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钻井机械中液压油的污染与控制论文
论文摘要：液压油的质量和清洁度是保证液压系统正常工作的首要条件,液压系统污染是液压故障的一个主要原因,为了保证钻井机械液压系统能够安全、可靠的运行,对液压系统中液压油污染的危害及原因进行分析,对液压油污染程度的检测及液压油污染的控制提出了方法和措施,以达到工作过程中的污染控制,主要包括：控制油温、定期过滤等措施
论文关键词：液压油,污染,控制
在现代的传动方式中，液压传动可以很好的实现远距离控制和自动控制，并且以其传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小等特点得到了较为广泛的应用。但是钻井设备由于多处于室外，工作中受外界环境的影响很大，在实际的使用过程中，很容易出现液压油的污染情况，严重影响了动力的传递，因此对液压油污染的控制就显得尤为重要。
一、液压油概述
液压油用于液压传动系统中作中间介质,起传递和转换能量的作用,同时还起着液压系统内各部间件的润滑、防腐蚀、冷却、冲洗等作用。其主要性能有:
1.合适的粘度，良好的粘温特性粘度是选择液压油时首先考虑的因素，在相同的工作压力下，粘度过高，液压部件运动阻力增加，升温加快液压泵的自吸能力下降，管道压力降和功率损失增大；若粘度过低，会增加液压泵的容积损失，元件内泄漏增大，并使滑动部件油膜变薄，支承能力下降。
2.良好的润滑性(抗磨性)液压系统有大量的运动部件需要润滑以防止相对运动表面的磨损，特别是压力较高的系统，对液压油的抗磨性要求要高得多。
3.良好的抗氧化性液压油在使用过程中也会发生氧化，液压油氧化后产生的酸性物质会增加对金属的腐蚀性，产生的油泥沉淀物会堵塞过滤器和细小缝隙，使液压系统工作不正常，因此要求具有良好的抗氧化性。
4.良好的抗剪切安定性由于液压油经过泵、阀节流口和缝隙时，要经受剧烈的剪切作用，导致油中的一些大分子聚合物如增粘剂的分子断裂，变成小分子，使粘度降低，当粘度降低到一定的程度油就不能用了，所以要求具有良好的抗剪切性能。
5.良好的防锈和防腐蚀性液压油在使用过程中不可避免地要接触水分和空气以及氧化后产生的酸性物质都会对金属生锈和腐蚀，影响液压系统的正常工作。
6.良好的抗乳化性和水解安定性液压油在工作过程中从不同途径混入的水分和冷凝水在受到液压泵和其他元件。
7.良好的抗泡沫性和空气释放性在液压油箱里，由于混入油中的气泡随油循环，不仅会使系统的压力降低，润滑条件变坏，还会产生异常的噪音、振动，此外气泡还增加了油与空气接触的面积，加速了油的氧化，因此要求液压油具有良好的抗泡沫性和空气释放性。
8.对密封材料的适应性由于液压油与密封材料的适应性不好，会使密封材料膨胀、软化或变硬失去密封性能，所以要求液压油与密封材料能相互适应。
二、液压油的污染与危害
液压油的污染，按照污染物的不同，可分为杂质(灰尘、金属颗粒、棉纱、氧化物等)、水分、空气、微生物及化学物污染。在钻采机械液压系统中，主要是杂质(大部份是金属颗粒)、水分和空气污染。
l、油液中混入水分
(1)油液中水分进入的途径
1)油箱盖因冷热交替而使空气中的水分凝结成水珠落人油中。
2)冷却器或热交换器密封损坏或冷却管破裂使水漏人油中。
3)通过液压缸活塞杆密封不严密处进入系统的潮湿空气凝聚成水珠。
4)用油时带人的水分以及油液暴露于潮湿环境中与水发生亲合作用而吸收的水。
(2)油液中混入水分后的危害
1)油液中混入一定量的水分后，会使液压油乳化呈白浊状态。如果液压油本身的抗乳化能力较差，静止一段时间后，水分也不能与油分离，使油总处于白浊状态。这种白浊的乳化油进入液压系统内部，不仅使液压元件内部生锈，同时降低其润滑性能，使零件的磨损加剧，系统的效率降低。
2)液压系统内的铁系金属生锈后，剥落的铁锈在液压系统管道和液压元件内流动，蔓延扩散下去，将导致整个系统内部生锈，产生更多的剥落铁锈和氧化物。
3)水还会与油中的某些添加剂作用产生沉淀和胶质等污染物，加速油的恶化。
4)水与油中的硫和氯作用产生硫酸和盐酸，使元件的磨蚀磨损加剧，也加速油液的氧化变质，甚至产生很多油泥。
5)这些水污染物和氧化生成物，随即成为进一步氧化的催化剂，最终导致液压元件堵塞或卡死，引起液压系统动作失灵、配油管堵塞、冷却器效率降低以及滤油器堵塞等一系列故障。
6)另外，在低温时，水凝结成微小冰粒，也容易堵塞控制元件的间隙和死口。
2、油中侵入空气
油液中的空气主要来源于松动的管接头，不紧密的元件接合面，暴露在油面上的油管以及密封失效处，油液暴露在大气中也会溶人空气。此外，当油箱内的油量较少时，加速了液压油的循环，使气泡排除困难，同时油泵吸油管“吃油”深度不够也使空气容易进入。
混入液压系统的空气，通常以直径为0．05～0．50mm的气泡状态悬浮于液压油中，对液压系统内液压油的体积弹性模量和液压油的粘度产生严重影响，随着液压系统的压力升高，部分混入空气溶人液压油中，其余仍以气相存在。当混入的空气量增大时，液压油的体积弹性系数急剧下降，液压油中的压力波传播速度减慢，油液的动力粘度呈线性增高。悬浮在油液中的空气与液压油结合成混合液，这种油液的'稳定性决定于气泡的尺寸大小，对液压系统等产生重大的影响，可能出现振动、噪声、压力波动、液压元件不稳定、运动部件产生爬行、换向冲击，定位不准或动作错乱等故障，同时还使功耗上升，油液氧化加速以及油的润滑性能降低。油液中的固态污染物主要以颗粒状存在。这些杂质有的是元件加工和装配过程中残留的，有的是液压元件在工作过程中产生的，有的源于外界杂质的侵入，其危害是：
(1)油中的各种颗粒杂质会对泵和马达造成危害。当杂质颗粒进入到齿轮泵或齿轮马达的齿轮端面和两端盖侧板、齿顶和壳体之间，或当杂质颗粒进入到叶片泵或叶片马达的叶片与叶片槽，转子端面和配油盘、定子与转子(叶片顶部)之间，或当杂质颗粒进入到柱塞泵或柱塞马达的柱塞与柱塞缸体孔，转子与配油盘、滑靴与倾斜盘、变量机构的滑动副之间时，均有可能造成卡死故障。即使不造成卡死故障，也会使磨损加剧。杂质颗粒还有可能堵塞泵前的进油滤油器，使泵产生气蚀或造成多种并发故障。
(2)油中各种颗粒杂质会对液压缸造成危害。颗粒杂质会使活塞与缸体、活塞杆与缸盖孔及密封元件产生拉伤和磨损，使泄油量增大，容积效率和有效推力(拉力)降低，如果颗粒杂质卡住活塞或活塞杆，将导致油缸不动作。
(3)油中的污染颗粒会对各种阀类元件造成危害。污染颗粒可能引起滑阀卡死或节流堵塞，造成阀动作失灵，即使不产生卡死或堵塞故障，污染颗粒也将使阀类元件运动副过早磨损，配合间隙加大，性能恶化。
(4)污染物繁殖细菌，加剧油液老化，使油液发黑发臭，更进一步产生污染。如此恶性循环，有可能产生以下后果：
1)污染物堵塞滤油器，导致油泵吸空，产生振动和噪声。
2)污染物使油缸或马达的摩擦力增大，产生爬行。
3)污物会完全使伺服阀等抗污染能力差的元件根本失效，至少是工作不稳定和滞后量增加，污物阻塞压力表前同定小孔，压力得不到正确传递和反映。
4)污染物堵塞压力表通道，使压力得不到正确传递和反应。
三、控制液压油污染的主要措施
为确保液压系统工作正常、可靠、减少故障和延长寿命，必须采取有效措施控制液压油的污染。
1、控制油温
油温过高往往会给液压系统带来以下不利影响：
（1）油液黏度下降，使活动部位的油膜破坏、磨擦阻力增大，引起系统发热、执行元件（例如液压缸）爬行。油液黏度下降可导致泄漏增加，系统工作效率显著降低。
（2）油液黏度下降后，经过节流器时其特性会发生变化，使活塞运动速度不稳定。
（3）油温过高引起机件热膨胀，使运动副之间的间隙发生变化，造成动作不灵或卡死，使其工作性能和精度下降。
（4）当油温超过55摄氏度时，油液氧化加剧，使用寿命缩短，据资料介绍，当油温超过55摄氏度后温度每升高9摄氏度，油的使用寿命缩短一半，因此，对不同用途和不同工作条件的机器。应有不同的允许工作油温。工程机械液压系统允许的正常工作油温为35-55摄氏度，最高为70摄氏度。
2、控制过滤精度
为了控制油液的污染度，要根据系统和元件的不同要求，分别在吸油口、压力管路、伺服调速阀的进油口等处，按照要求的过滤精度设置滤油器，以控制油液中的颗粒污染物，使液压系统性能可靠、工作稳定。滤油器过滤精度一般按系统中对过滤精度敏感性最大的元件来选择。
3、强化现场维护管理
强化现场维护管理是防止外界污染物侵入系统和滤除系统中污染物的有效措施。
