冷却液及机油达到规定温度后,再开始工作,严禁低温下进行超负荷运转。操作人员在机械运行中,要经常检查各种温度表的数值,发现问题及时解决后再工作。在操作工程机械施工时,要注意不能在超过机械所能承受的最大负荷下工作,要均匀加减油门,保证机械处于较为平稳的负荷变动,防止发动机、工作装置的大起大落,降低机械的磨损,减少故障的产生。
　　6现场应急维修
　　零件修理法：采用机械加工、焊接、研磨等方法快速修复损坏的零件。例如一台输送泵,料斗的搅拌轴因磨损严重突然不能工作,配件一时又难以买来。这种情况下,可将搅拌轴拆下,采用堆焊及车床加工的方法,迅速恢复机械的作业,同时也节省了资金。
　　零件换用或替代修理法：用完好备件替换已经损坏的配件,在大修及现场维修时均可采用。同时可以充分利用身边材料,替代工程机械已经损坏的零部件。如用普通钢板制作的垫片代替缺损的垫圈,用烟盒做垫圈代替低压油路的密封垫圈,用塑料布代替水泵中密封的石棉绳等,可临时解决应急维修的需要。
　　零件弃置法：越过已经产生故障的零部件,将管路或电路连接起来,快速恢复工程机械作业。如自卸车的刹车分泵皮碗损坏漏气,造成制动不灵。在管路中临时分一个阀门,将通往该分泵的气体关闭,迅速恢复作业;冬季施工时,机油散热器冻裂,在野外无法修复。可去掉散热器,将机油管直接与机体油道接通,将散热器水管短接,迅速恢复机械的作业。
　　7避免机械故障的措施
　　机械故障一旦产生，就会带来一连串的恶性影响。我们在日常使用过程中必须严格按照操作规程合理使用；合理安排施工任务，反对超载超限使用，防止精机粗作；建立机械使用责任制度，严格按三定制度进行管理，大型设备和多班作业的机械必须建立机长负责制；制定科学的保养规划进行精心的保养。只有这样才能延缓发生机械故障的可能性，延长机械的使用寿命。
　　8结束语
　　机械设备管理与维修的目标就是要不断改善和提高设备管理与维修的水平，以最经济合理的寿命周期费用使设备维持良好的性能，保证工程施工的需要，从而促进施工企业提高生产效率和经济效益。