機械故障的研究和應對措施

張孝

摘要：英國、德國，美國等西方發達國家，在18世紀初期開始了工業革命，進入工業時代之后的西方歐美國家迅速發展，一躍成為世界發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。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，工業時代，各種各樣的機械故障成為困擾機械操作者以及經營者的主要頑疾，我們對此進行研究并制定相應的措施。

關鍵詞：機械；故障；維修；應對措施；電子信息

1.機械故障的分類

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

2.機械故障的傳統解決方法

2.1.零件或部件損壞

傳統的解決機械零件或部件的損壞的方法是更換相應的零件或者部件。除此之外，還應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，雖然當時未必出現喪失工作能力的情況，往往容易為后續的生產留下隱患。

2.2.發動機功率降低

發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的發動機功率降低之后，實際功率遠遠小于此值。如果將該發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。發動機功率降低的原因多數與氣缸磨損，活塞磨損相關，造成漏氣，燃燒室內燒料燃燒不充分[3]。這不僅直接影響發動機的功率，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，還應該更換缸套。

2.3.傳動系統失去平衡和噪聲增大

對于傳動系統失去平衡和噪聲增大，其直接危害是對生產安全造成威脅。對于傳送帶等機械，傳動系統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境下工作，對身心健康極為不利。對于造成傳動系統失去平衡和噪聲增大的原因，主要是由于機架與電機發生共振，也就是機架不平穩。或者傳動系統的張緊部件損壞。針對這些機械故障，應該對機械系統的機架進行加固，為了防止共振現象的發生，還可以對機械系統的機架進行配重，或者更換電機或者發動機。當然，從經濟效果上考慮，一般不選擇更換電機或者發動機。

2.4.工作機構的工作能力下降

工作機構的工作能力下降主要表現為“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，尤其是當保養不當的時候，情況更加惡劣。造成工作機構的工作能力下降的主要原因有兩點，第一點是保養不當，第二點是自然磨損嚴重。

對于保養不當的機械，需要立刻進行磨損件的更換，重新對機械進行調配。以碎石機為例，可以將內外鋼輥更換，延長單只鋼輥的使用壽命。當然是在不影響安全的前提下，發現問題之后，要定期更換潤滑油，定期檢查機構的冷卻系統，防止再次因保養不當造成的機構“早衰”。

對于自然磨損的機構，工作能力下降情有可原，其主要應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，可以通過調節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動機和油封密切相關。在發動機的工作效率降低時，可以出現燃料的利用率降低，燃料的利用率降低也表現為燃料的消耗增加，例如，從前激光掘進機前進1公里需要消耗0.1L汽油，當發動機的效率降低時，不止需要0.1L汽油了。通過更換發動機的組件或者更換發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，電子信息技術的高度發達，也同樣對機械科學起著巨大的推動作用。機械傳感技術的應用，可以實時監測機械磨損情況，燃料利用情況，皮帶張緊情況。通過計算機處理，還可以同時監測機械的工作量，例如，將GPS定位技術應用于激光掘進機上，不僅可以實時監控激光掘進機的作業狀態，還可以形成3D現場地圖。利用壓電薄膜傳感技術，可以隨時監測傳送帶的負荷。

在當下，利用電子信息技術，可以在監測機械故障上，起到至關重要的作用。就像對待病人一樣，做到早修復在治療，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，傳統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，就可以實現遠離油污的直接的機械接觸。

4.結束語

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的解決方法，最后簡述了信息技術在當今處理機械故障中的應用，并且預測了未來的發展趨勢。未來，新材料技術的開發以及應用，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象，機械維修機構將不復存在。

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用[J]. 農業裝備與車輛工程， 2005（09）：37-39.

[4] 王江萍，寧延平. 機械設備故障智能診斷技術水平與發展預測[J]. 石油機械， 2005（08）：33-35.