（1）检查油液的清洁度
设备管理部门在检查设备的清洁度时，应同时检查系统油液、油箱和滤油器的清洁度，并建立液压设备清洁度上、中、下三级评分制度。对关键设备的液压系统都要抽查。
（2）建立液压系统一级保养制度
设备管理部门在制定设备一级保养内容时，要增加对液压装置方面的具体保养内容。
（3）定期对油液取样化验
应定期、定量提取油样，检查单位体积油样中杂质颗粒的大小和数量或称重量，并作定性定量分析，以便确定油液是否需要更换。
A、取油样时间：对已规定了换油周期的液压设备，可在换油前一周对正在使用的油液进行取样化验；对新换的油液，经过1000h连续工作后，应对其取样化验；企业中的大型精密液压设备使用的油液，在使用600h后，应取样化验。
B、取油样时，首先要把装油容器清洗干净，不许使用脏的容器，以确保数据准确，具体取油样的方法如下：
当液压系统不工作时（即在静止状态下），可分别在油箱的上部、中部和下部各取相同数量的油样，搅拌后进行化验；液压系统正在工作时，可在系统的总回油管口取油样；化验所需要的油样数量，一般为300-500mL/次；按油料化验规程进行化验，将化验结果填入油料化验单，并存入设备档案。
4、定期清洗
控制油液污染的另一个有效方法是，定期清除滤网、滤芯、油箱、油管及元件内部的污垢。在拆装元件、油管时也要注意清洁，对所有油口都要加堵头或塑料布密封，防止脏物侵入系统。
5、定期过滤油液、控制其使用期限
油液的使用寿命或更换周期取决于很多因素，其中包括设备的环境条件与维修保养、液压系统油液的过滤精度和允许污染等级等因素。由于油液使用时间过长，油、水、灰尘、金属磨损物等会使油液变成含有多种污染物的混合液，若不及时更换，将会影响系统正常工作，并导致事故。是否换油取决于油液被污染的程度，目前有3种确定换油期的方法：
（1）目测换油法。它是凭维修人员的经验，根据目测到的一些油液常规状态变化（如油液变黑、发臭、变成乳白色等），决定是否换油。
（2）定期换油法。根据设备所在场地的环境条件、工作条件和所用油品的换油周期，到期就进行更换。这种方法对液压设备较多的企业很适用。
（3）取样化验法。定期对油液进行取样化验，测定必要的项目（如黏度、酸值、水分、颗粒大小和含量以及腐蚀等）和指标，按油质的实际测量值与规定的油液劣化标准进行对比，确定油液该不该换。取样时间：对一般工程机械的液压系统应在换油周期前一周进行，关键设备的液压系统应每隔500小时进行一次取样化验，化验结果应填入设备技术档案。取样化验法适用于关键设备和大型液压设备。
换油时，要注意清洁，防止赃物侵入液压系统，不可混用和换错，主要有下列要求：
（1）更换的新油或补加的新油必须是本系统所规定使用的油，经过化验确认其油质已达到规定的性能指标，才能加入。
（2）为保持新油的清洁，换油时要将油箱内部及主要管道内旧油放尽，并把油箱、过滤网、软管清洗干净。加油时油液必须经过过滤，对已疲劳损坏的滤网应更换。
（3）加入的油量要达到油箱的油标位置，加油方法是：先加油至油箱最高油标线，开动油泵电动机，把油供至系统各管道，再加油至油箱油标线，再开动电动机，这样多次进行，直至油液保持在油标线内为止。
所以在日常的使用和设备保养过程中，要十分注意观察油的质量，避免油污染对设备造成的损害。
参考文献
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引言机械零部件的磨损是机械设备发生的故障中最常见、最主要的故障形式，是影响机械设备正常运行的主要障碍之一。据统计，磨损故障占机械设备故障的80%〔1〕，而且磨损还可诱发其它形式的故障。随着现代工业的发展，对生产的连续性和运转机械设备的可靠性要求不断提高，因而对机械设备进行磨损工况监测和故障诊断具有重要意义。 机械零部件发生磨损时，磨损颗粒便进入润滑系统并悬浮在润滑油中。这些微小的磨损颗粒携带有机械设备发生磨损故障的重要信息。为了从润滑油里的磨损颗粒中获取有关机械设备磨损故障的特征信息，常采用“油液监测技术”，其中包括磁塞法、光谱法、铁谱法、放射性示踪法、过滤法、颗粒计数法[2,3]。实践证明，在上述这些方法中，铁谱分析技术是监测磨损工况和诊断磨损故障最为有效的方法，在设备日常管理、预测性维修、可靠性分析和寿命预测方面起到了重要作用。然而，在铁谱诊断技术应用的近20年中，诊断过程中的磨粒识别和故障诊断这两个关键步骤主要凭借人的经验。由于磨损现象的复杂性、研究的对象不同以及铁谱分析者间缺乏充分交流，导致使用磨粒术语和描述磨损故障的混乱，尽管在磨粒分类与磨粒术语标准化方面还有一些基础工作要做，但经过一些研究者的努力，已有比较一致的观点。相比之下，对磨损故障分类与磨损故障描述规范化的研究则较少。在人工诊断时，重点在磨粒识别，磨损故障描述方面的混乱对故障诊断的影响并不突出。随着现场监测对智能化诊断的迫切要求以及计算机图像处理技术和智能(人工智能和神经网络)技术在铁谱诊断中的应用，对磨损故障的分类与铁谱诊断方法提出了新的要求。本文系统分板到几械设备磨损故障和铁谱诊断过程，舞在综合分析铁谱诊断方法的基础上，提出了一个智能化铁请诊断模型。1机械设备磨损故障分析1.1机械设备磨损故障的原因机械设备磨损故障(以下简称磨损故障)是指由于相对运动的两个表面之间的摩擦磨损致使设备的功能低于规定水平的状态。概括地讲，引起磨损故障有两种情况：①由设备设计时预计之中的常规磨损引起的故障。在一般机械零件摩擦副中，正常的零件磨损过程大致分为磨合磨损、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段川。在稳定磨损达到一定时期时，设备的磨损率随时间而迅速增大，超出设备设计时规定的磨损量水平，使工作条件急剧恶化，进而使设备出现故障甚至完全失效；②设备安装与使用过程中的异常磨损导致的故障。机械零件在安装过程中由于安装不良或(和)清洗不干净会导致设备在运转过程中的异常磨损，或者在使用过程中由于偶然的外来因素(磨料进入、载荷条件变化、a划伤：由于犁沟作用，在滑动方向上产生宽而深的划痕。b点蚀：在接触应力反复作用下使金属咬死等)和内部因素(润滑不良、摩擦发热等)影响而出现异常磨损。异常磨损弓!发的故障具有偶然性和突发性，对此类故障的诊断具有重要意义。1.2磨损故障的分类分类的目的是为了将人们常用而又实际存在的各式各样的磨损故障按一定的标准归纳为几个基本类型。合理的分类能够使诊断工作简化，有利于故障诊断的状态识别过程的进行，提高故障诊断的有效性。由于铁谱技术在诊断磨损类故障方面具有独特的优越性，因而本文的分类主要是针对铁谱诊断方法的。根据不同的应用目的，磨损故障从以下几个方面进行分类比较合适。 1.2.1按磨损机理划分不同的磨损机理产生的磨粒各异，因而可通过磨粒分析来识别引起磨损故障的磨损机理，以便为设备的设计、制造服务。与润滑油分析有关的磨损机理可分为以下几类：a粘着磨损：接触表面作相对运动时，由于固相焊涪作用使材料从一个表面转移到另一个表面而造成的一种磨损。 b 磨料磨损：由于硬颗粒或硬突起物使材料产生迁移而造成的一种磨损。 c疲劳磨损：由于循环交变应力引起疲劳而使材料脱落的一种磨损。微动磨损应归入此类。d腐蚀磨损：由于与周围介质发生化学反应而产生的一种磨损。其中包括氧化磨损、氢致磨拐、介质腐蚀磨损。 1.1.2按磨损形式划分磨粒的产生与磨损表面有着密切的联系，因而可从磨损表面的破坏形式来分类。按磨损形式来分，磨损故障可分为：疲劳破坏而形成的表面凹坑。c剥落：金属表面由于变形强化而变脆，在载荷作用下产生微裂纹随后剥落。 d胶合：由粘着效应形成的表面结点具有较高的连接强度，使剪切破坏发生在表面层内一定深度，因而导致严重磨损。 e腐蚀：由于润滑油中含水和润滑油膜破裂而使金属与周围介质发生化学反应而产生的表面损伤。上述的划伤、点蚀、剥落和胶合有宏观与微观之分，对于铁谱诊断而言，主要是针对微观形式的。 1.2.3按磨损类型划分对于磨损故障的描述，铁谱分析者针对铁谱分析的特点采用一套适用的分类方法，归纳起来可以说是按磨损类型来分： a正常磨损和磨合期磨损：滑动表面经常发生的正常磨损。b切削磨损：由于滑动表面的相互穿入引起的非正常磨料磨损。c滚动疲劳磨损：滚动接触表面的疲劳磨损。了滚滑复合磨损：与齿轮系相关的疲劳磨损和粘着磨损。e严重滑动磨损：滑动表面的过载和高速造成的磨损。 1.2.4按磨损原因划分按磨损原因来分，磨损故障可分为由磨料进入、润滑不良、油中含水、安装不良或有裂纹、过载、高速、过热和疲劳等引起的故障。