機(jī)電設(shè)備維修基礎(chǔ)知識(shí)

1、機(jī)電設(shè)備維修基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)電設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，作為現(xiàn)代化的生產(chǎn)工具在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)力水平的提高，設(shè)備技術(shù)狀態(tài)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)率、質(zhì)量、 成本、安全、環(huán)保和能源消耗等在一定意義上起著決定性的作用。機(jī)電設(shè)備在使用過(guò)程中，不可避免地會(huì)由于磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕和老化等原因造成設(shè)備性能的劣化以致出現(xiàn)故障，從而會(huì)使其不能正常運(yùn)行，最終導(dǎo)致設(shè)備損壞和停產(chǎn)而使企業(yè)蒙受經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成災(zāi)難性的后果。因此，減緩機(jī)電設(shè)備劣化速度， 排除故障、恢復(fù)設(shè)備原有的性能和技術(shù)要求，需要設(shè)備維修從業(yè)人員掌握一整套系統(tǒng)的、科學(xué)的維護(hù)和修理設(shè)備的技術(shù)和方法。機(jī)械設(shè)備維修技術(shù)是以機(jī)

2、械設(shè)備為研究對(duì)象，探討設(shè)備出現(xiàn)性能劣化的原因，研究并尋找減緩和防止設(shè)備性能劣化的技術(shù)及方法，保持或恢復(fù)設(shè)備的規(guī)定功能并延長(zhǎng)其使用壽命。本模塊主要研究和討論機(jī)電設(shè)備維修技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。主要內(nèi)容有：設(shè)備維修體系；發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì)；機(jī)械零件的失效及其對(duì)策；設(shè)備修理的一般工作過(guò)程和設(shè)備維修前的準(zhǔn) 備。一、設(shè)備的劣化及補(bǔ)償機(jī)械設(shè)備在使用或者閑置過(guò)程中逐漸喪失其原有性能，或者與同類(lèi)新型設(shè)備相比較性能較差，顯得舊式化的現(xiàn)象稱(chēng)為設(shè)備的劣化。設(shè)備的劣化可分為使用劣化，自然劣化和災(zāi)害劣化。使用劣化是指設(shè)備在使用過(guò)程中，由于磨損和腐蝕所造成的耗損、沖擊、疲勞和蠕變等所造成的損壞和變形，原材料的附著和塵埃的污染之類(lèi)

3、現(xiàn)象，使設(shè)備失去其原有的性能。自然劣化是指設(shè)備在進(jìn)廠(chǎng)之后不管使用與 否，隨著時(shí)間的流逝，或者受大氣的影響而使材料老朽化，或者遭受意外的災(zāi)害而加快這種老朽化的速度的現(xiàn)象。災(zāi)害劣化是指由于自然災(zāi)害，如暴風(fēng)、水浸、地震、雷擊、爆炸等使 設(shè)備遭受破壞或設(shè)備性能下降的現(xiàn)象。設(shè)備劣化還可分為絕對(duì)劣化和相對(duì)劣化。絕對(duì)劣化就是設(shè)備的老朽化，即隨著時(shí)間的流逝，設(shè)備逐漸損耗，逐漸老朽直至需要報(bào)廢。相對(duì)劣化是指原有的設(shè)備和新型設(shè)備相比較， 性能低、質(zhì)量差，因而顯得舊式化的現(xiàn)象。設(shè)備劣化導(dǎo)致設(shè)備技術(shù)性能下降， 或者與新型設(shè)備相比， 原有設(shè)備的技術(shù)性能較差， 這 一類(lèi)劣化又稱(chēng)之為技術(shù)性劣化。如果從設(shè)備的經(jīng)濟(jì)價(jià)值來(lái)看待，

4、 隨著時(shí)間的流逝，其價(jià)值也 在減少，這又稱(chēng)之為經(jīng)濟(jì)性劣化。設(shè)備的劣化使設(shè)備的性能下降，故障增多，維修費(fèi)用增加，其所生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量減少，質(zhì)量下降，成本增高并且不能保證按期交貨，職工的安全感和情緒下降等，造成各種損失。對(duì)設(shè)備劣化的補(bǔ)償方法有兩種：一是用新設(shè)備來(lái)替換已經(jīng)劣化或損耗的舊設(shè)備，即進(jìn)行由于設(shè)備零部件的使用壽命是長(zhǎng)設(shè)備更新；二是在使用過(guò)程中通過(guò)檢修進(jìn)行局部性的補(bǔ)償。短不齊的，因此用檢修方法進(jìn)行局部性的補(bǔ)償，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。圖1-1為設(shè)備劣化的周期圖。 從圖中可以看出，設(shè)備由建設(shè)期進(jìn)入投產(chǎn)期，其性能逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)水平，進(jìn)人穩(wěn)定生產(chǎn)期。如再經(jīng)過(guò)革新改造，設(shè)備性能得到進(jìn)一步提高，進(jìn)入正常生產(chǎn)期。

