包裝機械設備故障處理

tags: 包裝機械 機械設備    時間:2014-03-12 11:25:15
包裝機械設備故障處理簡介
在包裝機械設備故障中,磨損是主要的。而包裝機械各組成零件的變形,常常會加大零件磨損,導致設備故障。  包裝機械在作業過程中,由於受力的作用使零件的尺……
包裝機械設備故障處理正文


在包裝機械設備故障中,磨損是主要的。而包裝機械各組成零件的變形,常常會加大零件磨損,導致設備故障。


包裝機械在作業過程中,由於受力的作用使零件的尺寸或形狀產生改變的現象叫做變形。包裝機械零件,特別是基礎零件或運轉部位的零件的變形,將嚴重影響包裝機械設備的工作質量和壽命。


金屬零件的變形機理


金屬零件變形的過程可分為彈性變形階段和塑性變形階段。實踐證明,在兩種變形中,塑性變形對零件的性能和壽命有較大影響。


金屬材料彈性變形的機理是:金屬原子間存在著相互平衡的力——吸力和壓力。吸力使原子彼此密合到一起;而壓力則使原子間不要接近得太緊密。在於常情況下,原子佔據的是這兩種力保持平衡的位置。當施加外力使原子間距靠近或拉遠時,都必然產生相應的相斥抗力或相吸的抗力,並與之建立新的平衡。當外力去除后,又出現新的不平衡,原子重新回到原來相互平衡的位置。這也就是彈性變形的機理,即是說彈性變形乃是由於外力作用所引起的,原子間距離發生可逆性變化的結果。


金屬材料塑性變形的機理是:金屬的塑性變形都是金屬晶體滑移或孿生造成的,而其中以晶體的滑移為主。機械零件的金屬幾乎都是多晶體,而且大部分為合金。由於多晶體中各個晶格位向不同,還有晶界存在,在合金中還有溶質原子或異向的存在,使各個晶粒的變形互相阻礙與制約,所以多晶體及合金塑性變形的情況要比單晶體複雜得多。


塑性變形對金屬性能的影響是會出現加工硬化。隨著塑性變形的增大,材料的強度和硬度會逐漸上升,塑性和韌性會逐漸降低。塑性變形還使金屬容易生鏽,不耐腐蝕和引起內應力,從而導致金屬零件的變形。


零件冷卻過程中的應力和變形


機械零件在從高溫冷卻下來的過程中,由於零件相連部分體積變化不均勻,互相牽制,會產生內應力。當內應力超過零件材料的強度極限時,零件將發生斷裂;當內應力超過零件材料的屈服極限而沒達到強度極限時,零件將發生變形;當應力小於彈性極限時,將以殘餘內應力的形式存在於零件之中。雖然在零件外表看不見有什麼異樣,但在切削加工時當零件部分被切去后,會破壞原來內應力的平衡,零件也會發生變形。當零件送去熱處理或被投入使用時,由於熱處理應力或外載荷與內應力的疊加,零件可能產生變形,甚至斷裂。


包裝機械零件在使用過程中變形的原因


前面講過當零件的應力超過材料屈服極限時,將會發生變形。根據零件產生應力的原因,包裝機械設備零件在使用過程中發生變形的原因大致可從毛坯製造、機械加工、修理質量和使用情況等幾個方面進行分析。


(1)毛坯製作方面的因素包裝機械零件的毛坯,無論是鍛造、鑄造還是焊接的,在製造過程中都有一個從高溫冷卻下來的過程。在這一冷卻過程中必會產生內應力,而這種內應力會引起零件變形。


(2)機械加工方面的因素如果毛坯是在有應力的狀態下機加工的,切去部分表面后就會破壞內應力的平衡。由於內應力的重新分佈,零件將會發生變形,另外,在切削加工的過程中,由於切削力和切削熱的作用,零件表面也會發生極大的塑性變形,因而也將產生內應力。這種殘餘的內應力,也與毛坯製造中形成的內應力一樣,會引起機械零件的變形。


(3)修理質量方面的因素包裝機械設備大修時,如果不知道零件已發生變形,在制訂修理工藝時沒有考慮到變形的因素,常常會造成更大的變形或增大變形的危害。


(4)使用方面的因素包裝機械設備如果在比較惡劣的環境下工作,或者在極限載荷條件下工作,溫度比較高時,都會使機械零件發生變形。


如果設計時考慮不周全,零部件布置不合理也會造成變形。


減輕變形危害的措施


引起包裝機械設備零件變形危害的原因是多方面的,所以減輕變形危害的措施也應從設計、製造、修理、使用等諸方面綜合考慮。在目前情況下,設備零件的變形是不可避免的,惟一的辦法是研究零件的變形的規律,減輕變形的危害。


(一)科學設計


包裝機械及其零件在設計時,不僅要充分考慮如何實現機構的動作和零件的強度,而且對零件的剛度、變形以及零件在製造、裝配和使用過程中會發生什麼問題也要充分考慮。


設計包裝機械設備時,合理地布置各種零部件,改善零件的受力情況,可以減輕零部件的變形;設計機械零件時,盡量使零件壁厚均勻,可以減少熱加工時的溫度差異,從而達到減輕零件變形的效果。


(二)精心製造


在制訂毛坯製造工藝時,要重視變形的問題,採取各種工藝措施,以減少毛坯的殘餘應力。在毛坯製成后,以及在後來的機械加工過程中,必須安排足夠的消除內應力的工序,力求減少零件中的殘餘內應力。


在機械加工中,把粗加工精加工分成兩個工序,並在兩道工序中留出一段存放時間,有利於消除內應力;在機械加工過程中應盡量保留工藝基準,留給修理時使用,可以減少修理加工中因基準不一而造成誤差。在製造曲軸時,頂針孔如果被後續工序切除,修理時磨曲軸要另做針孔,則會增大誤差。


為了減少零件在機械加工之後的應力和變形,對於比較重要的或比較複雜的零件,在精加工之後應該再進行一次自然時效或人工時效處理。某些特別精密的零件,如分度計量機構等,在精加工工序之間還應安排幾次時效處理。


(三)保質修理


由於機械零件變形是不可避免的,所以在包裝機械設備大修時不能只是檢查配合面的磨損情況,對於相互位置精度也必須認真檢查和修復。為此,在對包裝機械設備進行大修時,應制訂出合理的檢修標準,並且應該設計出簡單、可靠、容易操作的專用量具和專用工卡具。


由於零件在內應力作用下的變形,通常在12~20個月內完成,所以對第一次大修機械設備的變形情況尤其要注意檢查、修復,使其恢復到規定的相互位置。


在包裝機械設備大修時的機加工中,必須合理地選擇定位基準;大修時的某些熱加工或壓力加工工藝,也要採取措施以減少應力和變形。


(四)合理使用


包裝機械設備在使用過程中,必須嚴格按規程操作,盡量避免超載運行和避免局部高溫,以減少零件變形的發生。



   

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