这可为设备设计、保养和维修提供有用信息。1.2.5按磨损程度划分按磨损程度来分，磨损故障可分为正常磨损和严重磨损。正常磨损与严重磨损间并无明确的定量界限。根据设备的重要性和诊断的灵敏性，磨损程度可分为3级：正常、b从谱片上的磨损颗粒中提取设备磨损状态的有用信息(征兆)：磨粒识别与统计，注意、极高(报警)；也可分成4级：正常、较正常、异常、严重异常磨损。 1.2.6‘按磨损材料划分按磨损材料来分，磨损故障可分为黑色金属磨损故障、有色金属磨损故障和非金属磨损故障。1.2.7按诊断对象划分有的磨损故障在实际应用中采用俗称，比如在柴油机中有“拉缸”、“拉瓦”、“烧瓦”和“抱轴”等叫法。因而磨损故障也可按诊断的特定设备来分类，并制定出相应的诊断标准。在故障诊断时，根据不同的诊断目的和任务要求，尽量采用某一分类方法并逐层推进，不要出现交叉使用的现象。2铁谱诊断过程铁谱诊断技术是一种以磨损颗粒分析为基础的诊断技术。采用该技术监测机械零部件的磨损状态，无需将正在运转的机械设备打开或关闭，就可确定其磨损状态。.由机械零部件产生的磨损颗粒作为分离相存在于润滑油中，通过铁谱仪磁场的作用将它们从润滑油中分离出来，特定的工况条件和冤同的金属零件产生的磨粒具有不同的特性。通过观察磨粒的颜色、形态、数量、尺寸及尺寸分布，可以推断机械设备的磨损程度、磨损原因和磨损部位。根据机械设备诊断学的观点[4]，故障诊断过程有3个主要步骤：信号测取(检测设备状态的特征信号)，征兆提取(从所检测的特征信号中提取征兆)和状态识别(根据这些征兆和其它诊断信息来识别设备状态)。 具体来讲，铁谱诊断过程可分为以下几个步骤：a取油样，制谱片，得到设备磨损状态的特征信纂一磨损颗粒；磨损参数测量；c根据上述征兆，识别设备的磨损状态(状态诊断)，包括识别设备的磨损状态将有无异常(故障早期诊断)与是否已有异常(故障诊断)；d根据设备的征兆与状态，进一步分析设备的磨损状态及其发展趋势(状态分析)，包括当设备有故障时，分析故障位置、类型、性质、原因与趋势等；e根据设备的状态与趋势，作出决策，干预设备及其运行过程。3磨损故障铁谱诊断方法与智能化铁谱诊断模型3.1铁谱诊断方法自铁谱技术问世以来，其发展重点主要是在诊断过程的前两步，对磨损故障识别理论与方法的研究较少，这可从众多有关铁谱技术用于磨损工况监测与故障诊断的资料中看出。目前铁谱技术用于故障诊断所采用的方法归纳起来有3种：定性铁谱诊断法、定量铁谱诊断法(严格地说是准定量铁谱诊断法)、定性与定量相结合的铁谱诊断法。定性铁谱诊断能够在铁谱片上获取大量有关磨损状态的信息，但在很大程度上受操作者的经验和其它主观因素的影响，状态识别过程由领域专家或分析者来完成。诊断是依据谱片上磨粒的形态、数量、颜色、尺寸及尺寸分布等信息来推断机器的磨损状态。目前普遍得到应用的铁谱分析报告单就是定性铁谱诊断的总结。将模糊数学方法应用到定性铁谱诊断，可让计算机模拟专家的识别方法进行磨损状态诊断，这种方法具有一定的智能性，但这并不是铁谱诊断技术发展的关键所在。目前的定量铁谱诊断是根据铁谱片上磨粒的浓度和磨粒的尺寸分布来对设备的磨损状态作出诊断。诊断主要采用函数分析法、趋势分析法和灰色理论等方法，有些方法已能在一定程度上反映出智能性。定量铁谱诊断具有较大的客观性，但所提供的数据只反映出少量的磨损状态信息，而且不能应用在脂样分析中。定量与定性相结合铁谱诊断是目前实际应用的最多的一种方法，一般是先用定量参数进行故障可能性和趋势判断，再辅之以铁谱片上磨粒特征分析来确诊。为了提高铁谱诊断技术的准确性和智能性，必须进一步发展定量铁谱诊断方法。该方法应能综合定量分析磨粒的形态、尺寸、数量、颜色和尺寸分布等特征并应角人工智能和神经网络的方法加以诊断。随着计算机图像分析技术以波人工智能特别是神经网络技术不断发展，为实现综合定量铁谱诊断及其智能化创造了有力的条件。将智能化技术应用到铁谱诊断，其诊断过程的第三步不仅变得同前二步一样重要，而且将会成为智能诊断技术的关键，因而对磨损故障识别理论与方法的研究很有必要。由于磨损现象的复杂性和磨粒分析的困难性，铁谱诊断智能化的发展一直较缓慢。1989年美国的Carborundum公司开发出一套被称之为FAST的铁谱分析专家系统[5]，并在最近将其发展成FASTPLUS系统。据报道，利用这一专家系统可以对铁谱片进行分析并以人机对话的方式进行决策。但从原理上看，该系统主要是将谱片上的特征磨粒与存储在系统的光盘中的磨粒图谱的照片进行比较而得出结论，因而具有较大的局限性。在国内，文献[6]困将计算机图像分析技术和人工智能理论与方法引人到铁谱分析技术中，建立了基于黑板的铁谱图像解释系统的模型，并进行了部分研究，取得一些很有意义的研究成果。由于追求铁谱诊断的完全智能化使得该技术离实用还有较远的距离。3.2磨损故障铁谱诊断水平根据铁谱诊断的目的和实际应用的需要，将磨损故障铁谱诊断水平划分成3个级别：第一级诊断水平三对设备状态进行监测、确定磨损状态是否正常；第二级诊断水平：在第一级诊断的基础上，判别引起磨损状态异常的磨损原因、类型、形式乃至趋势分析，以便采取维修措施或改进设计。不同原因导致的故障具有不同的表现形式，从而反映出不同的故障状态。通过磨粒的形态、尺寸、数量、分布等特征可对磨损原因进行识别；第三级诊断水平：用以判断发生故障的部位或部件，同时也为第二级诊断提供补充信息。不同的材料产生的磨粒经谱片加热或湿化学处理在铁谱显微镜下可以区分出来，从而将故障隔离到不同零件上。由于设备结构的复杂性、同台设备使用摩擦副材料相同性以及鉴别材料手段的局限性，使得故障隔离与定位并不能总是有效。但为了提高磨损故障诊断的有效性和全面性，此级诊断无疑是必要的。在人工诊断时，上述3级诊断常常是同步完成的，但随着现场监测对智能化诊断的需要，在人工智能或神经网络技术引入到铁谱诊断后，就需要对磨损故障诊断水平进行分级。3.3智能化铁谱诊断模型本文从实际应用的需要出发，提出一种智能化铁谱诊断系统模型，如图1所示。其中的些主要工作已经完成。该系统包括3大模块：磨粒分析模块、磨粒识别与统计模块和机械磨损故障铁谱诊断模块：在磨粒分析模块中可以采用计算机图像分析和模拟人工分析两种方式。铁谱图像分析子系统 [7]能够提取定量的磨粒特征参数。这包括形态数字特征和光密度特征，提取的信息中的一部分输入磨粒识别与统计模块，并采用神经网络技术识别磨粒[8]，经统计后，将结果送入磨粒信息库；一部分直接送入磨粒信息库。模拟人工分析子系统，采用人一机协作的方法，人工提取定性的磨粒特征参数，应用神经网络专家系统进行磨粒识别[9]，识别结果经统计后送入磨粒信息库；定量钳普参数采用光密度计测量，测量结果直接送入磨粒信息库。根据不同的需要，磨粒信息库中的数据可按不同的方式组织，形成不同的数据文件，以备故障诊断与监测取用。机械磨损故障铁谱诊断模块根据用户需要可实现磨损状态诊断、磨损故障类型诊断和磨损原因诊断，三者的实现均采用神经网络模型[l0转自深圳培训吧www.szpxb.com]。在铁谱诊断时，除了利用磨粒信息库的数据文件作为输入向量外，还应充分利用被监测设备知识库的知识。该系统还可以直接从磨粒信息库中提取数据，采用神经网络技术进行磨损趋势预测
机械故障标准的话~你可以去参考<机械工程与技术>/<仪器与设备>等相关的资料吧~找下自己的思路