5、在使用中設(shè)備逐漸劣化，每經(jīng)過(guò)一次修理，恢復(fù)一定的性能，但設(shè)備性能仍呈下降的趨勢(shì)。這時(shí)，如果進(jìn)行改造，設(shè)備性能就可能向新一代的設(shè)備靠近。當(dāng)設(shè)備性能急劇劣化，再修理得不償失時(shí)，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更新。祥能劣憂(yōu)ttA#fr忒屮攻退設(shè)鈾榭対r化 堆時(shí)劣ft計(jì)IIf圖i-i設(shè)備劣化周期圖二、機(jī)械零件的失效形式及其對(duì)策機(jī)器失去正常工作能力的現(xiàn)象稱(chēng)為故障。在設(shè)備使用過(guò)程中，機(jī)械零件由于設(shè)計(jì)、材料、工藝及裝配等各種原因，喪失規(guī)定的功能，無(wú)法繼續(xù)工作的現(xiàn)象稱(chēng)為失效。當(dāng)機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵零部件失效時(shí)，就意味著設(shè)備處于故障狀態(tài)。機(jī)器發(fā)生故障后，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)部分或全部下降而達(dá)不到預(yù)定要求，如功率下降、精度降低、加工表面粗糙度達(dá)

6、不到預(yù)定等級(jí)或發(fā)生 強(qiáng)烈振動(dòng)、出現(xiàn)不正常的聲響等。機(jī)電設(shè)備的故障分為自然故障和事故性故障兩類(lèi)。自然故障是指機(jī)器各部分零件的正常磨損或物理、化學(xué)變化造成零件的變形、斷裂、蝕損等，使機(jī)器零件失效所引起的故障。事 故性故障是指因維護(hù)和調(diào)整不當(dāng)，違反操作規(guī)程或使用了質(zhì)量不合格的零件和材料等造成的 故障，這種故障是人為造成的，可以避免。機(jī)器的故障和機(jī)械零件的失效密不可分。機(jī)械設(shè)備類(lèi)型很多，其運(yùn)行工況和環(huán)境條件差 異很大。機(jī)械零件失效模式也很多，主要有磨損、變形、斷裂、蝕損等四種普通的、有代表 性的失效模式。(一)、機(jī)械零件的磨損及其對(duì)策相接觸的物體相互移動(dòng)時(shí)發(fā)生阻力的現(xiàn)象稱(chēng)為摩擦。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件的摩擦表

7、面發(fā)生尺寸、形狀和表面質(zhì)量變化的現(xiàn)象稱(chēng)為磨損。摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象；磨損是摩擦的必然結(jié)果，兩者均發(fā)生于材料表面。 摩擦與磨損相伴產(chǎn)生，造成機(jī)械零件的失效。當(dāng)機(jī)械零件配 合面產(chǎn)生的磨損超過(guò)一定限度時(shí)，會(huì)引起配合性質(zhì)的改變，使間隙加大、潤(rùn)滑條件變壞。產(chǎn) 生沖擊，磨損就會(huì)變得越來(lái)越嚴(yán)重， 在這種情況下極易發(fā)生事故。一般機(jī)械設(shè)備中約有 80 %的零件因磨損而失效報(bào)廢。據(jù)估計(jì)，世界上的能源消耗約有30%50%是由于摩擦和磨損造成的。摩擦和磨損涉及的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域甚廣，特別是磨損，它是一種微觀(guān)和動(dòng)態(tài)的過(guò)程，在這一過(guò)程中，機(jī)械零件不僅會(huì)發(fā)生外形和尺寸的變化，而且會(huì)出現(xiàn)其他各種物理、化學(xué)和機(jī)械現(xiàn)象。零件的工

8、作條件是影響磨損的基本因素。這些條件主要包括：運(yùn)動(dòng)速度、相對(duì)壓力、 潤(rùn)滑與防護(hù)情況、溫度、材料、表面質(zhì)量和配合間隙等。以摩擦副為主要零件的機(jī)械設(shè)備，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械零件的磨損過(guò)程一般可分為磨合(跑合)階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段，如圖1-4所示。圖1-4 機(jī)械磨損過(guò)程(1) 磨合階段新的摩擦副表面具有一定的表面粗糙度，實(shí)際接觸面積小。開(kāi)始磨合時(shí)，在一定載荷作用下，表面逐漸磨平，磨損速度較大，如圖中的OA線(xiàn)段。隨著磨合的進(jìn)行，實(shí)際接觸面積逐漸增大， 磨損速度減緩。在機(jī)械設(shè)備正式投入運(yùn)行前，認(rèn)真進(jìn)行磨合是十分重要的。(2) 穩(wěn)定磨損階段經(jīng)過(guò)磨合階段，摩擦副表面發(fā)生加工硬化，微觀(guān)幾何形狀改變，

