混凝土设备故障分析及维修建议

2023-09-20 理论教育版权反馈

【摘要】：混凝土搅拌机是建筑施工中不可缺少的建筑机械设备之一，量大面广，特别是在施工旺季一旦出现故障就会对施工带来很大的影响，因此用户对搅拌机的可靠性提出了特别的要求。本节将从制造和使用两个方面对其故障进行分析，从而对搅拌机的可靠性设计提出一些初步的看法。混凝土搅拌机可以用以下一些指标作为衡量可靠性的指标：首次故障时间、平均维修间隔时间、作业率。

混凝土搅拌机是建筑施工中不可缺少的建筑机械设备之一，量大面广，特别是在施工旺季一旦出现故障就会对施工带来很大的影响，因此用户对搅拌机的可靠性提出了特别的要求。本节将从制造和使用两个方面对其故障进行分析，从而对搅拌机的可靠性设计提出一些初步的看法。

1.故障分析方法

故障的发生都是事出有因的，即使是突发性故障，也有其产生和发生发展的过程，只不过这个发生的周期短一点而已。从这个意义上出发，可将故障分为三种类型：早期故障、偶发性故障及时间性故障。

早期故障往往是一部分零件没有达到规定的设计强度要求所造成的，其安全系数相对较低，如在加工中的一些锻造裂纹、一些铸件的内在裂纹等在重载运行初期表现了出来，产生了早期故障；某些零件热处理要求不当，在处理过程中产生的淬火裂纹也可能产生早期故障；某些动配合件如果间隙过小而润滑又不良，过量的早期磨损也可能带来早期故障。不断地研究设计的合理性，加强制造过程特别是装配过程的质量监督，用户在开机前认真熟悉整机性能并按说明书要求操作等都是避免早期故障的重要措施。

经过一段早期运转后，搅拌机进入了正常运转时期，在这段时间内易发生偶发性故障。我们知道，任何零部件的强度都有一定的范围，其载荷也不会是均恒的。一些质量较差的零件有时也能超载，又可能出现故障。有的用户使用中使设备严重超载导致了偶发性故障。有的用户在带轮损坏后没有购置配件而任找带轮代用，造成拌筒转速过快，不能正常搅拌，这也是一种偶发性故障。

经过一段较长时间的运行，搅拌机的某些部分会产生一些不同程度的磨损，这时故障出现的频率会明显增高。如果把故障发生的过程用一个图来表示，这就是我们通常说的“浴盆曲线”，如图2-1所示。在认识到故障发生的这一规律后应该在实践中总结经验，注意找出磨损报警线的那一个控制点，根据不同零件所允许磨损的最大值确定搅拌机的维护保养工作的程序。有人对三年内搅拌机所发生故障进行了统计，其中电动机故障占11.29%，低压电器造成的故障占21.77%，与设计有关的故障占0.07%，与制造有关的故障占24.19%，与库存保管使用不当造成的故障占23.38%，与其他外协外购件有关的故障占19.3%。

图2-1 浴盆曲线

目前建筑机械在加强故障监测方面已经做了大量工作，但是对搅拌机的故障监测工作还差得比较远，主要还是依靠听声音、摸振动凭经验来估计。在加强监测工作方面要注意摸索以下一些问题：

1）加强运行过程中瞬时不稳定现象的观察研究，确定监测控制的项目。

2）对在运行过程中是否设安全装置用于控制那些因素进行研究。

3）考虑可能的控制信号发出的问题。

4）考虑互锁装置的应用。

5）选择合适的控制方式，进而发展到保护系统的设置。

2.对可靠性设计的建议

1）必须尽快制定设计规范，制订完善的可靠性目标体系。现行的《混凝土搅拌机可靠性试验方法》已经对搅拌机的可靠性试验提出了一个目标体系，但其论在理论上或实践上都还存在一些尚来解决的问题，如关键部件的应力分析、关键设计参数的工艺考核评定、可靠性预测和可靠性目标等。

衡量产品的可靠性可以有很多指标，也可以用其中的部分指标，如故障率、平均故障时间、平均故障间隔时间、平均首次故障时间、平均维修间隔时间、有效性等。混凝土搅拌机可以用以下一些指标作为衡量可靠性的指标：首次故障时间、平均维修间隔时间、作业率。

2）完善设计评审制度。现行的设计审查制度基本上是以设计人员为中心的自我评审制度，往往难于对设计进行真正有效的可靠性审查。为了使设计评审更完善，评审应当由用户和不直接参与设计开发的同行业专家组成小组来进行，上级主管部门要给予足够的时间和各方面的支持。评审工作将包括可靠性、可维修性、可生产性、安全性等因素。设计评审的最终目的是把来自专家、工艺人员和用户对设计的意见提交给设计人员参考，它并不代替设计人员对结构完整性的最后决定权。

3）重视那些实际的配合公差问题。在搅拌机的设计中有不少配合尺寸的公差问题，不但涉及制造和质量成本，也涉及产品的适用性和可靠性。在大多数生产企业中实际上存在着一种“不严格执行不切实际的公差”的情况。即使在工业比较发达的日本，也有对设计人员进行有关确定切合实际的公差知识的培训。因此，要为设计人员提供这方面所需要的资料，包括工序能力数据和实现各种公差的成本的数据，以及各种不同产品特性的严重性分级的资料。

4）加强基础试验研究的力量，完善检测手段。混凝土搅拌机在工地的试验要消耗大量建筑材料，而且单机试验数据有时代表性不够，因此加强基础零部件的试验研究是很必要的。轴与机架类零部件的疲劳试验、焊接件的应力测定、减速器的耐久试验等，如果能用断裂力学、有限元法等一些新强度理论和计算机来进行检测分析，就有可能对可靠性设计提供一些数据，增加科学性，减少盲目性。

混凝土设备故障分析及维修建议

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