《机械设备构造与维护》课件

机械设备构造与维护课程概述机械设备的重要性生产效率提升经济效益显著高效的机械设备可以显著提高生产效率，降低生产成本，提升产品质量现代工业生产对机械设备的依赖性很高，几乎所有生产环节都需要机械设备的参与学习目标掌握基本构造与维护知识了解机械设备的分类、常用材掌握机械设备的维护保养知12料、连接方式和传动方式，为识，包括日常维护、定期维后续学习打下基础护、预防性维护以及故障诊断和处理机械设备的分类动力设备内燃机电动机内燃机是一种将燃料的化学能转电动机是一种将电能转化为机械化为机械能的设备，常见的内燃能的设备，主要用于驱动各种机机包括汽油机和柴油机内燃机械设备电动机根据其工作原理广泛应用于汽车、船舶、工程机和结构可以分为直流电动机和交械等领域流电动机汽轮机汽轮机是一种利用蒸汽膨胀做功的旋转式动力机械，主要用于发电厂汽轮机具有效率高、功率大、运行稳定等优点机械设备的分类传动设备齿轮传动是一种利用齿链传动是一种利用链条带传动是一种利用带轮轮啮合传递动力的传动和链轮相互啮合传递动和皮带相互摩擦传递动方式，常见于各种机械力的传动方式，常见于力的传动方式，常用于设备，例如汽车变速自行车、摩托车以及一轻载传动，例如洗衣箱、减速机等些工业设备机、风机等机械设备的分类工作设备起重设备起重设备用于搬运重物，如吊车、叉车、起重机等，应用于建筑、物流、港口等领域2加工设备加工设备用于对材料进行加工，如车1床、铣床、磨床等，广泛应用于机械制运输设备造行业3运输设备用于货物或人员的运输，如汽车、火车、飞机等，是现代社会不可或缺的一部分机械设备常用材料金属材料钢铁1钢铁是应用最广泛的金属材料，具有强度高、韧性好、价格低廉等优点，常用于制造机器零件、建筑材料等铝合金2铝合金具有重量轻、耐腐蚀、导电性好等优点，常用于制造飞机、汽车、电子产品等铜合金3铜合金具有导电性好、导热性好、耐腐蚀等优点，常用于制造电线电缆、管件、轴承等机械设备常用材料非金属材料塑料塑料具有重量轻、耐腐蚀、易加工等优点，广泛应用于制造各种零件和制品橡胶橡胶具有弹性好、耐磨、耐油等优点，常用于制造密封件、轮胎等陶瓷陶瓷具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等优点，常用于制造轴承、刀具等机械设备常用材料复合材料增强塑料增强塑料是将纤维材料与树脂混合而成，具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域增强陶瓷增强陶瓷是将陶瓷材料与纤维材料混合而成，具有强度高、耐高温、耐磨等优点，常用于制造高温部件金属基复合材料金属基复合材料是将金属材料与陶瓷材料、纤维材料等混合而成，具有强度高、耐高温、耐腐蚀等优点，常用于制造发动机部件机械连接螺纹连接螺母连接螺母连接是螺栓连接的配套部分，其作2用是固定螺栓，确保螺栓连接的可靠螺栓连接性1螺栓连接是最常用的机械连接方式之一，其特点是连接可靠、拆卸方便，广紧固螺钉泛应用于各种机械设备紧固螺钉用于固定两个零件，其特点是连接紧密、不易松动，常用在需要频繁3拆卸的部件上机械连接键连接平键连接平键连接是最常用的键连接方式，其特点是结构简单、成本低廉，适用于传递轻载荷1和中等载荷楔键连接2楔键连接适用于传递较大载荷，其特点是连接紧密、不易松动，但拆卸相对麻烦圆键连接3圆键连接适用于传递更大载荷，其特点是连接强度高、传动平稳，但加工难度较大机械连接销连接圆柱销连接1圆柱销连接是最常用的销连接方式，其特点是结构简单、成本低廉，适用于传递轻载荷和中等载荷圆锥销连接2圆锥销连接适用于传递较大载荷，其特点是连接紧密、不易松动，但拆卸相对麻烦开口销连接3开口销连接适用于需要频繁拆卸的部件，其特点是连接可靠、拆卸方便，但连接强度相对较低机械连接过盈配合过盈配合是指孔的尺寸小于轴的尺寸的配合方式，用于传递较大载荷，例如轴承、齿轮、联轴器等焊接焊接方法介绍电弧焊气焊激光焊电弧焊是最常用的焊接方法之一，其特点气焊是一种使用乙炔和氧气混