9、建立了彈性接觸條件。這一階段磨損趨于穩(wěn)定、緩慢，AB線(xiàn)段的斜率就是磨損速度；B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)時(shí)間就是零件的耐磨壽命。(3) 劇烈磨損階段經(jīng)過(guò) B點(diǎn)以后，由于摩擦條件發(fā)生較大的變化，如溫度快速升高、金 屬組織發(fā)生變化、沖擊增大、磨損速度急劇增加、機(jī)械效率下降、精度降低等，從而導(dǎo)致零 件失效，機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通常將機(jī)械零件的磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損五種類(lèi)型。(1) 、粘著磨損粘著磨損又稱(chēng)為粘附磨損，是指當(dāng)構(gòu)成摩擦副的兩個(gè)摩擦表面相互接觸并發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 時(shí)，由于粘著作用，接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面所引起的磨損。根據(jù)零件摩擦表面的破壞程度，粘著磨損可

10、分為輕微磨損、涂抹、 擦傷、撕脫和咬死等五類(lèi)。1 粘著磨損機(jī)理擦副的表面即使是拋光得很好的光潔表面，但實(shí)際上也還是高低不平的。因此，兩個(gè)金屬零件表面的接觸，實(shí)際上是微凸體之間的接觸，實(shí)際接觸面積很小，僅為理論接觸面的 1%1%0。所以即使在載荷不大時(shí)， 單位面積的接觸應(yīng)力也很大，如果當(dāng)這一接觸應(yīng)力大到足以使微凸體發(fā)生塑性變形，并且接觸處很干凈，那么這兩個(gè)零件的金屬面將直接接觸而產(chǎn) 生粘著。當(dāng)摩擦表面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，粘著點(diǎn)在切應(yīng)力作用下變形甚至斷裂，造成接觸表面的損傷破壞。這時(shí)，如果粘著點(diǎn)的粘著力足夠大，并超過(guò)摩擦接觸點(diǎn)兩種材料之一的強(qiáng)度， 則材料便會(huì)從該表面上被扯下，使材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一

11、個(gè)表面。通常這種材料的轉(zhuǎn)移是由較軟的表面轉(zhuǎn)移到較硬的表面上。在載荷和相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用下，兩接觸點(diǎn)間重復(fù)產(chǎn)生"粘著一剪斷一再粘著” 的循環(huán)過(guò)程，使摩擦表面溫度顯著升高，油膜破壞，嚴(yán)重時(shí)表層金屬局部軟化或熔化，接觸點(diǎn)產(chǎn)生進(jìn)一步粘著。在金屬零件的摩擦中，粘著磨損是劇烈的，常常會(huì)導(dǎo)致摩擦副災(zāi)難性破壞， 應(yīng)加以避免。 但是，在非金屬零件或金屬零件和聚合物件構(gòu)成的摩擦副中，摩擦?xí)r聚合物會(huì)轉(zhuǎn)移到金屬表面上形成單分子層，憑借聚合物的潤(rùn)滑特性， 可以提高耐磨性，此時(shí)粘著磨損則起到有益的 作用。2 .減少或消除粘著磨損的對(duì)策摩擦表面產(chǎn)生粘著是粘著磨損的前提，因此，減少或消除粘著磨損的對(duì)策就有兩方面。(1)

12、控制摩擦表面的狀態(tài)摩擦表面的狀態(tài)主要是指表面自然潔凈程度和微觀(guān)粗糙度。摩擦表面越潔凈，越光滑，越可能發(fā)生表面的粘著。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能使摩擦表面有吸 附物質(zhì)、氧化物層和潤(rùn)滑劑。例如，潤(rùn)滑油中加入油性添加劑，能有效地防止金屬表面產(chǎn)生粘著磨損；而大氣中的氧通常會(huì)在金屬表面形成一層保護(hù)性氧化膜，能防止金屬直接接觸和發(fā)生粘著，有利于減少摩擦和磨損。(2) 控制摩擦表面材料的成分和金相組織材料成分和金相組織相近的兩種金屬材料之間 最容易發(fā)生粘著磨損。這是因?yàn)閮蓚€(gè)摩擦表面的材料形成固溶體的傾向強(qiáng)烈，因此，構(gòu)成摩擦副的材料應(yīng)當(dāng)是形成固溶體傾向最小的兩種材料，即應(yīng)當(dāng)選用不同材料成分和晶體結(jié)構(gòu)的材料。此外，金屬間

