写给机械技术人员的基础机械保全知识
-从零开始学习基础机械保全!-

〈笔者:(独) 高龄·残障·求职者雇佣支援机构 高度职业能力开发促进中心
  高度综合技术中心 原材料·生产系统系 能开 教授 竹野 俊夫〉
千叶县千叶市美浜区若叶3-1-2
网址 http://www.apc.jeed.or.jp

1.基础机械保全―机械保全的意义

向生产现场的设备保全负责人员询问「机械保全」这个词语的意思,一般都会得到「修缮􀉾修理发生故障的机器」这样的回答。仔细想一下是否真是如此呢?

修理损坏的机械与尽量不让机械损坏有着根本性的区别。用一句话概括保全这个词语,也就是后者的「尽量不让机器损坏而进行适当的修缮」。再进一步详细的解释,也就是「维持机械设备的额定输出􀉾生产能力􀉾品质、可保持长时间运转的状态」,充分的发挥其本身拥有的生产设备功能能力与生产设备在长时间内不发生故障维持相同品质的生产状态(图1)。

「机械保全」这一词看似简单,实际上里面的学问很大。在这里为了让大家能够更加理解「机械保全」而做一个解说。

大家在小时候都会骑自行车吧。自行车轮胎没有气了便会打气,链条变得较为笨重则会加油,各个部位的螺丝与螺钉松垮,会用螺丝刀或扳手转紧等,若实际骑坐时感觉到动作与操作有问题,经过修理又可恢复正常与舒适。在自行车完全的损坏前注意定期维修也就是刚才所说的「机械保全」。

用自行车的例子来说,自行车也是由各种各样的机械要素零件构成。轮胎,轮圈,链条,链轮齿,滚珠轴

承,车轴,钢丝,螺母􀉾螺钉等数百个机械要素零件,将这些零件组装后才能达到自行车本身的功能。为了能舒适的骑车,要熟悉了解构成自行车机械要素零件的构造,还需定期的保养。此外,作为保全的方法,大概的分为︰损坏后的保守·修理的「事后保全」,每隔一段时间进行定期保守·修理的「时间基准保全」,确认机械的状态后进行保守·修理的「状态基准保全」。

自行车在轮胎爆胎后才修理叫作「事后保全」,保持轮胎内空气则需进行定期補充空气叫作「时间基准保全」,感觉自行车的踏板较重,便需给旋转部分与链条供油叫作「状态基准保全」,字面上看似像很复杂,实际上也是骑车本人自己可以操作的事,这些「事后保全」·「时间基准保全」·「状态基准保全」的结构很重要。

比如,为了自行车轮胎不爆胎,每隔一段时间交换新的轮胎会产生额外的费用。为链条加太多油也会使周边飞散多余的油分,反而会因黏附沙子而使寿命减短。

进行生产设备中的「机械保全」的情况也完全相同。对于机械要素零件,有必要适当的分辨「事后保全」·「时间基准保全」·「状态基准保全」。

图1 确认轴承的油脂

在某个公司内解说了设备的机械保全方法。确认了在轴承等中使用到的油脂。将新的油脂用油枪注入,旧的油脂会从轴承流出。确认流出的油脂的颜色及状态。特别是若从轴承流出褐色生锈的油脂的话说明轴承内部有损伤的情况发生。若轴承已完全破损不仅不可以继续生产活动,轴承以外的部分也恐会受到损伤。

2.机械保全的必要性

生产设备在不进行适当保养而继续让其运转的话,在进行生产活动时,恐会发生设备故障,导致产品的品质与运转率低下等问题。在生产设备出现问题,发生故障前,适当的进行机械保全工作很重要。为了让生产设备长时间里正常运转,必须得定期的用润滑剂等供油及适当交换易耗零件。

某个公司的通用车床油圧刹车停不下来。踩下刹车踏板后,刹车是有效的,此后,试着旋转车床的主轴也呈现不旋转的状态。确认油圧刹车后,发现刹车油渗透了好几个地方,便分解了刹车。分解刹车后,气缸与活塞均呈现赤褐色生锈状态。我们推断活塞在气缸内固定后恢复不了原先的样子,刹车也就变的一直停不下来的状态。

