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冶金设备的使用和维护保养
来源: 作者: 发布时间:2008-01-09

 

第一节 设备的磨损
  设备在使用(或闲置)过程中会产生磨损。磨损有两种形式:一种是有形磨损,亦称物质磨损或物质损耗;一种是无形磨损,也称精神磨损或经济磨损。无论有形磨损还是无形磨损,其结果都会造成经济损失。为了减少设备磨损和在设备磨损后及时进行补偿,就必须首先弄清产生磨损的原因和磨损的规律,以便采取相应的技术、组织、经济措施。
    一、产生磨损的原因及其规律
   (一)产生磨损的原因及其规律
   设备无论在使用或是在闲置过程中,都会产生磨损。磨损,即设备在实物形态上的磨损。设备在运转使用中,作相互运动的零、部件的表面,在力的作用下,因摩擦而产生各种复杂的变化,使表面磨损、剥落和形态改变,以及由于物理、化学的原因引起零、部件疲劳、腐蚀和老化等等。设备使用过程中的有形磨损,既有正常磨损,又有因保管、使用不当和因受自然力的腐蚀(工作环境恶劣所致)而引起的非正常磨损。这种磨损的结果,通常表现为:  
  (1)使组成设备的各零、部件的原始尺寸改变。当磨损到一定程度时,甚至会改变零、部件的几何形状。  
  (2)使零、部件之间的相互配合性质改变,导致传动松动,精度和工作性能下降。  
  (3)零件损坏,甚至因个别零件的损坏而引起与之相关联的其他零件的损坏,导致整个部件损坏,造成严重事故。  
  设备在闲置过程中,自然力的作用(如油封油质中的腐蚀性介质的侵蚀,空气中的水分和有害气体的侵蚀等等)是产生磨损的主要原因,如果保管不善,缺乏必要的维护保养措施,就会使设备受腐蚀,随着时间的延长,腐蚀面和深度不断扩大、加深,造成精度和工作能力自然丧失,甚至因锈蚀严重而报废。  
  在一般情况下,设备在使用过程中,零、部件的磨损都有一定规律,大致可分为三个阶段:  
  第一阶段是初期磨损阶段(也称磨合磨损阶段)。在这个阶段,设备各零、部件表面的宏观几何形状和微观几何形状(粗糙度)都要发生明显的变化。这种现象的产生,原因是零件在加工、制造过程中,无论经何种精密加工,其表面仍有一定粗糙度。当互相配合作相对运动时,如粗糙表面由于摩擦而磨损。此时的磨损速度很快,磨损量和时间决定于零件加工的粗糙程度。这种现象一般发生在设备制造、修理的总装调试时和投入使用期的调试和初期使用阶段。
  当作相对运动的零、部件的表面经磨合磨损以后,磨损进入了第二阶段,即正常磨损阶段。在这一阶段内,如果零部件的工作条件不变或变化很小时,磨损量基本随时间匀速增加。也就是说,在正常情况下,零、部件的磨损速度非常缓慢。当磨损至一定程度,零件不能继续工作时,这一阶段的时间就是这个零件的使用寿命。
  第三阶段称为剧烈磨损阶段。这一阶段的出现,往往是由于零件已到达它的寿命期而仍继续使用,破坏了正常磨损关系,使磨损加剧,磨损量急剧上升,造成机器设备的精度、技术性能和生产效率明显下降。例如,机器设备上的轴和滑动轴承之间的相互摩擦,在正常情况下,是由相互的配合间隙内的流体或半流体隔开,使它们不直接接触摩擦。当轴或轴承磨损至一定程度而仍继续使用时,就因间隙增大,造成油或油脂量不足,液体摩擦失去作用,使轴与轴承直接摩擦,磨损加剧。
  了解了这一规律,我们就可以如何使初期磨损阶段越短越好,正常磨损阶段越长越好,避免出现剧烈磨损阶段。初期磨损阶段短,说明设备的零、部件加工、制造的质量好。正常磨损阶段长,说明零、部件的使用寿命长,就可以减少更换或修复的次数和停机时间,提高了设备的可利用率。如果能控制零、部件的磨损在未进入剧烈磨损阶段时,就采取了相应措施,说明设备技术状况的管理已具有一定水平,基本掌握了磨损规律及零、部件的使用寿命。  
  有时会出现这种现象:有些设备(或零、部件)在使用过程中,初期磨损阶段以后没有一个明显的正常磨损阶段,有的虽然有正常磨损阶段,但时间很短暂,就直接进入剧烈磨损阶段。这种现象的出现,除设备(或零、部件)的原制造(或修理)质量低劣外,在一般情况下,大都由于使用过程中的外部因素,如超负荷、超范围使用,引起作用力增加;因润滑不良,使两个相互运动的零、部件表面直接接触摩擦;在两个摩擦面之间聚集了磨料和磨损物;等等。所有这些,均系使用不合理,维护保养不良所致。  
  也有这样一种现象:由于组成设备的零、部件中,某些零、部件的工件特殊,它的磨损规律无一般零、部件正常磨损规律的一、二阶段,会直接出现剧烈磨损阶段,这种磨损叫特种磨损。  
  特种磨损是零件表面因疲劳而损坏所致,一般发生在设备中用作传递力的零件,如电动机的轴键部分;花键轴和花键槽等等。  
  (二)设备磨损的经济后果  
  设备由于磨损,会导致性能、精度、生产效率逐步下降,消耗不断增加,废品率上升,与设备有关的费用(使用费)也逐步提高,从而使所生产的单位产品成本上升。当有形磨损比较严重,或达到一定程度仍未采取措施时,设备就不能正常工作,并由此会发生事故,使设备提前失去工作能力。这样,不仅要付出较大的修理费用,花较长的修理时间,才能恢复其性能、精度,造成经济上的严重损失,还直接危及人身安全,影响工人劳动情绪,由此所造成的经济损失就难以估量了。  
  二、减少磨损的措施和磨损的补偿  
  磨损会引起设备原值的降低。磨损严重的设备,往往造成不能正常运转使用。  
  设备的磨损形式不同,所采取的措施和补偿磨损的形式也不同。设备产生磨损后,有一部分是可以通过修理来消除的,这类磨损属可消除性的有形磨损,其补偿形式,一般称为磨损的局部补偿。另一部分是不能通过修理消除的,这类磨损属不可消除性的有形磨损。不可消除性的有形磨损,一种是因可消除性有形磨损不及时或没有进行局部补偿,形成磨损的积累,导致提前丧失工作能力,修理代价大而不经济,需要置新的设备来替代。另一种是设备已到达其自然寿命,不能作为劳动工具继续使用、修理又不经济时,需要用同样用途的新设备来替换更新。用设备更新的技术措施进行有形磨损补偿,称为磨损的完全补偿或整体补偿。  
  磨损的补偿,是为了恢复设备在使用过程中应有的技术性能和生产效率,延长使用寿命,保证生产正常进行的一项基础技术管理工作。  

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