13、化合物具有良好的抗粘著磨損性能，因此也可選用易于在摩擦表面形成金屬問(wèn)化合物的材料。 如果這兩個(gè)要求都不能滿(mǎn)足， 則通常在摩擦表面覆蓋能有效抵抗粘著 磨損的材料，如鉛、錫、銀等軟金屬或合金。(2) 磨料磨損磨料磨損也稱(chēng)為磨粒磨損，它是當(dāng)摩擦副的接觸表面之間存在著硬質(zhì)顆粒，或者當(dāng)摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多時(shí)，所產(chǎn)生的一種類(lèi)似金屬切削過(guò)程的磨損。它是機(jī)械磨損的一種，特征是在接觸面上有明顯的切削痕跡。在各類(lèi)磨損中，磨料磨損約占 50%.是十分常見(jiàn)且危害性最嚴(yán)重的一種磨損，其磨損速率和磨損強(qiáng)度都很大，致使機(jī)械設(shè)備的使用壽命大大降低，能源和材料大量消耗。根據(jù)摩擦表面所受的應(yīng)力和沖擊的不同，、

14、磨料磨損的形式可分為鏨削式、高應(yīng)力碾碎式和低應(yīng)力擦傷式三類(lèi)。1 磨料磨損機(jī)理磨料磨損的機(jī)理屬于磨料顆粒的機(jī)械作用，磨料的來(lái)源有外界砂塵、切屑侵人、流體帶人、表面磨損產(chǎn)物、材料組織的表面硬點(diǎn)及夾雜物等。目前，關(guān)于磨料磨損機(jī)理有四種假說(shuō)：(1) 微量切削認(rèn)為磨料磨損主要是由于磨料顆粒沿摩擦表面進(jìn)行微量切削而引起的，微 量切屑大多數(shù)呈螺旋狀、彎曲狀或環(huán)狀，與金屬切削加工的切屑形狀類(lèi)似。(2) 壓痕破壞認(rèn)為塑性較大的材料，因磨料在載荷的作用下壓人材料表面而產(chǎn)生壓痕， 并從表層上擠出剝落物。(3) 疲勞破壞認(rèn)為磨料磨損是磨料使金屬表面層受交變應(yīng)力而變形，使材料表面疲勞破 壞，并呈小顆粒狀態(tài)從表層脫落下來(lái)

15、。(4) 斷裂認(rèn)為磨料壓入和擦劃金屬表面時(shí)，壓痕處的金屬要產(chǎn)生變形，磨料壓人深度達(dá)到臨界值時(shí)，伴隨壓人而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力足以產(chǎn)生裂紋。在擦劃過(guò)程中，產(chǎn)生的裂紋有兩種主要類(lèi)型：一種是垂直于表面的中間裂紋；另一種是從壓痕底部向表面擴(kuò)展的橫向裂紋。當(dāng)橫向裂紋相交或擴(kuò)展到表面時(shí)，便發(fā)生材料呈微粒狀脫落形成磨屑的現(xiàn)象。2 .減少或消除磨料磨損的對(duì)策磨料磨損是由磨料顆粒與摩擦表面的機(jī)械作用而引起的，因而，減少或消除磨料磨損的對(duì)策也有兩方面。(1) 磨料方面磨料磨損與磨料的相對(duì)硬度、形狀、大小(粒度)有密切的關(guān)系。磨料的硬度相對(duì)于摩擦表面材料硬度越大，磨損越嚴(yán)重；呈棱角狀的磨料比圓滑狀的磨料的擠切能力強(qiáng)，磨損

16、率高。實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)表明，在一定粒度范圍內(nèi)，摩擦表面的磨損量隨磨粒尺寸的增大而按比例較快地增加，但當(dāng)磨料粒度達(dá)到一定尺寸 (稱(chēng)為臨界尺寸)后，磨損量基本保持不變。 這是因?yàn)槟チ媳旧淼娜毕莺土鸭y隨著磨料尺寸增大而增多，導(dǎo)致磨料的強(qiáng)度降低，易于斷裂破碎。(2) 摩擦表面材料方面摩擦表面材料的顯微組織、力學(xué)性能(如硬度、斷裂韌度、彈性模量等)與磨料磨損有很大關(guān)系。在一定范圍內(nèi)，硬度越高，材料越耐磨，因?yàn)橛捕确从沉吮荒p表面抵抗磨料壓力的能力。斷裂韌度反映材料對(duì)裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)散的敏感性，對(duì)材料的磨損特性也有重要的影響。因此必須綜合考慮硬度和斷裂韌度的取值，只有兩者配合合理時(shí)，材料的耐磨性才最佳。彈性模量的