引言机械零部件的磨损是机械设备发生的故障中最常见、最主要的故障形式，是影响机械设备正常运行的主要障碍之一。据统计，磨损故障占机械设备故障的80%〔1〕，而且磨损还可诱发其它形式的故障。随着现代工业的发展，对生产的连续性和运转机械设备的可靠性要求不断提高，因而对机械设备进行磨损工况监测和故障诊断具有重要意义。 机械零部件发生磨损时，磨损颗粒便进入润滑系统并悬浮在润滑油中。这些微小的磨损颗粒携带有机械设备发生磨损故障的重要信息。为了从润滑油里的磨损颗粒中获取有关机械设备磨损故障的特征信息，常采用“油液监测技术”，其中包括磁塞法、光谱法、铁谱法、放射性示踪法、过滤法、颗粒计数法[2,3]。实践证明，在上述这些方法中，铁谱分析技术是监测磨损工况和诊断磨损故障最为有效的方法，在设备日常管理、预测性维修、可靠性分析和寿命预测方面起到了重要作用。然而，在铁谱诊断技术应用的近20年中，诊断过程中的磨粒识别和故障诊断这两个关键步骤主要凭借人的经验。由于磨损现象的复杂性、研究的对象不同以及铁谱分析者间缺乏充分交流，导致使用磨粒术语和描述磨损故障的混乱，尽管在磨粒分类与磨粒术语标准化方面还有一些基础工作要做，但经过一些研究者的努力，已有比较一致的观点。相比之下，对磨损故障分类与磨损故障描述规范化的研究则较少。在人工诊断时，重点在磨粒识别，磨损故障描述方面的混乱对故障诊断的影响并不突出。随着现场监测对智能化诊断的迫切要求以及计算机图像处理技术和智能(人工智能和神经网络)技术在铁谱诊断中的应用，对磨损故障的分类与铁谱诊断方法提出了新的要求。本文系统分板到几械设备磨损故障和铁谱诊断过程，舞在综合分析铁谱诊断方法的基础上，提出了一个智能化铁请诊断模型。1机械设备磨损故障分析1.1机械设备磨损故障的原因机械设备磨损故障(以下简称磨损故障)是指由于相对运动的两个表面之间的摩擦磨损致使设备的功能低于规定水平的状态。概括地讲，引起磨损故障有两种情况：①由设备设计时预计之中的常规磨损引起的故障。在一般机械零件摩擦副中，正常的零件磨损过程大致分为磨合磨损、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段川。在稳定磨损达到一定时期时，设备的磨损率随时间而迅速增大，超出设备设计时规定的磨损量水平，使工作条件急剧恶化，进而使设备出现故障甚至完全失效；②设备安装与使用过程中的异常磨损导致的故障。机械零件在安装过程中由于安装不良或(和)清洗不干净会导致设备在运转过程中的异常磨损，或者在使用过程中由于偶然的外来因素(磨料进入、载荷条件变化、a划伤：由于犁沟作用，在滑动方向上产生宽而深的划痕。b点蚀：在接触应力反复作用下使金属咬死等)和内部因素(润滑不良、摩擦发热等)影响而出现异常磨损。异常磨损弓!发的故障具有偶然性和突发性，对此类故障的诊断具有重要意义。1.2磨损故障的分类分类的目的是为了将人们常用而又实际存在的各式各样的磨损故障按一定的标准归纳为几个基本类型。合理的分类能够使诊断工作简化，有利于故障诊断的状态识别过程的进行，提高故障诊断的有效性。由于铁谱技术在诊断磨损类故障方面具有独特的优越性，因而本文的分类主要是针对铁谱诊断方法的。根据不同的应用目的，磨损故障从以下几个方面进行分类比较合适。 1.2.1按磨损机理划分不同的磨损机理产生的磨粒各异，因而可通过磨粒分析来识别引起磨损故障的磨损机理，以便为设备的设计、制造服务。与润滑油分析有关的磨损机理可分为以下几类：a粘着磨损：接触表面作相对运动时，由于固相焊涪作用使材料从一个表面转移到另一个表面而造成的一种磨损。 b 磨料磨损：由于硬颗粒或硬突起物使材料产生迁移而造成的一种磨损。 c疲劳磨损：由于循环交变应力引起疲劳而使材料脱落的一种磨损。微动磨损应归入此类。d腐蚀磨损：由于与周围介质发生化学反应而产生的一种磨损。其中包括氧化磨损、氢致磨拐、介质腐蚀磨损。 1.1.2按磨损形式划分磨粒的产生与磨损表面有着密切的联系，因而可从磨损表面的破坏形式来分类。按磨损形式来分，磨损故障可分为：疲劳破坏而形成的表面凹坑。c剥落：金属表面由于变形强化而变脆，在载荷作用下产生微裂纹随后剥落。 d胶合：由粘着效应形成的表面结点具有较高的连接强度，使剪切破坏发生在表面层内一定深度，因而导致严重磨损。 e腐蚀：由于润滑油中含水和润滑油膜破裂而使金属与周围介质发生化学反应而产生的表面损伤。上述的划伤、点蚀、剥落和胶合有宏观与微观之分，对于铁谱诊断而言，主要是针对微观形式的。 1.2.3按磨损类型划分对于磨损故障的描述，铁谱分析者针对铁谱分析的特点采用一套适用的分类方法，归纳起来可以说是按磨损类型来分： a正常磨损和磨合期磨损：滑动表面经常发生的正常磨损。b切削磨损：由于滑动表面的相互穿入引起的非正常磨料磨损。c滚动疲劳磨损：滚动接触表面的疲劳磨损。了滚滑复合磨损：与齿轮系相关的疲劳磨损和粘着磨损。e严重滑动磨损：滑动表面的过载和高速造成的磨损。 1.2.4按磨损原因划分按磨损原因来分，磨损故障可分为由磨料进入、润滑不良、油中含水、安装不良或有裂纹、过载、高速、过热和疲劳等引起的故障。这可为设备设计、保养和维修提供有用信息。1.2.5按磨损程度划分按磨损程度来分，磨损故障可分为正常磨损和严重磨损。正常磨损与严重磨损间并无明确的定量界限。根据设备的重要性和诊断的灵敏性，磨损程度可分为3级：正常、b从谱片上的磨损颗粒中提取设备磨损状态的有用信息(征兆)：磨粒识别与统计，注意、极高(报警)；也可分成4级：正常、较正常、异常、严重异常磨损。 1.2.6‘按磨损材料划分按磨损材料来分，磨损故障可分为黑色金属磨损故障、有色金属磨损故障和非金属磨损故障。1.2.7按诊断对象划分有的磨损故障在实际应用中采用俗称，比如在柴油机中有“拉缸”、“拉瓦”、“烧瓦”和“抱轴”等叫法。因而磨损故障也可按诊断的特定设备来分类，并制定出相应的诊断标准。在故障诊断时，根据不同的诊断目的和任务要求，尽量采用某一分类方法并逐层推进，不要出现交叉使用的现象。2铁谱诊断过程铁谱诊断技术是一种以磨损颗粒分析为基础的诊断技术。采用该技术监测机械零部件的磨损状态，无需将正在运转的机械设备打开或关闭，就可确定其磨损状态。.由机械零部件产生的磨损颗粒作为分离相存在于润滑油中，通过铁谱仪磁场的作用将它们从润滑油中分离出来，特定的工况条件和冤同的金属零件产生的磨粒具有不同的特性。通过观察磨粒的颜色、形态、数量、尺寸及尺寸分布，可以推断机械设备的磨损程度、磨损原因和磨损部位。根据机械设备诊断学的观点[4]，故障诊断过程有3个主要步骤：信号测取(检测设备状态的特征信号)，征兆提取(从所检测的特征信号中提取征兆)和状态识别(根据这些征兆和其它诊断信息来识别设备状态)。 具体来讲，铁谱诊断过程可分为以下几个步骤：a取油样，制谱片，得到设备磨损状态的特征信纂一磨损颗粒；磨损参数测量；c根据上述征兆，识别设备的磨损状态(状态诊断)，包括识别设备的磨损状态将有无异常(故障早期诊断)与是否已有异常(故障诊断)；d根据设备的征兆与状态，进一步分析设备的磨损状态及其发展趋势(状态分析)，包括当设备有故障时，分析故障位置、类型、性质、原因与趋势等；e根据设备的状态与趋势，作出决策，干预设备及其运行过程。3磨损故障铁谱诊断方法与智能化铁谱诊断模型3.1铁谱诊断方法自铁谱技术问世以来，其发展重点主要是在诊断过程的前两步，对磨损故障识别理论与方法的研究较少，这可从众多有关铁谱技术用于磨损工况监测与故障诊断的资料中看出。目前铁谱技术用于故障诊断所采用的方法归纳起来有3种：定性铁谱诊断法、定量铁谱诊断法(严格地说是准定量铁谱诊断法)、定性与定量相结合的铁谱诊断法。定性铁谱诊断能够在铁谱片上获取大量有关磨损状态的信息，但在很大程度上受操作者的经验和其它主观因素的影响，状态识别过程由领域专家或分析者来完成。诊断是依据谱片上磨粒的形态、数量、颜色、尺寸及尺寸分布等信息来推断机器的磨损状态。目前普遍得到应用的铁谱分析报告单就是定性铁谱诊断的总结。将模糊数学方法应用到定性铁谱诊断，可让计算机模拟专家的识别方法进行磨损状态诊断，这种方法具有一定的智能性，但这并不是铁谱诊断技术发展的关键所在。目前的定量铁谱诊断是根据铁谱片上磨粒的浓度和磨粒的尺寸分布来对设备的磨损状态作出诊断。诊断主要采用函数分析法、趋势分析法和灰色理论等方法，有些方法已能在一定程度上反映出智能性。定量铁谱诊断具有较大的客观性，但所提供的数据只反映出少量的磨损状态信息，而且不能应用在脂样分析中。定量与定性相结合铁谱诊断是目前实际应用的最多的一种方法，一般是先用定量参数进行故障可能性和趋势判断，再辅之以铁谱片上磨粒特征分析来确诊。为了提高铁谱诊断技术的准确性和智能性，必须进一步发展定量铁谱诊断方法。该方法应能综合定量分析磨粒的形态、尺寸、数量、颜色和尺寸分布等特征并应角人工智能和神经网络的方法加以诊断。随着计算机图像分析技术以波人工智能特别是神经网络技术不断发展，为实现综合定量铁谱诊断及其智能化创造了有力的条件。将智能化技术应用到铁谱诊断，其诊断过程的第三步不仅变得同前二步一样重要，而且将会成为智能诊断技术的关键，因而对磨损故障识别理论与方法的研究很有必要。由于磨损现象的复杂性和磨粒分析的困难性，铁谱诊断智能化的发展一直较缓慢。1989年美国的Carborundum公司开发出一套被称之为FAST的铁谱分析专家系统[5]，并在最近将其发展成FASTPLUS系统。据报道，利用这一专家系统可以对铁谱片进行分析并以人机对话的方式进行决策。但从原理上看，该系统主要是将谱片上的特征磨粒与存储在系统的光盘中的磨粒图谱的照片进行比较而得出结论，因而具有较大的局限性。