工程机械大修共同性工艺

工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 工程机械大修 共同性工艺 前面我们分析了机械故障产生的规律及其原因，并介绍了如 何适用这些规律来建立机械的维修制度，以期预防减轻机械故障 的产生，延长其使用寿命。但是，正如分析故障规律所指出的， 无论如何保养，机械最终还是会发生故障，且在经过一段时间的 使用之后，在达到耗损故障期时，必须对其进行大修以恢复其技 术性能，本章即介绍机械大修的基本工艺。 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 §4.1 机械大修的基本工艺过程及劳动组织 一、工程机械大修基本工艺过程 工程机械大修的基本工艺过程大体有就机修理法和总成互换法两种。 ⒈就机修理法 即一台机械上的零部件经清洗，检验鉴定、修理之后，仍装回原机的修理方法。其基本 大修工艺过程见下页图 4—1—1 所示。 优点：需要储备的配件少，适于修理量少而机型较杂的厂。 缺点：停修时间长，因要等到修理时间最长的件修好后才能组装，易造成停修待料现象， 不利于大批量生产，但其便于组织，适于分散作业。 ⒉零部件或总成互换法 即修理过程中，除机架等基础件就机修理外，其它零部件及总成均用事先修好的或新总 成进行替换修理，而换下的零部件总成，则另外安排修理。其大修基本工艺见图 4—1 —2。 优点：修理速度快，机械停修时间短，利于提高机械利用率，适于现场维修。 缺点：需要备储一定数量的备用总成，因而适于修理机型单一的修理厂。 图 4—1—1 工程机械就机修理工艺过程 机械进厂检验验收交接 机械外部清洗 机械性能测试、总成性能测试 能用总成 机架检修 备品库 需修总成 总成大修厂检修 备用总成 整机组装 磨合试验、试车检验 喷漆 出厂交接 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 图 4—1—1 工程机械就机修理工艺过程 二、工程机械大修劳动组织 机械的劳动组织一般按作业方式不同分为两种： ⒈综合作业法 即一台机械的修理工作，除部分零部件的修配加工由专业组完成外，其它全部修理及装 配工作均由一个修理小组来完成，因此也称包车修理法。 特点：组织领导简单灵活，适于分散作业，但对修理工要求较高，修理质量低，停修时 送修机械进厂检验验收交接 机械外部清洗 机械拆卸 （整机→总成→部件→零件） 零件清洗 零件检验鉴定 报废件 需修件 能用件 备品库 废品库 零件修复 装配前检验，部件、总成组装 总成磨合试验 整机组装 （零件→部件→总成→整机） 磨合试验、试车、 出厂检验 喷漆 出厂交接 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 间长，因而一般适于小型修理厂，及总成互换法修理用。 ⒉专业分工法 即将机械的修理作业按工种、部件、总成或工序分成若干单元，每个单元由一个或几人 专门负责完成。 特点：专业化程度高，易于提高单项作业熟练程度，并可采用专用工具，因而修理质量 高，速度快工效高，机械停修时间短，成本较低。但它要求有较高的组织管理水平，每个单 元必须紧密配合，适于修理量较大，且机型相对固定的修理厂。 ⒊实际工作中的修理组织形式 在我国目前工程机械修理中，工艺组织与劳动组织相结合后主要有以下三种组织形式： ⑴包车修理：即就机修理工艺采用综合作业法。 ⑵专业分工修理：即就机修理工艺采用专业分工作业法 ⑶零部件互换修理：即总成互换工艺采用综合作业法。所不同的是将总成互换缩小为零 部件互换。 以上三种方法中，在公路工程机械行业中以第一、三种方法为主，而专业分工法目前只 在几家大型汽车修理厂中应用，如 7422 厂等。 §4.2 机械的接收、外部清洗及拆卸 这部分安排自学，要求在学习及练习中了解掌握如下内容： ⒈了解机械送修的规定，掌握入厂检验的内容、方法、目的； ⒉了解机械外部清洗的方法、特点； ⒊了解机械拆卸的一般工艺顺序、原则及主要常见连接件的拆卸方法（如静配合件、螺 栓连接件、铆焊件、粘接件等）。 §4.3 机械零件的清洗 大修过程中，机械拆卸解体后，为了便于对零件进行检验鉴定，应对零件进行清洗，去 除其表面油污、积碳、水垢、锈迹及沥青等，此称鉴定前清洗；此外，在零件修理前，装配 前的清洗则分别称修理前清洗及装配前清洗。 由于清洗的目的仅是为了清除零件表面的污垢，使其达到一定的清洁度，以满足检验（或 修理、装配）的要求，因而清洗中一般应注意掌握如下原则： ⒈满足零件检验（修理、装配）对清洁度的要求； ⒉防止零件的腐蚀损坏； ⒊确保操作安全，不污染环境； ⒋讲求经济效益，节约费用。 零件在清洗过程的作业内容主要包括：清除油污、清除积炭、清除水垢、清除锈迹，此 外对公路工程机械还应包括清除沥青、水泥等。下面分别介绍其清洗的方法。 一、清洗油污 ⒈油污的形成及性质 ⑴形成 油污是机械在使用过程中，润滑油与尘土、零件磨损的碎屑等混合而成的粘附物，其成 份主要是油脂和尘土杂质，尘土杂质是靠油脂粘附于零件之上的，因此，只要除去油脂，尘 土杂质自然就会脱落。 ⑵油脂种类 零件表面油脂主要有三种：矿物油脂（为主）； 动物油脂，润滑脂中添加的稠化剂； 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 植物油脂，润滑脂中添加的稠化剂。 