17、大小，反映被磨材料是否能以彈性變形的方式去適應(yīng) 磨料、允許磨料通過(guò)，而不發(fā)生塑性變形或切削作用，避免或減少表面材料的磨損。(3) 腐蝕磨損在摩擦過(guò)程中，金屬同時(shí)與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，引起金屬表面的腐蝕剝落，這種現(xiàn)象稱(chēng)為腐蝕磨損。它是與機(jī)械磨損、粘著磨損、磨料磨損等相結(jié)合時(shí)才能形成 的一種機(jī)械化學(xué)磨損。 因此，腐蝕磨損的機(jī)理與前述三種磨損的機(jī)理不同。腐蝕磨損是一種極為復(fù)雜的磨損過(guò)程，經(jīng)常發(fā)生在高溫或潮濕的環(huán)境下，更容易發(fā)生在有酸、堿、 鹽等特殊介質(zhì)的條件下。按腐蝕介質(zhì)的不同類(lèi)型，腐蝕磨損可分為氧化磨損和特殊介質(zhì)下的腐蝕磨損兩大類(lèi)。1 氧化磨損我們知道，除金、鉑等少數(shù)金屬外， 大多數(shù)

18、金屬表面都被氧化膜覆蓋著。若在摩擦過(guò)程中，氧化膜被磨掉，摩擦表面與氧化介質(zhì)反應(yīng)速度很快，立即又形成新的氧化膜， 然后又被磨掉，這種氧化膜不斷被磨掉又反復(fù)形成的過(guò)程，就是氧化磨損。氧化磨損的產(chǎn)生必須同時(shí)具備以下條件：一是摩擦表面要能夠發(fā)生氧化，而且氧化膜生成速度大于其磨損破壞速度；二是氧化膜與摩擦表面的結(jié)合強(qiáng)度大于摩擦表面承受的切應(yīng) 力；三是氧化膜厚度大于摩擦表面破壞的深度。在通常情況下，氧化磨損比其他磨損輕微得多。減少或消除氧化磨損的對(duì)策主要有：(1) 控制氧化膜生長(zhǎng)的速度與厚度在摩擦過(guò)程中，金屬表面形成氧化物的速度要比非摩 擦?xí)r快得多。在常溫下，金屬表面形成的氧化膜厚度非常小，例如鐵的氧化膜

19、厚度為 13mm銅的氧化膜厚度約為 5nm=但是，氧化膜的生成速度隨時(shí)間而變化。(2)控制氧化膜的性質(zhì)金屬表面形成的氧化膜的性質(zhì)對(duì)氧化磨損有重要影響。若氧化膜 緊密、完整無(wú)孔，與金屬表面基體結(jié)合牢固，則有利于防止金屬表面氧化；若氧化膜本身性脆，與金屬表面基體結(jié)合差，則容易被磨掉。例如鋁的氧化膜是硬脆的，在無(wú)摩擦?xí)r，其保 護(hù)作用大，但在摩擦?xí)r其保護(hù)作用很小。低溫下，鐵的氧化物是緊密的，與基體結(jié)合牢固， 三、具體簡(jiǎn)介汽缸體的缺陷；修復(fù)工藝氣缸體是引擎基本結(jié)構(gòu)，是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組的重要組成部分，在氣缸蓋和油底殼之間， 是可燃?xì)怏w壓縮、燃燒和膨脹的空間。 燃燒過(guò)程中，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá) 2(XK) C30

20、00C 它的內(nèi)壁直接受到高溫高壓氣體的作用，而外壁又受到風(fēng)(或水)的冷卻，使缸體承受較大的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力， 因此要求氣缸套要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且工作時(shí)變形小。此外， 氣缸體對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，氣缸內(nèi)壁除受活塞的側(cè)壓力外，還由于活塞的高速運(yùn)動(dòng)，使氣缸壁受到強(qiáng)烈的摩擦， 是發(fā)動(dòng)機(jī)磨損最嚴(yán)重的表面之一，因此，要求氣缸體必須具有一定的耐磨性其工作條件高溫高壓、且活塞在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 摩擦很大，處于這樣一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中可以確定經(jīng)常發(fā)生一些問(wèn)題。（一）、汽缸體常見(jiàn)的問(wèn)題氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)組成中技術(shù)要求較高的基礎(chǔ)件，一般為灰口鑄鐵。常見(jiàn)的氣缸體缺陷有：螺紋滑扣、裂紋、滲漏、局部磨損和缺損，如不及時(shí)修復(fù)，