在国内，文献[6]困将计算机图像分析技术和人工智能理论与方法引人到铁谱分析技术中，建立了基于黑板的铁谱图像解释系统的模型，并进行了部分研究，取得一些很有意义的研究成果。由于追求铁谱诊断的完全智能化使得该技术离实用还有较远的距离。3.2磨损故障铁谱诊断水平根据铁谱诊断的目的和实际应用的需要，将磨损故障铁谱诊断水平划分成3个级别：第一级诊断水平三对设备状态进行监测、确定磨损状态是否正常；第二级诊断水平：在第一级诊断的基础上，判别引起磨损状态异常的磨损原因、类型、形式乃至趋势分析，以便采取维修措施或改进设计。不同原因导致的故障具有不同的表现形式，从而反映出不同的故障状态。通过磨粒的形态、尺寸、数量、分布等特征可对磨损原因进行识别；第三级诊断水平：用以判断发生故障的部位或部件，同时也为第二级诊断提供补充信息。不同的材料产生的磨粒经谱片加热或湿化学处理在铁谱显微镜下可以区分出来，从而将故障隔离到不同零件上。由于设备结构的复杂性、同台设备使用摩擦副材料相同性以及鉴别材料手段的局限性，使得故障隔离与定位并不能总是有效。但为了提高磨损故障诊断的有效性和全面性，此级诊断无疑是必要的。在人工诊断时，上述3级诊断常常是同步完成的，但随着现场监测对智能化诊断的需要，在人工智能或神经网络技术引入到铁谱诊断后，就需要对磨损故障诊断水平进行分级。3.3智能化铁谱诊断模型本文从实际应用的需要出发，提出一种智能化铁谱诊断系统模型，如图1所示。其中的些主要工作已经完成。该系统包括3大模块：磨粒分析模块、磨粒识别与统计模块和机械磨损故障铁谱诊断模块：在磨粒分析模块中可以采用计算机图像分析和模拟人工分析两种方式。铁谱图像分析子系统 [7]能够提取定量的磨粒特征参数。这包括形态数字特征和光密度特征，提取的信息中的一部分输入磨粒识别与统计模块，并采用神经网络技术识别磨粒[8]，经统计后，将结果送入磨粒信息库；一部分直接送入磨粒信息库。模拟人工分析子系统，采用人一机协作的方法，人工提取定性的磨粒特征参数，应用神经网络专家系统进行磨粒识别[9]，识别结果经统计后送入磨粒信息库；定量钳普参数采用光密度计测量，测量结果直接送入磨粒信息库。根据不同的需要，磨粒信息库中的数据可按不同的方式组织，形成不同的数据文件，以备故障诊断与监测取用。机械磨损故障铁谱诊断模块根据用户需要可实现磨损状态诊断、磨损故障类型诊断和磨损原因诊断，三者的实现均采用神经网络模型[l0转自深圳培训吧www.szpxb.com]。在铁谱诊断时，除了利用磨粒信息库的数据文件作为输入向量外，还应充分利用被监测设备知识库的知识。该系统还可以直接从磨粒信息库中提取数据，采用神经网络技术进行磨损趋势预测
油液分析状态监测技术是通过分析被监测机器的在用润滑剂 (或工作介质 )的性能变化和携带的磨损微粒的情况 ,获得机器的润滑和磨损状态的信息 ,评价机器的工况和预测故障 ,并确定故障原因、类型以及采用的维修管理策略。
机械专业毕业论文开题报告范文（精选6篇）
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论文题目：
MC无机械手换刀刀库毕业设计开题报告
本课题的研究内容
本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。主要完成以下工作：
1、调研一个加工中心，了解其无机械手换刀刀装置和结构。
2、参照调研的加工中心，进行刀库布局总体设计。画出机床总体布置图和刀库总装配图，要有方案分析，不能照抄现有机床。
3、设计该刀库的一个重要部分，如刀库的转位机构(包括定位装置，刀具的夹紧装置等)，画出该部件的装配图和主要零件(如壳体、蜗轮、蜗杆等3张以上工作图。
4、撰写设计说明书。
本课题研究的实施方案、进度安排
本课题采取的研究方法为：
(1)理论分析，参照调研的加工中心，进行刀库布局总体设计。
进度安排：
2009.3.16-3.20 收集相关的毕业课题资料。
2009.3.23-3.27 完成开题报告。
2009.3.30-4.17 完成毕业设计方案的制定、设计及计算。
2009.4.20-5.15 完成刀库的设计
2009.5.18-5.29 完成毕业设计说明书。
2009.6.01-6.08 毕业设计答辩。
主要参考文献
[1] 廉元国,张永洪. 加工中心设计与应用 [M]. 北京:机械工业出版社,1995.3
[2] 惠延波,沙杰.加工中心的数控编程与操作技术 [M]. 北京:机械工业出版社2000.12
[3] 励德瑛.加工中心的发展趋势 [J]. 机车车辆工艺,1994,6
[4] 徐正平.CIMT2001 加工中心评述[J]. 制造技术与机床,2001,6
[5] 刘利. FPC-20VT 型立式加工中心[J]. 机械制造,1994,7
[6] 李洪. 实用机床设计手册 [M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社,1999.1
[7] 刘跃南.机械系统设计[M].北京:机械工业出版社,1998.8
[8] Panasonic 交流伺服电机驱动器 MINASA 系列使用说明书
[9] 成大先.机械设计手册第四版第 2 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
[10] 成大先.机械设计手册第四版第 3 卷[M]. 北京:化学工业出版社,2001.11
1 课题提出的背景与研究意义
1.1 课题研究背景
在数控机床移动式加工中移动部件和静止导轨之间存在着摩擦，这种摩擦的存在增加了驱动部件的功率损耗，降低了运动精度和使用寿命，增加了运动噪声和发热，甚至可能使精密部件变形，限制了机床控制精度的提高。由于摩擦与运动速度间存在非线性关系，特别是在低速微进给情况下，这种非线性关系难以把握，可能产生所谓的尺蠖运动方式或混沌不清的极限环现象，严重破坏了对微进给、高精度、高响应能力的进给性能要求。为此，把消除或减少摩擦的不良影响，作为提高机床技术水平的努力方向之一。该课题提出的将磁悬浮技术应用到数控机床加工中，即可以做到消除移动部件与静止导轨之间存在的摩擦及其不良影响。对提高我国机床工业水平及赶上或超过国际先进水平具有重大意义，且社会应用前景广阔。
1.2课题研究的意义
机床正向高速度、高精度及高度自动化方向发展。但在高速切削和高速磨削加工场合，受摩擦磨损的影响，传统的滚动轴承的寿命一般比较短，而磁悬浮轴承可以克服这方面的不足，磁悬浮轴承具有的高速、高精度、长寿命等突出优点，将逐渐带领机电行业走向一个没有摩擦、没有损耗、没有限速的崭新境界。超高速切削是一种用比普通切削速度高得多的速度对零件进行加工的先进制造技术，它以高加工速度、高加工精度为主要特征，有非常高的生产效率，磁悬浮轴承由于具有转速高、无磨损、无润滑、可靠性好和动态特性可调等突出优点，而被应用于超高速主轴系统中。要实现高速切削，必须要解决许多关键技术，其中最主要的就是高速切削主轴系统，而选择合理的轴承型式对实现其高转速至关重要。其中，磁悬浮轴承是高速切削主轴最理想的支承型式之一。磁悬浮轴承可以满足超高速切削技术对超高速主轴提出的性能要求。但它与普通滑动或滚动轴承的本质区别在于，系统开环不稳定，需要实施主动控制，而这恰恰使得磁悬浮轴承具有动特性可控的优点磁悬浮轴承是一个复杂的机电磁一体化产品，对其精确的分析研究是一项相当困难的工作，如果用实验验证则会碰到诸如经费大、周期长等困难，在目前国内情况下不能采取国外以试验为主的研究方法，主要从理论上进行研究，利用计算机软件对磁悬浮控制系统进行仿真是一种获得磁悬浮系统有关特征简便而有效的方法。这就是本课题的研究目的和意义。
2 本课题国内外的研究现状
磁悬浮轴承的应用与发展可以说是传统支承技术的革命。由于具有无机械接触和可实现主动控制两个显著的优点，主动磁悬浮轴承技术从一开始就引起了人们的重视。磁悬浮轴承的研究最早可追溯到1937年，Holmes和Beams利用交流谐振电路实现了对钢球的悬浮。自1988年起，国际上每两年举行一届磁悬浮轴承国际会议，交流和研讨该领域的最新研究成果；1990年瑞士联邦理工学院提出了柔性转子的研究问题，同年G.Schweitzer教授提出了数字控制问题；1998年瑞士联邦理工学院的R.Vuillemin和B.Aeschlimann等人提出了无传感器磁悬浮轴承。近十年，瑞士、美国、日本等国家研制的电磁悬浮轴承性能指标已经很高，并且已成功应用于透平机械、离心机、真空泵、机床主轴等旋转机械中，电磁悬浮轴承技术在航空航天、计算机制造、医疗卫生及电子束平版印刷等领域中也得到了广泛的应用。纵观2006年在洛桑和托里诺召开的第10界国际磁轴承研讨会，磁轴承主要应用研究为磁轴承在高速发动机、核高温反应堆（HTR-10GT）、人造心脏和回转仪等方面。国内在磁悬浮轴承技术方面的研究起步较晚，对磁悬浮轴承的研究起步于80年代初。