合燃烧产生激光焊是一种使用激光束进行焊接的方是焊接效率高、成本低廉，适用于各种金的火焰进行焊接的方法，适用于薄板、管法，其特点是焊接精度高、热影响区小，属材料的焊接道等焊接适用于精密焊接焊接焊接工艺流程焊接工艺流程一般包括焊接准备、焊接过程和焊接检验三个阶段焊接准备包括清理焊件表面、选择合适的焊接材料和焊接参数等焊接过程包括引弧、焊接、熄弧等步骤焊接检验包括外观检验、尺寸检验、力学性能检验等焊接焊接质量检验12外观检验尺寸检验观察焊缝的外观，检查是否有裂纹、测量焊缝的尺寸，检查是否符合设计气孔、夹渣等缺陷要求3力学性能检验进行拉伸试验、弯曲试验等，检查焊缝的强度、韧性、塑性等力学性能齿轮传动齿轮的种类圆柱齿轮锥齿轮蜗轮蜗杆圆柱齿轮是应用最广泛的齿轮类型，其锥齿轮用于传递轴线相交的旋转运动和蜗轮蜗杆是一种将旋转运动转化为直线特点是结构简单、传动平稳，常用于传动力，常用于汽车变速箱等运动或传递较大减速比的传动装置，常递旋转运动和动力用于起重机、机床等齿轮传动齿轮的参数参数意义模数齿轮的尺寸单位，决定齿轮的尺寸大小齿数齿轮上齿的个数齿顶高齿轮齿顶到分度圆的距离齿根高齿轮齿根到分度圆的距离齿厚齿轮两齿之间的距离齿隙两齿之间空隙的距离了解齿轮的参数对于选择合适的齿轮、计算齿轮传动比等非常重要齿轮传动齿轮的润滑润滑油可以降低齿轮之间的摩齿轮传动中常用的润滑方式包12擦，减少磨损，延长齿轮使用括油浴润滑、油雾润滑、喷油寿命润滑油的选择要根据齿润滑等不同的润滑方式适用轮的工作条件，如温度、载于不同的工作条件荷、转速等定期检查润滑油的状态，及时更换失效的润滑油，是保证齿轮传动正3常运行的重要措施链传动链条的类型滚子链链板链滚子链是最常用的链条类型，其链板链用于传递较大的载荷，其特点是结构简单、传动效率高，特点是结构坚固、抗拉强度高，常用于传递较大的动力常用于起重机、输送机等静音链静音链适用于需要低噪声的场合，其特点是传动平稳、噪音低，常用于一些精密机械设备链传动链轮的设计链轮的设计需要考虑链链轮的齿形要与链条的链轮的尺寸要与链条的条的类型、链速、传动形状相匹配，以保证链尺寸相匹配，避免出现比、载荷等因素，以确条与链轮之间的啮合精链条过紧或过松的情保链传动的稳定运行度，避免出现跳链现况象链传动链传动的维护定期检查链条的张紧度1过松的链条会导致链传动效率降低、噪音增大；过紧的链条会导致链条过早磨损，甚至断裂清理链条上的油污和杂物2油污和杂物会影响链条的润滑，造成链条过早磨损定期清理链条可以延长链条的使用寿命更换磨损严重的链条和链轮3磨损严重的链条和链轮会影响链传动的精度和效率，需要及时更换带传动带的种类平带平带是最常用的带传动带类型，其特点是结构简单、成本低廉，适用于传递较小的动力带V带用于传递较大的动力，其特点是传动效率高、传动平稳，V常用于汽车、机床等设备齿形带齿形带适用于需要高精度传动的场合，其特点是传动精度高、不易打滑，常用于一些精密机械设备带传动带轮的设计带轮的尺寸带轮的尺寸要与带的尺寸相匹配，避免出现带过紧或过松的情况带轮的材质带轮的材质要选择耐磨、耐腐蚀、强度高的材料，以延长带轮的使用寿命带轮的安装带轮的安装要牢固，避免出现松动，影响带传动的稳定性带传动带传动的张紧调整张紧装置使用张紧轮带传动的张紧度可以通过调整张紧装置1张紧轮可以有效调节带传动的张紧度，来调节过松的带会导致传动效率降常用的张紧轮包括弹簧张紧轮、液压张2低、噪音增大；过紧的带会导致带过早紧轮等磨损，甚至断裂轴承轴承的类型滚动轴承滚动轴承是指由滚动体（如钢球、滚子等）和滚道组成的轴承，其特点是摩擦系数1小、效率高、结构简单，常用于高速、轻载荷的场合滑动轴承2滑动轴承是指由轴瓦和轴颈直接接触的轴承，其特点是承载能力强、耐冲击，常用于低速、重载荷的场合其他轴承3除了滚动轴承和滑动轴承之外，还有气体轴承、磁悬浮轴承等轴承轴承的选型载荷1轴承的载荷是指作用在轴承上的力，包括径向载荷和轴向载荷根据载荷的大小选择合适的轴承类型和尺寸转速2轴承的转速是指轴承旋转的快慢高速轴承的转速