21、將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能和壽命。在修理時(shí)，首先要詳細(xì)分析缸體缺陷的性質(zhì)、 缺陷所在位置的剛性，幾何形狀的復(fù)雜程 度、有無(wú)自由熱脹冷縮的可熊性以及修復(fù)質(zhì)量要求等，然后針對(duì)缺陷采取相應(yīng)的措施修復(fù)。目前，有不少修理工不會(huì)正確選用修復(fù)工藝，以致修復(fù)質(zhì)量不高，甚至將本來(lái)很易修復(fù)的缸體修壞、報(bào)廢。為此，本節(jié)提出了氣缸體缺陷的綜合修復(fù)工藝，供修復(fù)缸體時(shí)參考。 各種缺陷的維修分類(lèi)和推薦修復(fù)工藝見(jiàn)下表 ： 缸體缺陷分類(lèi)與推薦修復(fù)工藝 表1序號(hào)缺陷部位缺陷種類(lèi)推薦修復(fù)工藝1螺絲滑扣鑲螺套2裂紋3缸體上的表面邊角缺損加熱減應(yīng)氣焊4裂紋手工電弧冷焊5缸體水套壁破損手工電弧焊挖補(bǔ)6氣門(mén)彈簧座7氣門(mén)導(dǎo)管壁裂紋8汽缸套壁滲

22、漏厭氧膠粘補(bǔ)9軸承座磨損失圓，不通軸度刷鍍（二）.汽缸體常見(jiàn)問(wèn)題的修復(fù)方法3. 1鑲螺套法將滑扣的螺孔用鉆頭擴(kuò)孔，然后攻絲，擰入螺塞，主要用于修復(fù)損壞的螺孔。再在螺塞上 鉆孔，攻絲即可。例如原螺孔為萬(wàn) M12,擰入的螺塞取M18（見(jiàn)圖1），螺塞要稍帶錐度，大端 為直徑為18.5mm，擰入后即能自行栓緊，經(jīng)鉆孔直徑為10.1mm后，攻絲M12即能使用。鑲套法簡(jiǎn) 便易行，不會(huì)產(chǎn)生焊補(bǔ)時(shí)出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象，所以應(yīng)用較廣泛。圖1鑲螺套3.2加熱減應(yīng)氣焊法主要用于修復(fù)缸體上平面的裂紋與邊角缺損。在用氧乙塊焰氣焊缸體時(shí)，同時(shí)對(duì)減應(yīng)區(qū)加熱，能夠消減焊接應(yīng)力，防止缸體開(kāi)裂。此法的優(yōu)點(diǎn)在于焊縫能夠進(jìn)行機(jī)械加工，可焊

23、補(bǔ)大塊的缺損，與整體預(yù)熱氣焊相比，焊補(bǔ)質(zhì)量較好，工人的勞動(dòng)條件也得到改善。1、焊前準(zhǔn)備(1) 清潔先用堿水清洗缸體，然后用氧乙炔焰對(duì)缸體略加烘烤，再用鋼絲刷或砂布除掉缺陷表面銹污和雜質(zhì)，使其露出金屬光澤。(2 )檢查裂紋采用白粉滲油探傷法、著色探傷法或水壓試驗(yàn)，探明裂紋位置，然后用沖頭沿裂紋沖出標(biāo)記。(3) 開(kāi)坡口氣焊鑄鐵必須焊透，開(kāi)坡口有利于焊透。開(kāi)坡口可用鉆頭先沿裂紋鉆孔，再用鑿子鑿?fù)ǎ部捎媒窍蚰ス鈾C(jī)磨出合適的坡口。 能提高焊接速度，減少輸入焊縫的熱量，從而減少焊接應(yīng)力。 如果裂紋裂至螺孔，則需將螺孔擴(kuò)大以便焊接。(4 )選用焊炬加熱減應(yīng)需要較多的熱量，一般采用2號(hào)射吸式焊炬H01-12

24、配直徑2mr的焊嘴，使火 焰能率大一些。(5 )焊接材料焊條可用QHT-1型鑄鐵氣焊條，焊粉型號(hào)為粉201。2、操作技術(shù)先用中性焰往復(fù)加熱坡口 ，當(dāng)加熱至坡口底部和坡口兩側(cè)開(kāi)始熔化時(shí)，將焊條一端加熱，蘸上少許焊粉，在熔化的坡口 “摩擦”或攪拌，使焊條熔滴金屬與基體金屬熔合。如果熔池內(nèi)出現(xiàn)雜質(zhì)(白色透明圓點(diǎn))、氣孔或咬邊等缺陷時(shí)，應(yīng)提高熔池溫度，擴(kuò)大熔池范圍，增 加熔池深度，同時(shí)添加少量焊粉，使雜質(zhì)自動(dòng)浮起，用焊條輕輕撥去。如果熔池出現(xiàn)“沸騰” 現(xiàn)象，說(shuō)明溫度過(guò)高，焊縫過(guò)燒，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整火焰。提高焊接速度。待焊縫填滿(mǎn)后，要對(duì)焊縫進(jìn)行整形。整形時(shí)要加熱焊縫的表層，并觀(guān)察焊縫金屬的成型。整形從焊縫邊緣