1983年上海微电机研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了我国第一台全悬浮磁力轴承样机；1988年哈尔滨工业大学的陈易新等提出了磁力轴承结构优化设计的理论和方法，建立了主动磁力轴承机床主轴控制系统数学模型，这是首次对主动磁力轴承全悬浮机床主轴从结构到控制进行的系统研究；1998年，上海大学开发了磁力轴承控制器（600W）用于150m制氧透平膨胀机的控制；2000年清华大学与无锡开源机床集团有限公司合作，实现了内圆磨床磁力轴承电主轴的'工厂应用实验。目前，国内清华大学、西安交通大学、国防科技大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等等都在开展磁悬浮轴承方面的研究。2002年清华大学朱润生等对主动磁悬浮轴承主轴进行磨削试验，当转速60000r／min、法向磨削力100N左右时，精度达到小于8m的水平，精磨磨削效率基本达到工业应用水平。2003年6月，南京航空航天大学磁悬浮应用技术研究所研制的磁悬浮干燥机的性能指标已通过江苏省技术鉴定，向工业应用迈出了可喜的一步。2005年“济南磁悬浮工程技术研究中心”研制的磁悬浮轴承主轴设备，在济南第四机床厂做磨削试验，成功磨制出一个内圆孔工件，这是我国第一个用磁悬浮轴承主轴加工的工件。此项技术填补了国内空白。近几年来，由于微电子技术、信号处理技术和现代控制理论的发展，磁悬浮轴承的研究也取得了巨大进展。
从总体上看，磁悬浮轴承技术正向以下几个方向发展：
(1)理论分析更注重系统的转子动力学分析，更多地运用非线性理论对主动
磁悬浮转子系统的平衡点和稳定性进行分析；更注重建立系统的非线性耦合模型以求得更好的性能。
(2)注重系统的整体优化设计，不断提高其可靠性和经济性，以期获得磁悬浮轴承更加广泛的应用前景。
(3)控制器的实现越来越多的采用数字控制。为达到更高的性能要求，控制器的数字化、智能化、集成化成为必然的发展趋势。由于数字控制器的灵活性，各种现代控制理论的控制算法均在磁悬浮轴承上得到尝试。
(4)发展了多种新型磁悬浮轴承如：无传感器磁悬浮轴承、无轴承电机超导磁悬浮轴承、高温磁悬浮轴承。此外，磁悬浮机床主轴在各方面也有较大的发展空间如：高洁净钢材Z钢和EP钢的引入；陶瓷滚动体，重量比钢球轻40%；润滑技术的开发，对于高速切削液的主轴，油液和油雾润滑能有效防止切削液进入主轴；保持架的开发，聚合物保持架具有重量，自润滑及低摩擦系数的特点从应用的角度看，磁悬浮轴承的潜力尚未得到的发掘，而它本身也未达到替代其它轴承的水平，设计理论，控制方法等都有待研究和解决。
3 课题的研究目标与研究内容
3.1 研究目标
控制器是主动控制磁悬浮轴承研究的核心，因此正确选择控制方案和控制器参数，是磁悬浮轴承能够正常工作和发挥其优良性能的前提。该课题主要研究单自由度磁悬浮系统，其结构简单，性能评判相对容易、研究周期短，并且可以扩展到多自由度磁悬浮系统的研究。针对磁悬浮主轴系统的非线性以及在控制方面的特点，该课题探索出提高系统总体性能和动态稳定性的有效控制策略。
3.2 主要研究内容
（1）阐述课题的研究背景与意义，对国内外相关领域的研究状况进行综述。
（2）对磁悬浮机床主轴的动力学模型进行分析，并将其数值化、离散、解耦和降阶等，为后续研究
1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)
本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。
对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节，这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号，适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中，如果发现钢坯的质量有问题，就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序及时间等重要信息，及早的发现并解决生产设备中存在的问题。
目前，在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号，虽然其辅助设备较多，价格较贵，但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内，除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机，大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。
实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一，钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量，而且打断了生产的自动化进程，从而致使生产效率降低，生产成本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高，有强烈的热辐射，同时还有大量的水蒸气和粉尘，因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大，并且对身体是一种摧残，容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。
作为一个大学生，毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会，也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣，我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说，钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。
2、基本内容和技术方案
本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连轧的钢坯规格为160mmx200mm的方形钢坯，用切割机割成定长，由300mm宽的输出通道送出。
1.基本内容
先拟定钢坯喷号机的总体方案，然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数，最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。
2.系统技术方案
(1)工作过程：启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置，按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC)，控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件，行走部件带动喷头靠近钢坯表面，然后喷头进行喷号)，喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。
(2)要求实现的功能：行走部件功能(喷号机整体左右的移动，喷号部件的上下前后移动，喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号，清洗号码牌，号码牌的更换)。其中号码为(0—9)十个数字，号码可以变化更换。每个号码大小为35mmx15mm，号码间距为5mm。
(3)实现方案：
