機械系統(tǒng)中的故障來源及降低故障的技巧

是什么導致機械故障？了解任何機械組件中的三個主要故障點來源以及將故障降至最低的一些技巧。

機械運動系統(tǒng)容易出現(xiàn)需要定期維護的問題。如果維護得當，有時可以避免昂貴的維修費用。大多數(shù)預防性維護類型都圍繞著盡量減少三種不同的機械故障來源，包括熱、振動和濕氣。

如果維護得當，工業(yè)機器通常以可靠性和壽命長而著稱。幾十年前機器的機械部件仍處于原始工作狀態(tài)的情況并不少見，即使電氣控制已更新和修改。

但是，關鍵不僅是維護，而且是適當?shù)木S護。許多機器都有全面的維護清單，如果遵循這些清單，就會取得成功。如果機器是舊的或者可能是多余的購買，那么這些維護文件可能根本不存在。

如果是這種情況，則必須知道要維護什么以及要監(jiān)視哪些可能指向故障點的屬性，從而有足夠的時間安排適當?shù)木S護。

要設計維護程序，重要的是要了解任何機械裝配中的三個主要故障點來源。這三個來源是振動、熱量和濕度。

某些環(huán)境可能比其他環(huán)境更快地導致這些區(qū)域的故障，但不變的一點是，如果您希望設備能夠持續(xù)使用，則必須始終考慮適當?shù)木S護。有句話說，“計劃您的設備維護，否則您的設備會為您計劃?！?不要等待昂貴的停機時間。

振動

振動是設備的過度重復運動。如果有東西移動，幾乎不可能消除所有振動，所以你能做的最好的事情就是盡量減少它。由振動引起的問題稱為“疲勞”。這是一個材料失效術語，意思是隨著時間的推移，由于小應力復合而導致的裂縫或斷裂，例如一遍又一遍地彎曲回形針直到它斷裂。

如果在正確的參數(shù)范圍內(nèi)操作，任何機器都應該能夠承受少量的振動并可以使用數(shù)年。

一些設備（想象一下碎石機）自然會假設工作環(huán)境更惡劣，這些元件將比經(jīng)過精心調(diào)校的 6 軸機械臂的關節(jié)承受更多的振動。

當電機的循環(huán)運動通過某個關節(jié)傳遞到組件的其余部分時，就會發(fā)生振動。它不僅浪費能源，而且會損壞設備。采用適當?shù)妮S承將旋轉(zhuǎn)元件與其周圍的框架隔離。

有兩個問題可能會困擾軸承，具體取決于它是潤滑的還是干燥的。如果軸承涂有油脂，則故障可能源于灰塵或水污染物進入密封不良的軸承。如果潤滑脂運行得太少或變舊，它會變干并導致進一步的振動。

另一方面，如果軸承沒有潤滑脂（通常稱為“襯套”），則它依賴于滑動而不是軸承的滾珠或滾子。即使是大多數(shù)襯套也確實有油性表面，但它們僅依靠減少摩擦 - 但無論如何都要減少摩擦。

如果這些開始失效，那是由于兩個表面相互磨損。此時，材料已被去除，再多的油脂或油也無法修復表面。作為解決方案，只有更換就足夠了。

對于任一類型的軸承或襯套，請參閱制造商的維護計劃，以確保將振動降至最低，并最大限度地延長設備壽命。

熱

如果您經(jīng)歷過過度振動的設備，那么您很可能遇到過這種故障因素 - 熱量。幾乎每一個運動、摩擦點和電流都會增加熱量。當熱能在系統(tǒng)中的任何一點被浪費時，額外的能量將進一步增加系統(tǒng)的負荷。

功耗的緩慢增加可能表明系統(tǒng)中某個點的損耗增加。如果您想找到故障，您幾乎總是可以將其追溯到熱損失以指向可疑區(qū)域。

熱問題可能是一個級聯(lián)問題，這使得它們特別危險。當金屬因摩擦而升溫時，它會膨脹，進一步增加摩擦。這反過來又增加了熱量，并且循環(huán)繼續(xù)直到失敗。

顯示特定機械故障情況的熱像儀。圖片由FLIR 系統(tǒng)提供。

在電氣系統(tǒng)中，熱量會導致電阻，增加系統(tǒng)的電壓損失，從而導致移動負載的電流增加，再次級聯(lián)熱效應。

擁有紅外溫度計甚至熱像儀通常很有用，以幫助查明系統(tǒng)中出現(xiàn)過熱的區(qū)域。

濕度和水分

過早失效的最終罪魁禍首也可能導致其他領域的負面影響。眾所周知，電路不能很好地與濕氣一起工作，但機械部件也不能。

金屬上最容易受潮的跡象是表面有一層薄薄的銹跡或氧化層。僅此一項可能不是災難性的失敗。我保證你的車架現(xiàn)在有些地方生銹了，但它仍然可以存活。如果沒有適當?shù)馗稍锖颓鍧?，生銹可能會變成嚴重的結構缺陷。

如果發(fā)生運動，生銹會導致表面缺陷，從而增加振動和摩擦 - 從這個意義上說，濕度會導致熱量和振動挑戰(zhàn)。

生銹很難修復，因此通過空調(diào)和加熱系統(tǒng)控制溫度和濕度來維持適當?shù)沫h(huán)境至關重要。首先，始終參考正確的維護計劃。在繁忙的日常工作場所中很容易忽視這一點，但考慮您是否可能在計劃外的時間發(fā)生嚴重的機械故障仍然很重要。

在大多數(shù)行業(yè)中，這將導致巨大的損失，因此采用或制定合理的機械組件預防性維護計劃是有意義的。