25、開(kāi)始，加熱邊緣，使其熔化，隨后用焊條輕輕撥去氧化物和雜質(zhì)以及多余的 焊 肉。整形側(cè)面的焊縫時(shí)，待焊縫表面金屬一熔化，就立即用焊條撥去，要防止產(chǎn)生過(guò)熱造 成流淌。在焊補(bǔ)缺陷時(shí)，要隨時(shí)控制焊接區(qū)的溫度，隨時(shí)控制熱流方向，即要熟練地、靈活地運(yùn)用 加熱減應(yīng)氣焊法。利用局部加熱的方法，改變應(yīng)力的分布狀況，降低焊縫區(qū)域內(nèi)的溫差，使焊 縫有自由伸縮的可能，從而減少焊接應(yīng)力。3、加熱減應(yīng)的要點(diǎn)(1 )加熱減應(yīng)的部位可以選擇一處或多處。選擇的部位應(yīng)是與其它部位聯(lián)系不多或強(qiáng)度較 大的邊、角、棱等部位。(2) 焊前，預(yù)熱減應(yīng)區(qū)至400-500 C，然后進(jìn)行焊接，焊補(bǔ)之后，再次對(duì)減應(yīng)區(qū)加熱至 600-700 C，保持

26、此溫，直至焊縫冷卻到300C以下為止。(3) 焊補(bǔ)的順序是，從工件的里面缺陷開(kāi)始焊補(bǔ)，逐漸向外延伸，焊接的火焰方向要指向 減應(yīng)區(qū)，切勿朝向其他非焊補(bǔ)區(qū)。(4 )加熱的減應(yīng)區(qū)形狀可以是多種多樣的，常用的減應(yīng)區(qū)形狀為帶狀和三角形。帶狀的缺陷，將加熱的帶狀區(qū)作為過(guò)渡區(qū)，使應(yīng)力逐漸引向外部，見(jiàn)圖2中的B。三角形的加熱減 應(yīng)區(qū)常用于缺陷靠近工件邊緣和邊角部位的情況下，這些部位自由伸縮的余地較大 ，通過(guò)加熱消減應(yīng)力的效果最好 ，見(jiàn)圖2中的A和Co圖2帶狀和二角形加熱減應(yīng)區(qū)換劉扎道扎缺粒4、注意事項(xiàng)（1） 為了使焊縫金屬更好的熔合，充分利用焊接火焰的熱量，使整個(gè)焊補(bǔ)過(guò)程中，焊嘴基本垂直于被焊部位，成80-9

27、0。角，撥渣時(shí)，傾斜角調(diào)小至30-40 °（2）焊補(bǔ)應(yīng)在室內(nèi)避風(fēng)處進(jìn)行。（3 ）為便于焊縫熔合和整形，應(yīng)將被焊部位置于水平位置，成水平焊縫，鐵水不易流淌。（4）要確保焊補(bǔ)全過(guò)程中的氧氣和乙炔的充分供應(yīng)，不能中途斷氣。3.3手工電弧冷焊法手工電弧冷焊法用于修補(bǔ)缸體水套壁的裂紋與破損，下面詳細(xì)介紹一下此種方法的操作。1、焊前準(zhǔn)備焊前的清潔工作和裂紋檢查與氣焊相同 ，而坡口準(zhǔn)備工作的要求則要高些。 電焊前需要在裂 紋兩端的前方約5-8mm處各鉆直徑為3mr的止裂孔，見(jiàn)圖3。止裂孔的大小視壁厚而定 ，當(dāng)水套壁的厚度為5-8mm時(shí)，下部的壁厚可達(dá)10余毫米，這時(shí)可選用小直徑為 4-8mmr的鉆

28、頭鉆孔。鉆孔要沿裂紋的中心線(xiàn)進(jìn)行 ，在確保焊透的前提下，坡口盡量不要過(guò)寬或過(guò)深，更不要鉆穿。 鉆后用角向磨光砂輪或鑿子修整坡口，坡口的形狀見(jiàn)圖3所示的A-A剖面。梨戟A A剖肉圖3鉆止裂孔和坡口淮備工作2、焊機(jī)和焊接材料手工電弧冷焊以采用直流弧焊機(jī)為好。但是直流弧焊機(jī)有磁偏吹現(xiàn)象 ，最好將負(fù)極搭鐵 線(xiàn)(直流反接法)接在引弧板上，然后再將引弧板栓緊在靠近焊縫的螺孔上 ，這樣還可防止因 接觸不良所造成的電弧燒傷現(xiàn)象。如果用的是交流弧焊機(jī) ，則空載電壓應(yīng)高一些，一般取75-80V。焊條型號(hào)宜用鎳基的鑄308型。直徑細(xì)一些的好焊，常用直徑為3.2mm的焊條。焊前需要將焊條在120 C下烘烤1-2小時(shí)才