在通用车床中使用到的刹车与车辆上使用到的是完全相同的构造。需定期交换刹车油与刹车内部的活塞贴纸等易耗品。如刹车内部被腐蚀,可能不仅仅是交换贴纸类的易耗品,而是需要交换整个刹车。定期的交换刹车油与刹车内部的易耗品等,可以使刹车在长时间内安全无故障运作(图2、图3)。

图2 刹车故障

停止通用车床的主軸的旋转的油圧刹车。刹车已经不太灵活。观察刹车本身后发现几处刹车有漏油的情况。使用在刹车上的油也是用在车辆上的酒精型用油。酒精型用油,有着吸收空气中水分的性能。油里若是进水会降低油的性能。此外,恐会因为水分使内部腐蚀。

图3 刹车气缸的腐蚀

分解刹车后,发现内部的气缸及活塞被腐蚀了。从腐蚀的地方漏出刹车油,为了运作油圧刹车,需要的油圧却没能覆盖住活塞。酒精系刹车油由于带有可吸收水分的性能,必须得定期交换包括配管内部的全部油量。

3.机械保全中需要的技能·技术

生产设备由各种各样的机械要素零件构成。将生产设备适当进行保守保养,则需熟悉掌握生产设备的构造及功能。在不了解设备的构造与功能而将其分解则会直接造成产品品质低劣与降低生产设备的运转。为了将构成生产设备的机械进行计划保全·改良保全,则需要广泛的技能·技术的支持。

此处说到的技能·技术为①拥有用适当的工具分解构成零件的能力、②拥有点检构成机械要素零件好坏的能力、③拥有适当将生产设备组装的能力、④拥有判断生产设备整体稼働状态的能力、⑤拥有可改良使其变的比现有的设备更加优秀的运转状态的能力等。

实际上我们将企业的设备分解·整备前常常会与负责人商量。首先,为了了解负责人对于分解·整备等设备的机械要素零件所需要的技能·技术相关事宜的理解程度而需将分解整备的技能·技术一一写出。将写好的东西与负责人一起排列分解·组装·调节的难易程度,再次确认设备需要的技能·技术。这个步骤看似多余,实际在企业中,由于调节比较困难,常常会出现本以为只有师傅级别的人才会操作的设备别人也会操作的情况发生。此外,自己公司内部本身不会分解·整备·调整的公司,也渐渐变得可以自己做调整。

排列设备需要的技能·技术的窍门是将在知识中(技术)理解的事情与实际能够做到的技术(技能)分开写出来就很容易得到结果。举个例子,排列了关于空气压装置气缸机械保全需要的技能·技术。

①可以识读让气缸运作的空气圧回路。
②可以将气缸安全的从安全设备中取出。
③可以将气缸适当分解􀉾组装。
④可以交换气缸内的填充物类的消耗品。
⑤可以准确选择气缸的润滑油箱。
⑥可以安全设置气缸。
⑦可以调节气缸的速度。
⑧知道气缸的种类。
⑨知道气缸的填充物类的材质。
⑩可了解气缸的问题所在。

虽然对于产品来说也需要其他的技能·技术,难易程度根据各个公司的设备有所区别。造成差别的理由是因为制作的产品和所需求的品质不同。根据每个构成设备的机械要素零件,排列出所需要的技能·技术。

4.生产现场中的机械保全意义

为了让各位更加简单明了的理解机械保全的重要性,举例用汽车来说,一般理论下汽车能够舒适的乘坐多久?在日本一般平均为8年~9年左右。不同的车种也有所不同,若超过10年·10万公里,基本上的汽车局部都会出现故障,修理的部位增多,伴随的费用也会増加。只要1个地方出现故障,马上另一个地方也会出现故障需要修理。最后还是得重新换一部新车。

不过,若在一定程度上习得汽车修理的技术,就能知道因年数而产生的故障部位,因距离数而产生的需交换易耗品的部位。根据年数进行保守保养,根据距离数交换易耗零件等,准确的进行保养可延长汽车数十年的寿命。目前,我自己乘坐的汽车为昭和的大众车。根据年数做保养,根据距离数交换易耗品,每隔2年都由我自己进行车检。近30年乘坐同一辆汽车,对拉动日本经济并不是太好,但可以使汽车的成本减低到最低。