较高，需要选择合适的轴承类型和尺寸，以保证轴承的安全运行工作环境3轴承的工作环境是指轴承所处的温度、湿度、污染等因素根据工作环境选择合适的轴承材料和润滑方式轴承轴承的润滑轴承的润滑方式要根据轴承的类型、工作条件选择合适的润滑方式，以保证轴承的安全运行润滑润滑油的种类矿物油合成油植物油矿物油是应用最广泛的润滑油类型，其特合成油具有耐高温、耐低温、抗氧化等优植物油是一种可生物降解的润滑油，具有点是价格低廉，但耐高温性能较差点，价格相对较高良好的环境友好性润滑润滑脂的种类润滑脂是一种稠厚的润滑剂，常用于需要密封的部位，例如轴承、齿轮等润滑脂的种类很多，常用的润滑脂包括锂基润滑脂、钙基润滑脂、复合基润滑脂等润滑润滑方式的选择12工作条件设备类型润滑方式的选择要根据工作条件，如温不同的设备类型对润滑方式的要求不度、速度、载荷、环境等因素来选择同例如，高速设备需要采用油雾润滑，而低速、重载荷设备可以使用油浴润滑3润滑剂类型润滑剂的选择要根据工作条件和设备类型来选择例如，高温条件下需要使用耐高温润滑油或润滑脂液压传动液压元件液压泵液压缸液压阀液压泵是液压系统的心脏，它将机械能液压缸是液压系统中执行机构，它将液液压阀是液压系统中控制元件，它控制转化为液压能，为液压系统提供压力压能转化为机械能，完成各种运动和动液压油的流量、方向和压力，实现对液油作压系统的控制液压传动液压系统液压系统一般包括液压液压系统的工作原理是液压系统广泛应用于工泵、液压缸、液压阀、利用液压油的压力传递程机械、机床、农业机液压油、液压管路等部能量，实现机械动作械等领域分液压传动液压油的选择粘度1液压油的粘度是指液压油的流动阻力，根据液压系统的温度和压力选择合适的粘度等级抗氧化性2液压油的抗氧化性是指液压油抵抗氧化的能力，好的液压油应该具有良好的抗氧化性，以延长使用寿命抗磨性3液压油的抗磨性是指液压油抵抗磨损的能力，好的液压油应该具有良好的抗磨性，以减少设备的磨损气压传动气动元件气动马达气动马达是一种将压缩空气转换为旋转运动的动力设备，常用于轻载、高速的场合气动缸气动缸是气动系统中执行机构，它将压缩空气转换为直线运动，完成各种运动和动作气动阀气动阀是气动系统中控制元件，它控制压缩空气的流量、方向和压力，实现对气动系统的控制气压传动气动系统压缩空气气动系统需要压缩空气作为动力源，压缩空气由空气压缩机提供气动元件气动系统包含气动马达、气动缸、气动阀等元件控制系统气动系统需要控制系统来控制元件的动作，控制系统可以是手动控制，也可以是自动控制气压传动空气压缩机往复式压缩机螺杆式压缩机1往复式压缩机是一种利用活塞的往复运螺杆式压缩机是一种利用旋转的螺杆来动来压缩空气的压缩机，其特点是结构压缩空气的压缩机，其特点是效率高、2简单、成本低廉，但效率较低噪音低，但结构较为复杂机械设备的维护日常维护清洁设备定期清洁设备，去除灰尘和污垢，避免设备腐蚀和故障1检查润滑2检查润滑油或润滑脂的油位，及时添加或更换润滑剂检查紧固件3检查设备的紧固件是否松动，及时拧紧松动的紧固件，防止设备松动或脱落机械设备的维护定期维护检查设备的磨损情况1定期检查设备的磨损情况，及时更换磨损严重的零件，避免设备故障清洗设备的内部部件2定期清洗设备的内部部件，例如油箱、滤清器等，以保证设备的正常运行进行设备的调整和校准3定期进行设备的调整和校准，保证设备的精度和效率机械设备的维护预防性维护预防性维护是指在设备故障发生之前进行的维护工作，可以有效降低设备故障率，延长设备寿命故障诊断常见故障类型磨损故障腐蚀故障振动故障机械设备的磨损是常见的故障类型之一，机械设备的腐蚀会造成设备的强度下降，机械设备的振动会影响设备的正常运行，会降低设备的效率，甚至造成设备的损甚至造成设备的破损甚至造成设备的损坏坏故障诊断诊断方法机械设备的故障诊断方法有很多，常用的方法包括外观检查、声响分析、振动测试、温度测试、压力测试等通过这些方法可以判断出设备的故障类型和故障位置，以便及时进行维修故障诊断故障排除实例12故障现象诊断结果设备运行时发出异常