其中，动植物油脂能与碱溶液发生化学反映生成溶于水的甘油和肥皂（称皂化反应）， 故称皂化油脂，而矿物油脂不发生皂化反应，称非皂化油脂。 其共同特性：三者均溶于有机溶剂，不溶于水，温度升高其粘度会下降，保持油脂膜的 能力下降，粘附力降低易于清除。 ⑶除油的方法 根据油脂性质，最基本的除油方法主要有：有机溶剂溶解法、碱溶液除油法、合成洗涤 剂水洗法、电化学清洗法及超声波清洗法等几种，下面分别介绍。 ⒉碱溶液除油 ⑴碱溶液的组成 碱：苛性钠 NaOH、碳酸钠 Na2CO3等，为必要成份； 乳化剂：肥皂、水玻璃 Na2SiO3、树胶等，为必要成份； 缓腐蚀剂：水玻璃、食盐、铬酸盐（如：K2Cr2O7）等，为非必要成份。 碱溶液除油是利用碱溶液对皂化油脂的皂化反应和对非皂化油脂的乳化作用来除油的， 由于非皂化油脂不发生皂化反应，故单一碱溶液不能除去所有油污，还必须加入乳化剂，利 用乳化剂的乳化作用来除去非皂化油脂。实际上乳化作用对所有油脂均起乳化作用，是碱溶 液除油的主要除油形式。 加入缓腐蚀剂的目的是为了减轻溶液对金属的腐蚀作用，可视零件的材质不同而定。可 加入也可不加入。如对钢铁件可不用，而对有色金属件则应加入，其具体配方见课本 P214。 ⑵除油原理 ①皂化反应 碱溶液＋动、植物油脂→肥皂＋甘油。 注意：皂化反应仅能去除小量的动、植物油脂，不是碱溶液除油的主要形式（因油污主 要是矿物油脂）。 ②乳化作用 a.概念 使一种液体分散成极细小的细滴，并均匀分散于另一种液体中的作用，即称乳化作用。 例：油中掺水，水中掺油。 b.过程 当带油污的零件放入碱溶液中时，溶液中的 Na+等活性离子具有很强的活性，它会穿过 零件表面的油膜，在油膜中穿来穿去，使油膜破碎成油滴，就相当于机械揉搓，但是由于油 污与金属间具有很强的吸附性，破碎的油膜又会立即重新聚合成油膜，因而单一碱溶液中油 膜时而破碎时而聚合，油污难于彻底清除。但是当加入乳化剂之后，情况就不同了，乳化剂 分子能吸附包围在油污周围，降低油膜的吸附力，防止破碎的油滴重新聚合，且乳化剂还会 浸润零件表面，从而使油滴以极少的微粒形式悬浮分散于溶液之中，形成乳状液，以除去油 污。 所以乳化作用可分为两大阶段：油膜破碎（由 Na+及机械作用完成） 油滴的分隔包围（由乳化剂完成） 由于碱溶液除油实际上主要依靠乳化作用来除油的，因而提高清洗效率，加强清洗效果 的措施也主要应从加强乳化作用方面来考虑。 ③促进乳化作用，加强清洗效果的措施 a.加热碱溶液 加热碱溶液一方面可提高 Na+等活性离子的活性；另一方面，温度升高后，还会直接降 低油膜表面张力，降低其强度，使其在自身受热膨胀作用下破碎而形成油滴；此外，高温还 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 能提高碱液的循环流动，加速其除油过程。 但需注意：温度过高会使碱液蒸发量过多，对金属腐蚀加重，故一般碱溶液的加热温度 以 70～90℃为易。 b.搅拌碱溶液 搅拌碱溶液可使其运动能量增加，以冲击油膜加速其乳化，并能使零件与新溶液相接触。 搅拌的方法：可用机械搅拌、压缩空气搅拌，还可用喷嘴将碱液高速喷向零件表面，利 用其冲击、冲刷作用来进行清洗，其效果更好，故目前清洗机大都采用喷洗。 c.利用超声波或振动法 此法是利用超声波在碱液中产生的空化作用，以加速油膜破碎的，其对细小孔洞等的清 洗效果特别好。 ⑶清洗的方法与设备 碱溶液除油是保修企业中应用较广泛的一种方法，一般根据企业的规模大小不同，所采 用的具体工艺及设备也有所不同，常用的有如下两大类： ①浸洗法（煮洗法） 这是一种最简单的方法，一般用于小型企业。 方法：将零件放入被加热到 70～90℃的碱溶液中进行浸泡煮洗，钢铁件一般煮洗 10～ 15分钟，然后取出用热水冲净即可。 碱锅：最简单的是大号铁锅，一般是根据零件的最大尺寸，用低碳钢板焊制而成的碱煮 池，池底设放水装置，加热方式有蒸汽加热，煤碳加热，也可用液体燃料，视条件不同而异。 特点：简单实用，投资小，效果好，但效率低，碱液蒸发浪费大，浓度、温度难于控制， 易造成零件腐蚀，高温碱液对人体有强烈烧伤作用，工人劳动强度大，条件差，对环境有一 定污染。 ②清洗机喷洗法 这是一种机械化，自动化程度较高的清洗方法，一般用于中、大型修理厂。 种类：据生产率不同而分为单室、双室、三室清洗机。 方法：将零件置于清洗室内（或用传送带通过），使碱液通过喷嘴高速喷向零件表面， 以达到清洗的目的，零件的清洗可实现自动化，半自动化。 特点：生产率高，清洗效果好，安全卫生，工人劳动条件好，但一次性投资较大。 ③清洗机 各种清洗机的结构原理大致相同，下面以单室旋转式清洗机为例介绍： 如图 4—3—1 所示为这种清洗机结构原理简图，其结构组成主要有四大部分，即：清洗 室、转盘系统、碱水系统、清水系统。 工作过程主要分：进料、碱水洗、清水洗、出料四步。 零件经进料口（上盖）送入清洗室，置于转盘之上，然后关闭出入口，开动转盘系统及 碱水系统碱水泵电机，则零件在转盘上旋转的同时，受到来自不同方向喷嘴喷来的碱水的冲 洗，洗后碱液经集液盘重新流回碱水箱，当碱水全部流回后驱动电机自动转换，并转换集液 开关，开动清水泵电机，喷嘴即对零件进行清水冲洗，洗后清洗液经集液盘流回清水箱，零 件经清洗后再由出入口取出即可。 