29、能使用。焊接電流用 90-110A。3、操作要點(diǎn)(1)焊接采用間斷、倒退、分段的焊法，每段焊接長(zhǎng)度不宜超過(guò)15mm.運(yùn)條要如圖4所示，先從坡口的一側(cè)引弧，然后將焊條緩慢地提起 3-4mm并向前移10mr起焊。焊條提高了，電弧 就拉長(zhǎng)，焊接電壓升高，電流下降，這樣焊得的焊縫熔深減小，熔寬增大。此時(shí)電弧燃燒的 聲音為“嚓一嚓嚓”，透過(guò)電弧能清楚地看到焊縫金屬的熔合情況。最后用打圈圈的運(yùn)條方式將弧坑填滿(mǎn)，立即將焊條快速地向后拉起熄弧。熄弧后馬上用端部帶有圓弧的小錘連續(xù)錘 擊焊縫，待焊縫冷卻至60攝氏度左右時(shí)方可繼續(xù)施焊。圖4運(yùn)條方式(2)焊接應(yīng)從壁厚較厚的部位起焊。如果壁厚超過(guò) 15mm寸,則不能直

30、接一次焊成，要分道焊,如圖5所示。1、2堆兩邊的坡口，此時(shí)焊條要直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)送。 每段焊25-30mm第3條焊道采用打圈圈的運(yùn)條方式 ,焊層要薄,每段約焊20mm圖5多道堆邊焊(3) 如果破損處壁厚過(guò)薄(2mnr下)，或有多條裂紋或破洞時(shí)，采取挖補(bǔ)的方法較簡(jiǎn)便，見(jiàn) 圖6。先將缺陷處挖去，整修邊緣，使成圖6所示的矩形孔，邊緣開(kāi)成50°的單邊坡口，如圖7 所示。另外找一塊低碳鋼板。鋼板的厚度要小于或等于基體金屬的壁厚，并剪成與孔洞相同的形狀，作為鑲補(bǔ)塊嵌人孔洞，鑲嵌補(bǔ)塊的中部要壓成稍微鼓起的形狀，這樣可提高焊縫的塑性，減小焊接應(yīng)力，防止開(kāi)裂。鑲補(bǔ)板先用點(diǎn)焊固定在孔洞內(nèi)，焊點(diǎn)要少，焊肉要薄。

31、施焊時(shí)要在孔洞的對(duì)稱(chēng)邊反向交錯(cuò)進(jìn)行，運(yùn)條方式同1 ）。/ r圖6挖補(bǔ)洞的形狀圖7挖補(bǔ)洞的坡口3.4厭氧膠粘補(bǔ)法主要用于修復(fù)氣門(mén)彈簧座和氣門(mén)導(dǎo)管壁的裂紋以及氣缸套壁滲漏缺陷。其優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)缸體無(wú)熱影響，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力拉裂缸體。缸體的氣門(mén)彈簧座及氣門(mén)導(dǎo)管壁等處的壁厚約2mm左右，要焊補(bǔ)這么薄的部位是極為困難的，可以說(shuō)是禁區(qū)。而用厭氧膠粘補(bǔ)則非常簡(jiǎn)便，只要按下述工藝規(guī)范操作，很易成功。粘補(bǔ)的另一優(yōu)點(diǎn)是膠接層有良好的密封性，耐熱、耐腐蝕，因此用于修補(bǔ)氣缸套壁的滲漏缺陷非常合適。工藝程序如下：1、粘前清潔先用噴燈或氧乙炔焰燒烤缺陷部位，燒去油脂，蒸發(fā)水份。然后用砂布打磨缺陷部位，磨去表面的積炭和銹跡，最后用汽油擦洗表面，待晾干后涂膠。2、各種缺陷的修理方法(1) 氣門(mén)彈簧座裂紋的修理：剔除舊氣門(mén)彈簧座圈，另配制新座圈，涂上厭氧膠壓入即可。(2) 氣門(mén)導(dǎo)管壁裂紋的修理： 將新導(dǎo)管表面上的保護(hù)層除去，用砂布打毛，使其粗糙。若導(dǎo) 管承孔磨損變形超差，則