行走功能的实现：由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位，所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件，并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动，下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动，滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动，并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动，右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。
喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。
3、进度安排
3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识，并翻译英文文献
5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计
8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数
10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图
14-15周 准备并进行毕业答辩
1. 设计（或研究）的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件，规格品种多，需求量大。目前，国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产，其工艺过程为：制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大，锻件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工艺环节多，锻件质量差，生产效率低。
相比之下，十字轴冷挤压成形的具有以下优点：
1、提高劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率大大提高。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级，表面粗糙度可达Ra O．2～1．6。因此，用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
3、提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料的利用率，从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件，生产工序多，效率低，材料浪费严重，并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件，加热时产生氧化、脱碳等缺陷，必然会造成能源的浪费，并且后续的机加工不但浪费大量材料，产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴，锻件无飞边，可显着降低生产成本，提高产品质量和生产效率：
（1）不仅能节省飞边的金属消耗，还能大大减小或消除敷料，可以节约材料30﹪；由于锻件精化减少了切削加工量，电力消耗可降低30﹪；
（2）锻件质量显着提高，十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断，扭转疲劳寿命指标平均提高2~3倍；
（3）由于一次性挤压成型，生产率提高25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型，可以在昂贵费时的模具或附具制造之前，在计算机中对工艺的全过程进行分析，不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息，而且可预测存在的缺陷；通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律，进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、提高生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前，用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中，DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况，是降低制造成本，缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大金属流动，行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计（或研究）的内容
1）完成十字轴径向挤压工艺分析，完成模具总装图及零件图设计。
2）建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）相关英文资料翻译。
4. 设计（或研究）方法
1）完成十字轴径向挤压成形工艺分析，绘制模具总装图及零件图。
2）写毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）查阅20篇以上与课题相关的文献。
5）完成12000字的论文。
6）翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周：文献检索，开题报告。
07-10周：进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周：进行数值模拟。
14-16周：撰写毕业论文。
17周：进行答辩。
一、毕业设计题目的背景
三级圆锥—圆柱齿轮减速器，第一级为锥齿轮减速，第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此，随着我国社会主义建设的飞速发展，国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器，并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中，今后将会得到更加广泛的应用。
二、主要研究内容及意义
本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景，通过对参考文献进行详细的分析，阐述了齿轮、减速器等的相关内容；在技术路线中，论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算，两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍；为毕业设计写作建立了进度表，为以后的设计工作提供了一个指导。最后，给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给自己的设计带来方便。
本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会，也是最专业的一次锻炼，它将使我们更加了解实际工作中的问题困难，也使我对专业知识又一次的全面总结，而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解，我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。
三、实施计划
收集相关资料：20XX年4月10日——4月16日
开题准备： 4月17日——4月20日
确定设计方案：4月21日——4月28日
进行相关设计计算：4月28日——5月8日
绘制图纸：5月9日——5月15日
整理材料：5月15日——5月16日
编写设计说明书：5月17日——5月20日
准备答辩：
四、参考文献
[1] 王昆等 机械设计课程设计 高等教育出版社,1995.