双室和三室清洗机，一般零件用传送带输送，依次通过两个或三个清洗室（前几室为碱 水室，最后一室为清水室），从入口进到出口处即可洗完，因而生产率较高。 清洗时，喷嘴喷射压力越高，清洗效果越好，一般根据喷射压力不同又分为：低压（4～ 10kg∕cm2， 0.4～1MPa）、中压（10～50kg∕cm2，1～5MPa）、高压（＞50kg∕cm2）三类， 压力越高设备投资越大，水流量越小，生产率越低，故一般中、大型清洗机采用低压，小型 清洗机采用中、高压。 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 如：无锡清洗机生产的 ZQZ－2000 型小型零件自动清洗机，喷射压力为 70kg∕cm2，此 时若水温 70～80℃，喷射距离 10～25cm可冲掉沥青而不破坏漆皮。 ⑷注意事项 用碱水清洗零件时应特别注意如下两点： ①铝合金及有色金属零件不易用强碱清洗，否则会造成腐蚀损坏； ②高温碱液对人体有强烈烧蚀作用，应注意劳动保护。 ⒊有机溶剂除油 因油脂无论是皂化油脂还是非皂化油脂均溶入有机溶剂，因而有机溶剂除油即是最早， 也是应用最普遍的方法。 ⑴特点：方法简单，无需加热，对设备无要求，对零件（除橡胶件外）无损伤，无腐蚀； 但易燃，易发生火灾，价格较贵不经济。 ⑵常用的有机溶剂 ①汽油、煤油、柴油（浸洗、刷洗） 因其成本不太高，对设备无要求，适于一般零件清洗，因而应用较广，特别是现场保养 维修普遍应用。 ②酒精、丙酮、乙醚、苯（刷洗、擦洗） 特点去污力强，辉发性好，清洗质量高，速度快，但成本较高，一般用于贵重仪器、仪 表及粘接零件待粘接表面等要求较高的零件的清洗。 ③三氯乙烯（C2HCI3）蒸汽洗 这是我国二十世纪六十年代研究的一种清洗方法，采用 C2HCI3的蒸汽对零件进行清洗， 其特点是清洗效率高、效果好、操作简便、成本低、对金属无腐蚀作用，但 C2HCI3有毒，空 气中其蒸汽量达 6.9g∕m3即会使人中毒，下面略作介绍。 ⑶三氯乙烯清洗 ①三氯乙烯特征 C2HCI3常温下是一种无色透明液体，有氯芳香气味，呈中性，在 120℃以下对金属无腐 蚀作用，其沸点低（86.9℃）易蒸发，蒸汽密度和比重大，溶脂力强（常温 20℃下为汽油 的 4 倍，50℃为汽油的 7倍）。 ②清洗方法 利用其以上特点，一般采用蒸汽洗，即将三氯乙烯置于密闭容器内（如图 4—3—2所示）， 零件放于其上部，然后用电加热器将其加热，使之蒸发（87～92℃），当其蒸汽上升遇到低 温的零件时，即凝结于零件表面并溶解其上油脂，当蒸汽停止凝结时清洗结束，零件表面则 只剩余一层浮土，用压缩空气一吹即可除去。因而操作很方便，清洗速度快，效率高，质量 好。 ③注意 a.CHCI3有毒，空气中含量达 6.9g∕m 3，即会使人中毒； b.CHCI3蒸汽在日光或明火作用下会产生 COCI2光气，有剧毒，因此应存放阴凉处； c.不易与碱溶液清洗同时采用，因其与烧碱会发生轻微爆炸。 ⒋金属清洗剂水洗法 这是目前国内外发展的动向，国内二十世纪六十年代开始生产应用，现各地均有生产。 ⑴清洗原理 通过清洗剂中的活性物质，降低油膜的表面张力，从而产生浸润、渗透、乳化、分散等 多种物理化学作用，从而除去油污，去污力较强。 ⑵特点：无毒、无腐蚀、无公害、不燃烧、不爆炸、成本低、使用方便、是一种最安全、 经济的清洗方法，也是国家大力提倡的清洗方法，用它清洗后还会在零件表面形成一层防锈 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 膜，具有一定的防锈能力。但是油泥较重时，清洗效果不够理想。 ⑶使用方法 可采用与碱溶液清洗相同的方法，使用时可单一牌号也可多种牌号混用，一般无需加温 （当然加温效果会更好），适于清洗机（特别是小型高压清洗）清洗，若用超声波清洗机清 洗效果会更好。 ⒌电化学清洗 电化学清洗是利用电解液电解时，两电极电化学反应所产生的气泡的搅动和剥离作用使 油污及其它污垢脱离零件表面的，它不仅用来除油还可除锈，除积碳等。 ⑴方法：电化学清洗可用如下三种方法。 ①阴极清洗法 即零件接阴极，利用阴极 2H++2e→H2↑产生 H2气泡除油。其特点是效率高，速度快，但 零件有氢脆作用。 ②阳极清洗法 这是利用零件接阳极时，阳极所发生的 4HO－－4e→2H2O＋O2↑产生的 O2气泡及阳极本身 的溶解来消除油、锈等污垢的。 其特点：效率较低，零件腐蚀重，但无氢脆。 ③混合法 即零件先进行阴极清洗后改为阳极去氢处理。 特点：清洗速度快，效率高，除油彻底，一般电镀前零件除油、除锈等均采用电化学清 洗。 ⑵电解液：可用碱溶液，但无需加乳化剂，也可用电镀液。 ⑶工艺参数：电压：6～12v ，电流密度：3～10A∕dm2， 温度：60～80℃。 ⑷注意：形状复杂零件不易用电化学清洗，因其有尖端放电效应，易造成零件凸起部位 腐蚀严重，而凹陷处清洗不佳。 ⒍超声波清洗 超声波是频率＞2 万 Hz 的机械波。 ⑴概念： 超声清洗即在零件浸入清洗液中浸洗时，向清洗液中通入超声波，利用超声振动在清洗 液中传播时产生的超声空化效应来进行清洗的方法。 ⑵原理 当向清洗液中通以超声波时，则在超声振动的作用下，清洗液会产生压力波动，当超声 频率、强度达到一定程度时，若压力下降即会产生空穴，压力升高时，则空穴又闭合，如此 反复即为空化作用。当在工作表面形成空穴时，则空穴对零件表面油污、污垢等即具有很强 的剥离作用。