噪音，并伴有轻通过听觉和视觉检查，发现是轴承损微振动坏导致的噪音和振动3解决措施更换损坏的轴承，并进行设备的润滑和调整振动分析振动产生的原因不平衡不对中松动机械设备旋转部件的质量分布不均匀，机械设备的轴线、齿轮、皮带等部件的机械设备的紧固件松动，会造成部件松会造成不平衡，产生振动中心线不重合，会造成不对中，产生振动，产生振动动振动分析振动测试方法使用振动传感器测量设使用振动仪对设备的振使用频谱分析仪对设备备的振动信号，并进行动信号进行分析，判断的振动信号进行频谱分分析振动频率、振幅等参析，识别振动源数振动分析振动控制措施平衡1对旋转部件进行平衡，消除不平衡，减少振动对中2对轴线、齿轮、皮带等部件进行对中，消除不对中，减少振动紧固3拧紧松动的紧固件，消除松动，减少振动磨损磨损的类型粘着磨损由于摩擦表面之间的相互粘着而产生的磨损磨粒磨损由于摩擦表面之间的硬质颗粒而产生的磨损疲劳磨损由于反复的交变载荷而产生的磨损磨损磨损的原因振动载荷过大振动会造成摩擦表面之间的相对运动加润滑不良载荷过大会造成摩擦表面之间的压力增剧，导致磨损加剧润滑不良会造成摩擦表面之间的干摩擦，大，导致磨粒磨损加剧导致粘着磨损加剧磨损减缓磨损的措施降低载荷2合理分配载荷，避免摩擦表面承受过大的压力加强润滑1选择合适的润滑剂，并定期添加或更换润滑剂，以减少摩擦表面之间的磨损控制振动采取措施消除振动，减少摩擦表面之间3的相对运动腐蚀腐蚀的类型化学腐蚀金属与周围介质发生化学反应而产生的腐蚀，例如金属在酸、碱、盐溶液中的腐蚀1电化学腐蚀2金属在电解质溶液中发生电化学反应而产生的腐蚀，例如金属在海水、土壤中的腐蚀生物腐蚀3由于微生物的作用而产生的腐蚀，例如细菌腐蚀、真菌腐蚀腐蚀腐蚀的原因环境因素1环境中的湿度、温度、污染物等因素会加速金属的腐蚀金属本身的因素2金属的纯度、表面状态、内部缺陷等因素会影响金属的耐腐蚀性介质因素3与金属接触的介质，例如酸、碱、盐溶液等，会加速金属的腐蚀腐蚀防止腐蚀的措施防止腐蚀的措施有很多，常用的方法包括表面处理、材料选择、环境控制等设备润滑管理润滑制度润滑油更换制度润滑脂添加制度根据设备的使用时间、工作环境、润滑油的性能等因素制定润滑根据设备的类型、工作条件、润滑脂的性能等因素制定润滑脂添油更换制度加制度设备润滑管理润滑记录详细记录设备的润滑情况，包括润滑时间、润滑剂类型、润滑剂数量等信息，以便及时了解设备的润滑状况，及时进行维护设备润滑管理润滑人员培训12润滑知识设备润滑培训润滑人员了解润滑的基本知识，培训润滑人员了解设备的润滑要求，包括润滑剂的种类、性能、选择方法包括润滑点、润滑方式、润滑剂数量等等3安全操作培训润滑人员了解安全操作规程，确保润滑工作安全进行安全操作规程通用安全规程穿戴防护用品遵守操作规程注意安全警示操作机械设备时，要穿戴好防护用品，严格按照操作规程进行操作，不得擅自注意设备上的安全警示标志，例如危险例如安全帽、安全鞋、手套等，以保障改变操作程序区域、禁止触碰等人身安全安全操作规程特定设备安全规程起重机操作规程操作机床操作规程操作前压力容器操作规程操前要检查设备状态，操要检查防护装置是否完作前要检查压力容器是作过程中要保持警觉，好，操作过程中要保持否漏气，操作过程中要避免超载操作专注，避免发生意外控制好压力，避免发生爆炸安全操作规程紧急情况处理发生事故1立即停止设备运行，并采取必要的安全措施通知相关人员2通知相关人员，例如安全员、维修人员等，及时处理事故进行救援3根据事故情况进行救援，确保人员安全节能降耗节能措施优化设备运行参数合理调节设备的运行参数，例如转速、压力等，以降低能耗采用节能设备选用节能型的设备，例如高效电机、变频器等，以降低能耗提高设备效率定期维护设备，保持设备的良好状态，提高设备的效率，降低能耗节能降耗能源管理建立能源管理体系建立能源管理体系，制定能源管理制度，并进行能源管理人员的培训进行能源审计定期进行能源审计，分析能源消耗情况，找出节能潜力实施节能措施根据能源审计结果，实施相应的节能措施，降低能源消耗。