浅谈机械设备故障的诊断及维修

郝 冉，冯茂强

（1.河北省中医院，河北石家庄050011；2.石家庄路桥建设集团，河北石家庄050000）

机械设备是构成产品生产的重要因素，在使用过程中，由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响，其零部件会磨损、变形、断裂、蚀损等，使技术状态劣化，出现各种各样的故障。为保持机械设备处于良好状态，提高利用率，延长使用寿命，需要快速准确诊断出故障原因，找出损坏的零件和部位，并尽快地排除故障。本文对机械设备故障成因、常见故障及故障诊断方法进行了分类整理，为机械设备维修人员提供参考。

1 故障形成的原因

导致设备运行时发生故障的原因复杂而多变，大体上可归纳为5个因素：

（1）存在易损零件。设备零件不可能具有同等寿命，有些为易损件，例如活塞、机油等使用寿命较短，需定期更换，否则就会发生故障[1]。

（2）零件本身的质量差异。设备及其零件生产时批量大、厂家不同，存在质量差异。

（3）消耗品质量差异。主要有润滑油等，其质量会影响设备的使用性能和寿命。

（4）使用环境影响。设备转速高，振动严重，动力消耗大，使用工况发生很大变化等不能适应时，就容易发生故障，或引起突发性损坏。

（5）工人技术和操作方法的影响。设备使用管理不善，不按规定进行走合和定期维护，野蛮起动和野蛮操作等，都会使设备早期损坏和出现故障。

可见，设备故障成因广泛存在于设备的制造、使用、维护和修理全过程。

2 常见的故障形式

机械设备发生故障时，一般以下面数种形式表现出来：

（1）性能异常。设备的动力性差，如最高转速明显降低，加速性能差；油耗量大；振动和噪声明显加大；操纵稳定性差。

（2）响声异常。设备发生故障，最易表现为响声异常。一般响声比较沉闷且伴有较强烈的抖振时，故障比较严重，应停机或降低转速来查找；有时某些部位响声异常，不影响使用，一时查不出来，可请有经验的人员查找[2]。

（3）发出异味。主要有非金属摩擦材料发出的焦臭味、电气系统和导线烧毁的焦糊味、漏机油的烧焦味等，都必须予以充分注意。

（4）温度过热。表现为设备各部的温度超出了正常使用温度范围。如确系长时间高负荷所致，一般不影响使用；如系内部机构故障，应及时诊断和排除。

（5）油液渗漏。表现为机油、冷却液、润滑油和制冷剂渗漏及电气系统漏电等。设备渗漏，极易引起设备过热和机构损坏。

（6）外观失常。表现为设备纵向偏斜或横向歪斜，可能影响到使用，如：设备重心偏移，振动严重，转向不稳和设备跑偏等。

3 故障诊断

虽然许多大型现代化设备都具有故障自检系统，但不是每个部位都能实现自检，而且一些小型设备不具有故障自检功能，仍需维修人员凭经验来诊断故障。设备故障诊断方法和步骤都是一定的，基本上可以归纳如下：

（1）观察询问法。修理前，应对设备型号和使用年限做出初步判断，甚至做出设备故障的判断；并向使用者具体询问做过的检查和修理，深入了解并仔细观察故障部位和现象，而后做出判断。

（2）听觉法。设备运行时发出嘈杂而有规律的声音，发生故障时会出现异常响声。维修时，可以让设备以不同工况运行，检查和听诊设备故障；还可以借助听诊器等简单器具进行听诊。例如：用长杆听诊棒听诊曲轴和连杆机构的响声，可以听到配气机构的响声；用胶管插进量油尺孔中，下端在机油盘油面之上时，可听清曲轴响声和活塞环对口处的窜气的响声。

（3）触摸法。人的手脚感觉灵敏，可凭手脚感觉来诊断设备故障。例如：当发动机过热而冷却系统中有冷却液时，可用手摸一摸散热器的上部和下部，判断是节温器损坏还是散热器进水口堵塞；摸一摸水泵出水口胶管，可以感觉到水流压力波动，说明水泵工作正常。诊断设备故障时，还经常遇到以下情况：用手指压力检查皮带的松紧度，用手指感觉燃油泵的工作，以及用手摸检查高压油管的供油情况，摩擦面的磨损情况，用手感觉摩擦副配合的松紧度等。

（4）嗅觉法。工作介质泄漏都会发出异味，所以可凭嗅觉检查工作介质泄露情况。例如：机油泄漏到运行的设备上，由于温度升高会发生异味；有非金属材料烧糊的气味，表示电线烧毁。

（5）替换法。就是用合格的总成和零部件，替换可能损坏的总成和零部件并试运行。替换备件应是试验过的可靠的合格品，如果用坏件替换了坏件，反而会使故障部位虚假化，增加诊断难度。

（6）度量法。就是用量器和仪器仪表进行度量，各种量仪和量表是维修人员的眼和手的延伸。例如：用数字万用表测量电压和电阻值；用频率计和示波器测量频率和波形幅值等。仪器诊断速度快，准确性高，且能发现潜伏故障[1]。

（7）分段检查法。就是按照线路、管路和带有系统性质的工作路线检查故障，从动力源到执行机构，或从后到前，或从中间查找。例如：对于照明和指示系统的故障，原理上应按电源—开关—保险丝—继电器—电线—电灯泡的线路，从前到后查找，有经验者会先查保险丝，也可先查灯泡或继电器。

（8）局部拆装法。当不能准确判断故障发生部位时，可以拆掉某一部分功能进行检查，而后再装上去。局部拆装法，实际上是使正常工作的设备失去原来的功能，在非正常工况下动作。例如：发动机动力性不足，怀疑空气滤清器堵塞时，可以拆下空气滤清器芯再试发动机，如动力性在无空气滤清器情况下恢复，故障就在这里。

根据故障表现形式，灵活运用这些故障诊断方法，就能快速准确找出设备故障所在。

4 维修原则

找出故障原因后，就要对设备进行有针对性的维修。维修时，应本着以下原则：先静后动，尽量在设备静止时维修，可防止设备故障进一步加剧；先外部后内部，这样不会使故障复杂化；先机械后电器，确定机械部分没有问题后，再检查电气部分；先公用后专用，先确定整台设备公用部分工作状况良好后，再检查专门的功能单元；先简单后复杂，先从简单元器件入手，后修复杂部分；先一般后特殊，先考虑一般元器件，这样也可以使故障简单化[2]。

5 结束语

无论采取什么诊断维修方法，目的都是为了恢复设备正常使用功能，保证企业正常生产。维修人员对设备故障成因、常见形式及诊断方法做到心中有数，并把现代设备故障监测技术与传统故障诊断技术结合起来，做到预知性维护与日常保养维修并重，就可以延长设备的使用寿命，使设备系统实现高效、安全、可靠、低成本运行，创造更好的经济效益。

[1]陆全龙，黄效国.机电设备故障诊断与维修[M].北京：科学出版社，2008.

[2]邓三鹏，徐小力.现代数控机床故障诊断与维修[M].北京：国防工业出版社，2009.