当空穴闭合时又会产生强大的冲击作用而冲刷油污等，从而起到清洗作用。 由于空化作用在小孔、凹陷等处特别大，因而，此种方法特别适于清洗小孔、内孔及形 状复杂的零件。 ⑶设备及参数 超声清洗一般用超声波清洗设备其结构原理如图 4—3—3。 它由清洗槽（1～4mm 不锈钢板）、清洗液循环加热系统及超声波发生及发射装置、零件 挂具等组成。 清洗液一般用金属清洗剂溶液，频率 20KHz左右，声强按 0.7～0.8瓦∕cm2计算（＞0.3 瓦∕cm2）。 ⑷注意 频率升高空化作用加强，但过高会产生穴蚀损坏。 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 清洗时零件应悬挂，不能与洗槽接触，小孔面向发生器，各换能器频率差≯±0.1％。 二、清除积碳 ⒈积碳是内燃发动机燃烧室中，因燃烧不完全而残留的燃油、润滑油在高温及氧的作用 下所形成的有机混合物。 成份：油、羟基酸、胶质、沥青质、油焦质、炭青质、灰份的混合物。 结构：网状极性分子在其极性分子力作用下，有序排列缩聚而成的大分子聚合物。 特点：硬而难于溶解，与金属结合紧密。 清除方法：机械法、化学法、电化学法。 ⒉机械法清除 ⑴手工刮除法 即利用刮刀、钢丝刷、钢丝轮等手工清除。 特点：简单方便，但清除不彻底，且会刮伤零件表面，易引起使用中的再次积碳，仅用 于小批量，单件及现场排除故障中使用。 ⑵喷射核屑法（装置见汽修 P48） 即用桃、杏、枣等核及核桃壳等做喷料，以压缩空气为动力（4～5 个大气压，0.4～ 0.5MPa），将喷料以高速喷向零件表面，依靠其冲击作用除去积碳。 特点：生产率高，对零件表面无损伤，每个缸盖仅用 10 分钟 2 斤核屑即可，也可由骨 屑做喷料。缺点是尘飞较大。 ⑶喷射液体砂 即以液体（水）和石英砂的混合物做喷料，以压缩空气为动力喷向零件表面，以除去积 碳。 特点：生产率高，尘土飞扬小，但对零件损伤较上为大。 ⒊化学清除法 这是用化学溶液（退炭剂）将零件上的积碳软化，使其膨胀、变松、与金属的结合力下 降，从而很容易将积碳刷洗掉的方法。其特点：不损伤零件。 ⑴除积碳原理 当积碳与退炭剂接触后，除炭剂的极性分子就会在积碳表面形成一层吸附层，在退炭剂 分子与积碳分子极性的相互作用下，退炭剂分子逐步向积碳内部扩散，并与积炭网状分子的 极性基形成键连接，从而使网状分子的极性力减弱，破坏网状分子的有序排列，使聚合物的 排列逐步变松，与金属的结合力减弱，变得疏松，易于去掉，而对积碳的溶解则很有限，仅 能溶去其中的挥发性物质。 ⑵退炭剂 退炭剂按其性质不同有无机退炭剂，有机退炭剂两大类。 常用的无机退炭剂：NaOH、Na2CO3、Na3PO4、NH4OH等。其基本成份与碱溶液差不多，其 特点是毒性小，来源方便，成本低，但效果较差，对有色金属具有腐蚀作用，需加温浸泡较 长时间。 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 有机退炭剂是用有机溶剂配成，特点是退炭力强，常温使用，对有色金属无腐蚀作用， 但成本高，毒性大，一般仅用于精密零件。 有机退炭剂组成：集炭溶剂：三氯化苯、硝基苯等； 稀释剂：乙醇、苯、煤油、汽油等； 缓腐蚀剂：硅酸盐、铬酸盐类； 活性剂：目的使退炭剂本身表面张力下降，能与积炭良好结合。 使用方法：将零件置退炭剂中（或涂上）浸泡 2～3小时后刷洗。 ⒋电化学及超声波除炭 即在无机除炭剂除炭时，零件接阴极，通电后进行电化学清洗，或附加以超声波清洗， 可使除炭速度迅速提高。 三、清除水垢 ⒈水垢的形成 发动机冷却系长期使用硬水，其冷却壁上即会形成一层水垢。 其成份：CaCO3、MgCO3、CaSO4、MgSO4、CaSiO3、MgSiO3、SiO2。 形成途径： ⑴水中重碳酸盐受热分成形成碳酸盐沉淀；Ca（HCO3）2→ CaCO3↓+H2O+CO2↑ ⑵水中溶解的硫酸盐、硅酸盐类，因浓度增加而析出沉淀。 ⒉危害 ⑴使冷却系统体积减少，蓄水量下降，特别是散热器水管更易阻塞； ⑵降低冷却系散热效率致使发动机过热，水垢的导热系数仅为铝合金的 1∕30～1∕ 300。 ⒊清除方法 应视水垢性质、成份不同而采用酸洗或碱洗法。 ⑴酸洗法 即用 5～10％浓度盐酸溶液，加热至 60～80℃清洗 1 小时左右即可，洗后用 5％Na2CO3 溶液中合冲洗。 反应方程： CaCO3+2HCI→CaCI2+H2O+CO2↑ 此法特别适合于碳酸盐水垢，对于硫酸盐水垢也可用 Na2CO3溶液预洗使之转化为碳酸盐 水垢后再行酸洗。 注意： ①盐酸对零件有腐蚀作用，应加缓腐蚀剂；常用缓腐蚀剂有：六亚甲基四铵，用量为盐 酸的 0.5～3％；若丁，用量 0.8％等。对钢铁及黄铜零件可直接加入发动机水套中，除去节 温器低速运转 20～40min清洗，对铝合金缸体、缸盖者禁用。 ②酸溶液与水垢作用会产生飞溅，注意劳保，并采用循环清洗法。 ⑵碱洗法 即利用 NaOH、Na2CO3 等碱溶液清洗除去水垢。 方法一： ①水 10升＋NaOH（750～800g）＋煤油（150～250g）配成溶液； ②水 10升＋Na2CO3（1000g）＋煤油 0.5 升配成溶液； 加入冷却系，起动后中速运转 10～15分钟（也可不运转），后放置一夜（0～12 小时）， 再起动高速运转 15～20 分钟，后清水冲洗 2～3次。 