此外,进行汽车保养的同时,也习得了汽车的构造,汽车零件的材料等技术。时不时的打开引擎,交换活塞及金属等事宜也大多数都由我自己完成。就算行走了20万公里的距离,耗油量等还像新车一样照样的每天在使用。将汽车换成生产设备来说,为了延长生产设备的寿命,也与汽车相同,运转时间内适当的保养及交换易耗零件等即可延长制造设备的寿命。

在制造设备中,与汽车相同的机械要素零件被广泛使用着。比如,汽车是由軸受、电动机、锁链、带子、油圧装置、軸継手、空气圧装置等多种零件所构造而成。对于这些机械要素零件,进行适当的保守保养,一定可以延长制造设备的寿命。制造设备与人类一样并不拥有成長期且没有自然治癒的力量。虽可慢慢习惯,但设备在开始运转时寿命便开始在缩短。为此,为了延长设备的寿命,适当的进行保养,便可使其延长寿命。

让自己公司职员做保守保养其实还有另外一个目的性。在发生东日本大地震一样的大型灾害时,制造设备受到灾害的影响而受损的公司不在少数。若设备再次受到同样的自然灾害,需尽早的将机器复原运作。

在某个公司,公司内的设备保养交给了保养公司全权打理。为了延长设备的寿命而决定开始由自己公司进行设备保全。这时,在一开始为了充分理解设备的构造,我们彻底检查了工厂内的生产设备。在了解了构造等后,空气圧装置、缔结零件、动力传达装置、电动机等基本的内部构造及分解方法等则在讲座中进行。

在基本的事宜完成后,为了能在工厂内进行生产设备的保养,我们在现场进行了下述事项。事前拍下工厂内的设备及零件,边看照片边确认现场的位置,找到后确认零件及设备的状态。若确认到有異常则立即进行分解整备。分解整备的工序为,最初边解说边进行分解,设备的哪个部位有异常,为何会损伤,为了不受到损伤应该做些什么对策等,进行对于设备的永久性改善的解说。

为了延长自家公司设备的寿命,应由公司职员确立保守点检方法,向工厂负责人解说制造设备的设备保全的必要性后与公司职员一起开始了设备保全。就设备的保守点检事宜,职员一开始非常害怕分解自家公司的设备。分解后若设备不可复原怎么办,或者说自己感觉修好了实际上还是损坏的状态应该如何应对等,考虑到很多负面想法而一点都没有实际的行动。但当渐渐有了保守保养的能力后,决定设备保全的部位,实际进行保守保养后,公司职员也均可以自己操作了。

生产现场中所谓的机械保全是在生产现场中自己拥有适当的保守点検生产设备的能力。若有保守保养能力,便可延长生产设备的寿命(图4、图5、图6)。

把机械保全所需要的,所了解的事情排列出来。

①适当原话的管理生产设备。
②了解使用在生产设备中的消耗零件。
③了解生产设备的构造。
④可以分解,组装生产设备。
⑤可以妥当使用分解·组装时的工具。
⑥可以妥当选择分解·组装作业时的作业工具。
⑦可以妥善筹划生产设备的计划保全方案。
⑧了解机械保全需要的保全用词。
⑨可以制作生产设备中分解·组装需要的作业工序表。
⑩寻求生产设备发生故障时的原因。

图4 生产现场中的设备保全(气缸)

进行夹送轮的气缸保守保养。气缸可进行分解整备,安装交换了活塞填充物,批量填充物的东西。在气缸的运作恶化前,考虑到运转时间等,在气缸完全损坏前应当进行适当的保守保养。

气缸的保守保养为交换填充物等的易耗品与补充润滑油脂。

图5 生产现场中的设备保全(交换油圧运作油)

进行油圧升降机的油圧筒的保守保养。交换油圧筒内的油圧运作油,进行吸滤器的点检以及清扫。吸滤器若出现堵塞,将会出现气泡现象而造成损伤油圧泵等。

做为油圧装置的保养,需要管理油圧运作油与吸滤器等。

图6 生产现场中的设备保全(直流电动机)

点检直流电动机的碳刷。点检碳刷的余量与减少方式。进行碳刷压住整流器弹簧的力量等,需保守点检的项目有许多。此外,观察碳刷的减少方式可了解整流器表面的凹凸程度。