机械故障的研究和应对措施

张孝

摘要：英国、德国，美国等西方发达国家，在18世纪初期开始了工业革命，进入工业时代之后的西方欧美国家迅速发展，一跃成为世界发达国家和资本主义强国。例如从最初的代替人们背篓的小型轨道马车，代替工人大锤的碎石机，代替成百上千人3班倒的矿山机械的生产线等。不可否认，机械不但提高了人类的劳动效率，同时也改善了人类的生活品质。但是，正如人体一样，机械也存在着磨损、衰老，甚至有些机械“先天畸形”，因此，工业时代，各种各样的机械故障成为困扰机械操作者以及经营者的主要顽疾，我们对此进行研究并制定相应的措施。

关键词：机械；故障；维修；应对措施；电子信息

1.机械故障的分类

所谓机械故障，就是指机械系统已偏离其设备状态而丧失部分或全部功能的现象[1]。如某些零件或部件损坏，致使工作能力丧失；发动机功率降低；传动系统失去平衡和噪声增大；工作机构的工作能力下降；燃料和润滑油的消耗增加等，当其超出了规定的指标时，均属于机械故障[2]。

2.机械故障的传统解决方法

2.1.零件或部件损坏

传统的解决机械零件或部件的损坏的方法是更换相应的零件或者部件。除此之外，还应该检查与其相接触的其余零件或者部件的受损情况，因为机械作为一个工作整体，其中一个工作单元出现过度负荷时，往往也令其余的与其相接触的工作单元过度负荷，虽然当时未必出现丧失工作能力的情况，往往容易为后续的生产留下隐患。

2.2.发动机功率降低

发动机功率降低直接影响整机的工作效率与工作能力。例如，当48.6Kw的发动机功率降低之后，实际功率远远小于此值。如果将该发动机安装在魔石机上，该磨石机的实际功率将达不到标定功率。发动机功率降低的原因多数与气缸磨损，活塞磨损相关，造成漏气，燃烧室内烧料燃烧不充分[3]。这不仅直接影响发动机的功率，还造成柴油和汽油等燃料的极大浪费，情况严重的，还会造成烧机油。气缸的缸套磨损严重的，还应该更换缸套。

2.3.传动系统失去平衡和噪声增大

对于传动系统失去平衡和噪声增大，其直接危害是对生产安全造成威胁。对于传送带等机械，传动系统失衡很容易造成物料的倾翻，或者物料的损失，工人长期在严重噪声环境下工作，对身心健康极为不利。对于造成传动系统失去平衡和噪声增大的原因，主要是由于机架与电机发生共振，也就是机架不平稳。或者传动系统的张紧部件损坏。针对这些机械故障，应该对机械系统的机架进行加固，为了防止共振现象的发生，还可以对机械系统的机架进行配重，或者更换电机或者发动机。当然，从经济效果上考虑，一般不选择更换电机或者发动机。

2.4.工作机构的工作能力下降

工作机构的工作能力下降主要表现为“年老体衰”。一台新机器，进过磨合之后，其机械效率达到了顶峰，经过一定时间的使用之后，其工作能力开始走下坡路，尤其是当保养不当的时候，情况更加恶劣。造成工作机构的工作能力下降的主要原因有两点，第一点是保养不当，第二点是自然磨损严重。

对于保养不当的机械，需要立刻进行磨损件的更换，重新对机械进行调配。以碎石机为例，可以将内外钢辊更换，延长单只钢辊的使用寿命。当然是在不影响安全的前提下，发现问题之后，要定期更换润滑油，定期检查机构的冷却系统，防止再次因保养不当造成的机构“早衰”。

对于自然磨损的机构，工作能力下降情有可原，其主要应对措施是找出磨损的工作部件，进行更换或者维修。如果因为机械皮带的长时间工作造成皮带长度大于标定长度，可以通过调节皮带两端带轮的距离，或者通过增加张紧轮而不更换皮带。

2.5.燃料和润滑油的消耗增加

燃料和润滑油的消耗增加通常与发动机和油封密切相关。在发动机的工作效率降低时，可以出现燃料的利用率降低，燃料的利用率降低也表现为燃料的消耗增加，例如，从前激光掘进机前进1公里需要消耗0.1L汽油，当发动机的效率降低时，不止需要0.1L汽油了。通过更换发动机的组件或者更换发动机整体可以解决燃料消耗增加的问题[4]。同时也需要引起高度注意的是，一定要让发动机的功率和所代负载相匹配，否则，引起不必要的燃料消耗增加。

对于润滑油的消耗增加，通常是由于油封的密封性差的原因所致，传统的做法是检查油封，更换油封。油封作为损耗件，通常不进行维修，直接更换。

3.机械故障的当今解决方法以及未来趋势

当今，电子信息技术的高度发达，也同样对机械科学起着巨大的推动作用。机械传感技术的应用，可以实时监测机械磨损情况，燃料利用情况，皮带张紧情况。通过计算机处理，还可以同时监测机械的工作量，例如，将GPS定位技术应用于激光掘进机上，不仅可以实时监控激光掘进机的作业状态，还可以形成3D现场地图。利用压电薄膜传感技术，可以随时监测传送带的负荷。

在当下，利用电子信息技术，可以在监测机械故障上，起到至关重要的作用。就像对待病人一样，做到早修复在治疗，能够最大限度的挽救机械的生命，延长某些部件的使用寿命。对于机械故障的修复，传统方法还是占主要地位，可能在不久的将来，利用电子计算机操作大量的机械手，人们只要通过编制程序，就可以实现远离油污的直接的机械接触。

4.结束语

本文简述了机械故障的常见种类，同时简述了五种常见的机械故障的成因以及传统的解决方法，最后简述了信息技术在当今处理机械故障中的应用，并且预测了未来的发展趋势。未来，新材料技术的开发以及应用，有可能为人们提供当今人类难以想象的耐磨损材料，到那时，也许当今的机械故障会大大减少，机械故障将成为罕见的现象，机械维修机构将不复存在。

参考文献：

[1] 万丹. 机械故障的形成及其特性分析[J]. 黑龙江纺织， 2009（04）：19-21.

[2] 刘章. 机械故障的形成及其特性分析[J]. 新疆有色金属， 2008（04）：29-31.

[3] 孙汝军，孟俊焕. 机械故障的逻辑分析方法及应用[J]. 农业装备与车辆工程， 2005（09）：37-39.

[4] 王江萍，宁延平. 机械设备故障智能诊断技术水平与发展预测[J]. 石油机械， 2005（08）：33-35.