方法二： H20（1kg）＋Na2CO3（40g）＋Na2SiO3（10g）（100：4：1）配成溶液加入冷却系，启动 发动机运转至水温大于 60℃后，继续运转 2小时然后放掉，用清水冲洗 2次即可。 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 注意：碱对铝合金、黄铜等有色金属零件腐蚀较大，因而清洗时应拆下节温器，对铝合 金缸盖者禁用。 ⑶对铝合金缸盖、缸体者 对铝制零件因其对酸碱的耐腐蚀性极差，易被腐蚀，故不能用强酸、强碱清洗，洗时可 用 Na3PO4溶液。 配方：利用 H20（1L）＋无水 Na3PO4（100g）配成溶液，然后再以 1％的比例加入冷却系 中，停放 10～12 小时后放掉，再加入同样数量溶液，软化 2～3天，后清洗液放出，用清水 冲洗。 此法可去除任何性质的水垢，且对零件腐蚀轻，缺点是效率较低，清洗时间长。 四、零件除锈（自学） 零件检验鉴定前的清洗一般很少除锈内容，通常均是零件在修理过程中，如：电镀、喷 涂、粘接等修理时需除锈，除锈的方法也因质量要求不同而有机械除锈法、化学法及电化学 法等多种，希望大家通过自学了解这些方法的原理、工艺、特点、适用场合及注意事项。 §4.4 零件的检验鉴定 一、概述 机械大修过程中的检验鉴定工作很重要，它是制定修理工艺的依据，是保证质量的关键， 同时也对修理的成本有很大的影响。 检验工作按对象分有：整机（总成）检验 零件（部件）检验 装配检验 零件检验按所处的工艺位置分为：清洗后鉴定检验 修理中质量检验 装配前质量检验 本节重点介绍的是鉴定检验，其它质量检验方法与此基本相同。 ⒈零件检验鉴定的目的 查明零件的技术状况，确定零件是否能用、需修、报废，并确定需修零件的修理方法。 ⒉检验鉴定的原则 ⑴技术上，严格掌握技术，坚持质量第一。 ⑵经济上，应正确掌握能用、需修、报废的界限，在保证质量的前提下，尽可能降低修 理成本。 ⑶检测方法上，应选择正确的检测方法及工具，正确操作努力减少误差，确保测量精度。 如：钢尺精度在 1mm 范围内，卡尺在 0.1mm 内，百分表、千分尺在 0.01mm 范围内， 而精度要求在 0.001mm 范围内则需用比较仪。 ⑷制度上，建立健全必要的规章制度，以确保检验正常顺利进行。如：岗位责任制、验 收交接制、报表签署制度、检验仪具保管校核制等。 ⒊检验分类技术条件 在零件的检验中，零件技术状况的能用、需修、报废的确定，应以检验分类技术条件为 依据。 检验分类技术条件通常以表格形式给出，一般应包括如下内容： ⑴零件的主要特征（名称、、热处理、硬度、尺寸、形状）； ⑵可能产生的缺陷及其检查方法； ⑶各种损伤的容许值和极限值； ⑷零件报废的报废条件； 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 ⑸零件的修理方法。 在确定技术条件时，应充分体现鉴定工作总原则，从技术经济两个方面来考虑，努力做 到： 技术上：要保证具有可靠的工作性能（满足质量要求）； 具有与其它零件相协调的使用寿命（方便维修使用）； 经济上：应尽量降低修理成本，缩短修理时间，提高经济效益。 ⒋检验分类技术条件的制定 零件检验分类技术条件的制定方法很多，通常采用经验统计法、试验研究法、数学计算 法及比较法等多种方法进行，且几种方法往往互相补充，并经反复验证后才能制定一项可靠 的技术条件。 ⑴经验统计法 即根据机械长期使用与维修所积累的经验及其统计资料来确定零件损伤的极限值、容许 值等。 特点：因是以使用实践为基础获得的结果，因而结果有一定实际意义，目前维修规范中 许多数据就是据此制定的，但不足之处是机械因使用条件不同往往数据相差较大，因而需经 对大量统计资料研究后方能得出，时间周期较长。 ⑵试验研究法 即通过在实验室中对零件进行模拟工作条件下的磨损等损伤试验，以取得其磨损特性曲 线，从而确定下容许磨损及磨损极限等。 特点：此法因可于室内进行模拟加速试验，因而可在短期内取得所需数据，但因是室内 实验因而与使用条件下磨损有一定差距。 ⑶使用观察法 即机械在正常条件下使用，不断对其进行观察，并定期对其进行拆卸测量记录（拆 检中更换易损件），直至损伤极限，据此确定磨损极限、容许极限等值。 特点：优点是数据取得相对较可靠，但因多次拆卸会引起附加磨损，影响准确性，此外 时间长，需多台机械同时进行，且对实验机械的使用性能有所影响。 ⑷计算分析法 即根据零件的结构和工作条件，计算出零件或配合件的磨损极限。 特点：优点是无需大量实验，也对机械效能无影响；缺点：因零件的实际工作中影响因 素很多，现有的计算方法尚不能完全反映实际情况，因而结果与实际使用中的有一定距离， 但其对工作有指导作用。 例：滑动轴承与轴颈配合间隙的极限值可按如下计算： 根据流体动力学理论，滑动轴承与轴颈配合处工作中的最少油膜厚度为：  ldps ldn h   36.18 2 min   mm 其中：n：轴转速（r.p.m） μ ：润滑油绝对粘度（kg.s∕m2） d：轴径（mm） l：轴承长度（mm） p：作用于轴颈上的平均比压（kg∕cm2） s：配合间隙（mm） 而滑动轴承工作中保持液体润滑摩擦的条件为：  21min   Kh 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 其中：δ 1：轴颈不平度（粗糙度）； δ 2：轴承粗糙度； K：考虑到载荷及几何形状精度误差的安全系数，一般 K＝1.5～2.0。 当 S 增加至 hmin=K(δ 1＋δ 2)时，则达液体润滑极限，如再增大，则配合副将失去液体 润滑而导致加速磨损，故可将此时间隙定为极限值。 即：   ldpK ldn S  21 2 36.18   ＝极限 确定下 S 极限后即可根据轴及轴承的耐磨性分别确定其磨损极限。 ⑸比拟法 即在既无原厂说明书，又无现成积累资料，而又不能等到以上方法得到可靠结果后才确 定有关规范的情况下，可参照同类机械，在结构、制造水平及工作条件相当情况下比拟确定， 此法不够准确，但实际上有许多机械的维修数据是如此得出的。 ⒌零件检验的主要内容 修理中零件要逐个检验，从内容上看主要有以下几方面： ⑴零件的几何精度 包括：尺寸精度、形状精度、位置精度三方面（举例说明）； ⑵零件的表面质量 包括：表面粗糙度、表面损伤、表面物理化学性能； ⑶零件材料性能 包括：金属成份、金相组织、硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性、老化情况等； ⑷零件的力学性能 包括：弹簧弹力、动静不平衡、重量均匀性等； ⑸零件隐蔽缺陷的检测 包括：内部的孔洞、裂纹、夹杂等。 ⒍零件检验的方法 零件的检验方法很多，而且新的检验技术日新月异地向前发展，但从维修工作的实际情 况来看，大体上可从使用的工具及原理上分为三大类。 ⑴感觉检验法 即不用或基本上不用检验设备，而仅凭检验人员的直观感觉来判断鉴别零件技术状况的 方法。 这种方法的优点是简便易行，且在工程机械修理中有大量拆检的零件其缺陷较易分辨， 因而这种方法还在大量应用。 缺点：不能进行定量检验，不能用来检验精度要求较高的零件。它包括：视觉检验（主 要为表面质量）、听觉检验、触觉检验等（举例说明）。 ⑵仪器、量具检验法 大量检验工作都是用仪器、量具进行的，由于仪器、量具的作用原理及种类不同而又可 分为通用量具、专用量具、机械仪表、光学仪器、电子仪器等检测法。 ⑶物理检验法 即利用电、磁、声、光等物理量通过工件所引起的变化来探测零件技术状况的方法，此 常用于检测零件内部隐蔽缺陷而又不损坏零件本身，故一般称无损检测技术。如：磁力探伤， 渗透探伤、超声探伤、射线探伤等。 二、量具检测法 即通过采用通用或专用量具来测量零件的尺寸、形状、相对位置误差，从而判断零件技 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 术状况的方法。 常用量具有：游标卡尺、内径千分尺、百分表、量规、塞尺、平台、平尺、齿轮游标卡 尺等。 ⒈零件磨损的检测 虽然机械上各种零件的结构、形状和磨损部位各不相同，对不同磨损部位的检测要求， 方法也各有差异，但按其形状，大体可分为轴形、孔形、齿形及其它形状四类。下面分别介 绍其检测方法。 ⑴轴形部位的测量 内容：轴颈尺寸，用游标卡尺、千分尺、量规测，取最小实体尺寸； 圆度，横截面内测，取直径差值之半的最大值； 圆柱度，轴截面内测，取直径差值之半的最大值； 过渡圆角，用圆角量规测； 轴颈长度，用游标卡尺测量。 ⑵孔形部位检测 用具：百分表、千分尺、塞规 内容：对长孔：直径 圆度 圆柱度 对短孔：直径 圆度 对于小直径孔，主要测孔径，一般用量规测。 ⑶齿形部位的测量 用具：游标卡尺、千分尺、齿轮游标卡尺、标准齿形量规等。 测量内容： 对齿轮：齿面损伤：拆断、裂纹、疲劳点蚀、麻点等； 一般目测，要求损伤面积＜25％齿面面积； （即齿高方向≯30％，齿长方向≯10％） 齿面磨损：测齿厚或公法线长度，也可通过测齿侧间隙间接测量。（P218） 齿长：要求打齿长度≯20～30％； 齿高：测齿高或齿顶间隙。 对花键：内花键内径； 外花键外径； 齿面磨损程度：主要为键宽或配合间隙。 对螺纹：测量螺纹有效长度：对铸铁件：长＞1.5D； 对钢铁件：长＞（0.8～1）D； 一般要求损坏≯2扣，对重要螺栓，不允许有损伤。 ⑷其它形状部位（如凸轮，偏心轮等） 用具：专用量规及目测 内容：表面损伤，目测； 磨损后形状变化，标准形状板测量； 对滚动轴承：表面损伤，目测，要求无疲劳点蚀、麻点，无裂纹、烧伤现象； 磨损量通过测间隙，对滚珠轴承：径向、轴向间隙； 对圆锥轴承：测宽度； 内、外圈表面损伤，测内、外径。 均取最大值 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 ⒉零件变形的检测 零件的变形主要有：弯曲、扭曲、翘曲及基础件变形四类。 ⑴轴类零件弯曲变形测量 内容：直线度； 方法：百分表测径向跳动量，径向跳动量的 1∕2 即变形量，它包括了形状误差。 ⑵旋转平面的翘曲变形量 方法：通过测端面跳动量来检测，如图：所测值也包括了平面本身不平度误差。 ⑶平面的翘曲变形 内容：通过测平面度来检测； 方法：用平尺置于被测平面上，用塞尺测其与平面间的间隙； 用百分表测或用平台检测空心件平面度误差。 ⑷扭曲变形 一般用专用工具检测，例：连杆、机架、曲轴等。 ⒊基础件位置误差检测 基础件变形后，除因翘曲等影响平面度外，主要影响位置精度，其项目主要有：平行度、 垂直度、同轴度。 ⑴平行度测量 壳体件中的平行度有直线与直线、直线与平面、平面与直线及平面与平面四种平行度， 其具体的测量仪具及方法也有所不同，但从其原理上讲，不外直接测量法与间接测量法两类。 a.直接测量法 即直接测出 O1 O2 ， O1′O2′距离，两者之差即为平行度误差（P165）。 方法：常用心轴（一级精度）和定位套（一级精度，外表面 1：100 锥形）测。 b.间接测量法 分别测出两条轴线在水平及铅垂两方向的平行度误差，然后再进行合成计算，算出其平 行度误差。 ⑵垂直度测量 平面与平面：平板＋角尺＋塞尺测量； 平面与直线：用百分表测端面跳动量； 直线与直线：一般采用专用仪具，其测量原理如 P166 图 6-8所示。 ⑶同轴度 用测量棒＋百分表测，或用测量杆＋塞尺（精度较低）（P164 图 6-3）。 三、专用仪器检测法 专用仪器检测法是用专用的仪器设备来检测用量具所无法检测的缺陷，以确定零件的技 术状况。 如：动静平衡、弹力、扭矩、密封性、隐蔽缺陷等。 ⒈零件平衡的检验 ⑴零件平衡的概念 旋转工作零件，在其旋转工作时，其内部各处惯性力及力偶形成一个平稳力系对外不表 现出来的特性称平衡。平衡分两种：即静平衡和动平衡（它实际反应零件内部各处质量分布 是否均匀）。 静平衡：零件离心力处于平衡状态时，称静平衡（即重心位于旋转轴线上）否则称静不 平衡。例：砂轮。 动平衡：离心力及离心所形成力偶矩均处于平衡状态称动平衡，否则称动不平衡。 静平衡，一般对短零件（直径为长度的五倍以上）进行检查，因此时，可将零件质量看 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 成是分布于一个平面内，不存在离心力矩，故短零件检查离心力的平衡即可。如：飞轮、离 合器压盘、离合器从动盘、砂轮等。 动平衡，则对长零件进行检验，因此时零件内部的不平衡质量所产生的惯性力不仅会形 成不平衡离心力距，还可能形成力偶，故需动平衡检验。如：曲轴、传动轴等。 图示曲轴虽静平衡，但却存在不平衡力偶 FL，故它是动不平衡的。 由此可见：动平衡的零件一定静平衡，但静平衡零件不一定动平衡。 ⑵动、静不平衡的危害 a.使零件本身承受附加载荷； b.使零件支承轴承受附加载荷； c.使相关零件产生振动，加速零件磨损。 如：发动机曲轴、飞轮、离合器组件平衡超限，则其使用寿命即会降低 40％。 ⑶静不平衡的检验及平衡 检查方法：看零件的重心是否位于旋转轴线上。即将零件水平支承，然后旋转零件，看 其是否能停在空间任一位置上。 平衡方法：在不平衡质量相对侧加配重，或在不平衡质量侧去重量。如：飞轮的钻孔去 重法，离合器压盘壳体则一般用加焊配重法。 ⑷动不平衡的测量及平衡 动不平衡的测量一般在专用的动平衡试验机上进行。 其原理：通过测量零件在高速旋转时分解于两个或两个以上与旋转轴线相垂直平面上的 离心力是否平衡来判断其是否平衡，此垂直面称测量校正面。如曲轴一般每个曲拐设一个测 量校正面，传动轴、电动机转子等则一般设两个测量校正面。 其平衡方法同静平衡，所不同的是它一般在测量校正面上进行加减配重。 如：曲轴一般在曲拐上钻孔去重，传动轴则多采用加焊配重法。 动平衡机具体设备结构、原理及操作方法在做实验时学习。 ⒉密封性检验 检验对象：缸体、缸盖、冷却水套、水箱、轮胎、喷油器、液压元件等。 方法：缸体缸盖的冷却水套：水压实验，即在水压 3～4kg∕cm2（0.3～0.4MPa）下观察 时间 5分钟，看有无漏水； 水箱、轮胎：一般采用充气浸水法，即充气压力 0.5～2kg∕cm2（0.15～2MPa） 后浸入水中，观察有无气泡冒出； 高压泵、喷油器、液压元件：则在专用试验台上进行。 ⒊弹力、扭矩检验 弹簧检验项目：自由长度：不受力时长度； 弹力：受压（拉）到规定长度时的弹力； 表面损伤及与端面垂直度≯2°。 检验测量方法：弹簧检验仪或弹簧称＋直尺； 螺栓扭力矩：扭力板手测。 四、零件的物理检测法 维修中，对于一些重要零件，除其表面质量及形位误差检测外，还需对其内部的裂纹、 气孔、夹杂等隐蔽缺陷进行检测。 其检测方法，一般是用各种专用物理探伤仪器对其进行检测，故可称为物理检测法，因 其是在不损伤零件的情况下进行检测其内部缺陷的，故也称之为无损检测技术。 常用方法有：磁力探伤、渗透探伤、超声波探伤及射线探伤。 ⒈磁力探伤（探测深度：交流约 1.5mm，直流可达 7mm） 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 磁力探伤是利用电磁原理来检测导磁性金属零件表面或近表面（1.5mm或 4～7mm以内） 缺陷的一种物理探伤方法。 ⑴原理 对于导磁性零件，当将零件置于磁场中时，则零件即会被磁化，磁力线将贯穿零件内部， 此时零件内部若是均质的（磁阻相同），则通过零件内部的磁力线即相互平衡；但是，若零 件内部有缺陷（如裂纹、砂眼），则因缺陷中的空气、非金属夹杂物为非导磁性材质，其磁 阻比金属要大得多，磁力线在缺陷部位不能正常通过，因而就会绕过缺陷（或被缺陷所阻断） 而产生弯曲偏散（如图），并在缺陷处形成局部磁场，缺陷阻碍磁力线越多则局部磁场越强， 当缺陷位于表面或近表面部位时，局部磁场的磁力线将偏散穿出零件表面而产生漏磁现象。 此时若在零件表面撒上磁粉或磁粉液，则有缺陷的漏磁处就会吸附磁粉而将缺陷显示出来。 ⑵磁化方法 由于磁力探伤是依靠缺陷部位所形成的局部磁场对磁粉的吸附作用来显示缺陷的，而当 裂纹等缺陷垂直于磁力线时，所切割阻碍的磁力线最多，局部磁场也最强，所以缺陷的显示 也越清楚；相反，若缺陷与磁力线平行，则缺陷就会几乎不阻挡磁力线，因而也就几乎不产 生局部磁场，所以缺陷也就显示不出来。 基于以上原因，对于零件不同方向的缺陷，检查时就应采用不同的磁化方法，使磁力线 以不同的方向尽可能垂直缺陷贯穿过零件。 生产上为了检测横向裂纹、纵向裂纹、斜向裂纹，一般常采用以下三种磁化方法。 ①环形磁化法（检查纵向裂纹） 如图所示：即直接对零件通以低压（＜36V）大电流，利用电流通过零件所产生的环形 磁场对零件磁化。 电流既可以通直流，也可通交流，但因交流有集肤效应，测深浅，故一般以直流为好。 检查时可以带电检查，也可以利用剩磁检查，但应保证零件磁化后剩磁强度大于 6000高斯。 为此所用电流强度应视交、直流及带电或剩磁检查方法而采用不同数值。 一般：交流（常用）带电检查：I=6d(A)（对铸铁、软钢）； 剩磁检查：I=25d(A)（对中 c以上钢）。 若采用直流时，电流强度可相应降低 30～50％，对大型零件也可采用触头通电法检查 其局部纵向裂纹，对于较长零件可采用分段磁化检查的方法。 ②轴向磁化法（检查横向裂纹） 即利用线圈通电后产生的电磁场来对零件进行磁化。其中：轭铁磁化法适于短零件或大 型零件的局部探伤，而线圈开端磁化则适于长零件。 所用电流，交流（剩磁）：开端磁化：   NL d I    4103~1 （A） L：零件长（mm） 轭铁磁化：   N d I 6~4 （A） d：零件直径（mm） 直流可减少 30～50％ 。 N：线圈匝数 ③复式磁化法（检查斜向裂纹） 即同时采用周向磁化和纵向磁化法，在零件内部产生斜向磁场，此时，磁场的方向取决 于两者的磁化强度，为两者的向量和。为了便于发现各不同方向的裂纹，可以采用一种交流 一种通直流的方法，以得到方向不断变化的联合磁场。 ⑶磁粉 磁粉有普通磁粉和荧光磁粉两种，一般均采用普通磁粉，其为直径约 2～5μ m 的 Fe3O4 粉末，有棕红、灰黑色两种。 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 使用方法：可以干用，也可湿用，干用清晰度较差，故多将磁粉酿成磁粉液湿用。 磁粉液配方：每升 40％煤油 60％变压器油的混合油中加入 5g磁粉，或每升变压油中加 入 20～30g磁粉，也可每升柴油中加入 7～10g磁粉使用。 注意：零件经磁力探伤后必须进行退磁处理，否则零件在工作中会吸附金属粉末而产生 磨料磨损。 ⑷退磁处理方法 方法有交流和直流退磁两种。 交流退磁：①逐渐缓慢将零件从磁化线圈中退出 1m以上即可； ②对零件通以大于磁化电流的交电流，然后逐渐缓慢减少电流强度至为零。 直流退磁：将通到零件上的磁化电流强度逐级减少，与此同时每减少一级电流，则改变 一次电流方向直至为零，通常直流磁化机上有专用退磁开关。 注：一般直流磁化时用直流退磁，交流磁化时用交流退磁。 检查：用小指南针靠近零件，指南针不偏转即为合格；或用磁强度计测剩磁强度，要求 一般零件剩磁强度≯3～8高斯。 ⒉渗透探伤 磁力探伤虽能探测零件表面或近表面缺陷，且精度足够，但它不能检测非导磁性零件， 而渗透探伤则不受零件材料性质的限制。 ⑴探伤过程及作用原理 渗透探伤过程大体上分为如下四个阶段。 ①渗透 将零件表面油污洗净烘干，然后浸入具有很强渗透能力的渗透液中（或将渗透液涂在或 喷在零件表面上），当零件有与表面相通的缺陷时，由于毛细作用渗透液即浸入到缺陷内， 此即渗透； 一般浸泡 10～15分，涂抹 3～4 次，每次停留 2 分钟。 ②清洗 待渗透液充分渗入到缺陷后，用水或清洗剂洗去零件表面渗透液，此时缺陷中的渗透液 即会产生一个向上的毛细作用力。 ③吸附 对零件表面施加一层显像剂，由于显像剂颗粒构成的多孔状覆盖层的毛细作用，因而使 缺陷中的渗透液被吸附到显像剂中。 ④显像（一般在涂显象剂 5 分钟后进行） 由于显象剂的吸附作用，及浸透液的扩散作用，则吸出的渗透液即会在显象剂中扩散一 定的范围（宽度），此时通过如下两种显像方法即可明显地将缺陷显示出来。 a.着色法：即在预先渗透液中加入红色染料，当被白色显像剂吸出即可显现红色； b.荧光法：即在渗透液中加入荧光物质，当被显像剂吸出后，再用紫外线照射即放出黄 绿色荧光，此也称荧光探伤。 ⑵探伤用剂 ①渗透液 着色渗透液：苏丹红 1g、硝基苯 10ml、苯 20ml、煤油 70ml； 荧光液：成品 P-100、P-102 等 代用液：航空煤油 25％、煤油 25％、变压器油 50％，显浅蓝色亮光。 ②显像剂 荧光显像剂：成品 D－100等； 着色显像剂：锌白 5g、火棉胶 70ml、苯 20ml、丙酮 10ml； 工程机械大修共同性工艺 www.imeorg.org Tel: 800-820-0949 显像粉：滑石粉或氧化镁干粉。 ⑶操作步骤 ①预处理：去油，干燥； ②浸涂渗透液：浸泡 10～15 分钟、涂抹 3～4 次，每次停 2 分钟； ③去除表面浸透液：视渗透液不同而采用不同清洗方法，对加有乳化剂的水洗型：用冷 水或温水冲洗即可；对后乳化型渗透液：用乳化剂清洗；对一般着色溶剂去除型：用煤油、 酒精擦洗。 ④表面涂显像剂或显像粉； ⑤观察缺陷：涂显像剂后 5 分钟即可观察，或用紫外线照射。 ⑷特点 不受零件材质限制，但仅能探测表面缺陷。 ⑸探伤仪：TYS－300手提式荧光探伤仪，上海探伤机厂； Y－2手提式荧光探伤仪， 营口探伤仪器厂； JZ－125 手提式