[2] 邱宣怀 机械设计第四版 高等教育出版社,1997.
[3] 濮良贵 机械设计第七版 高等教育出版社,2000.
[4] 任金泉 机械设计课程设计 西安交通大学出版社,2002.
[5] 许镇宁 机械零件 人民教育出版社,1959.
[6] 机械工业出版社编委会 机械设计实用手册 机械工业出版社,2008
1. 设计（或研究）的依据与意义
十字轴是汽车万向节上的重要零件，规格品种多，需求量大。目前，国内大多采用开式模锻和胎模锻工艺生产，其工艺过程为：制坯→模锻→切边。生产的锻件飞边大，锻件加工余量和尺寸公差大，因而材料利用率低；而且工艺环节多，锻件质量差，生产效率低。
相比之下，十字轴冷挤压成形的具有以下优点：
1、增强劳动生产率。用冷挤压成形工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率大大增强。
2、制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。冷挤压十字轴类零件的精度可达ITg---IT8级，表面粗糙度可达Ra O．2～1．6。因此，用冷挤压成形的十字轴类零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
3、增强零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度高于原材料的强度。
4、降低零件成本。冷挤压成形是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，增强材料的利用率，从而使零件成本大大降低。
2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述
利用切削加工方法加工十字轴类零件，生产工序多，效率低，材料浪费严重，并且切削加工会破坏零件的金属流线结构。目前国内大多采用热模锻方式成形十字轴类零件，加热时产生氧化、脱碳等缺陷，必然会造成能源的浪费，并且后续的机加工不但浪费大量材料，产品的内在和外观质量并不理想。
采用闭式无飞边挤压工艺生产十字轴，锻件无飞边，可显着降低生产成本，增强产品质量和生产效率：
（1）不仅能节省飞边的金属消耗，还能大大减小或消除敷料，可以节约材料30％；由于锻件精化减少了切削加工量，电力消耗可降低30％；
（2）锻件质量显着增强，十字轴正交性好、组织致密、流线分布合理、纤维不被切断，扭转疲劳寿命指标平均增强2~3倍；
（3）由于一次性挤压成型，生产率增强25%.
数值模拟技术是CAE的关键技术。通过建立相应的数学模型，可以在昂贵费时的模具或附具制造之前，在计算机中对工艺的全过程进行分析，不仅可以通过图形、数据等方法直观地得到诸如温度、应力、载荷等各种信息，而且可预测存在的缺陷；通过工艺参数对不同方案的对比中总结出规律，进而实现工艺的优化。数值模拟技术在保证工件质量、减少材料消耗、增强生产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
目前，用于体积成形工艺模拟的商业软件已有“Deform”、“Autoforge”等软件打入中国市场。其中，DEFORM软件是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。DEFORM无需试模就能预测工业实际生产中的金属流动情况，是降低制造成本，缩短研发周期高效而实用的工具。二十多年来的工业实践清楚地证明了基于有限元法DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大金属流动，行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符保持着令人叹为观止的精度。
3. 课题设计（或研究）的内容
1）完成十字轴径向挤压工艺分析，完成模具总装图及零件图设计。
2）建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）相关英文资料翻译。
4. 设计（或研究）方法
1）完成十字轴径向挤压成形工艺分析，绘制模具总装图及零件图。
2）毕业论文建立十字轴径向挤压成形模具的三维模型。
3）完成十字轴径向挤压成形过程数值模拟。
4）查阅20篇以上与课题相关的文献。
5）完成12000字的论文。
6）翻译10000个以上英文印刷符号。
5. 实施计划
04-06周：文献检索，开题报告。
07-10周：进行工艺分析、绘制模具二维图及模具三维模型设计。
11-13周：进行数值模拟。
14-16周：撰写毕业论文。
17周：进行答辩。
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江苏省交通技师学院JIANGSU COMMUNICATION TECHNICIAN COLLEGE毕 业 设 计 (论 文)汽车转向系统检测与维修 Testing and Maintenance of Auto Steering System系 名： 车辆工程系 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年 月 目 录第一章 汽车转向系统的历史与组成 11.1 汽车转向系统的历史 11.2 汽车转向系统的组成 11.2.1 转向操纵机构 21.2.2 转向器 31.2.3 转向传动机构 4第二章 汽车转向系统的分类 42.1液压助力转向系统 52.2电控液压助力转向系统 52.3电动助力转向系统 62.4线控转向系统 7第三章 汽车转向系统检测与维修 73.1转向沉重 73.1.1 故障现象 73.1.2 故障原因及处理办法 83.2方向盘自由行程过大 83.2.1 故障现象 83.2.2 故障原因及处理办法 83.3转向轮抖动 93.3.1 故障现象 93.3.2 故障原因及处理办法 93.4助力转向机构检测与维修 9结论 11致谢 12参考文献 13 汽车转向系统检测与维修 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 职称：摘要 汽车转向系统是汽车相当重要的组成部分，对汽车的操纵稳定性起着非常重要的作用，从最早的纯机械的转向系统到现在的电控转向系统，他们各自的优点也有各自的缺点。 文论述了汽车转向系统的分类，包括机械式转向系统，液压式转向系统，电控液压式助力转向系统和电控助力转向系统及线控转向系统。并简单的介绍了他们各自的工作原理，以及优缺点。最后对汽车转向系统经常出现的故障进行了分析，尤其是助力转向机构的检测与维修。关键词： 汽车 转向系统 检测 维修Testing and Maintenance of Auto Steering SystemAbstract The steering system is a very important part of the car. It plays a very important role in the handling and stability of the car. From the earliest mechanical steering system to the electronically controlled steering system, they have their own advantages and disadvantages. This article main discusses the classification of automotive steering systems, including mechanical steering system, hydraulic steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electronically controlled power steering system and by-wire steering system.And introduce their working principles as well as the advantages and disadvantages. Finally, the steering system failures are analysed, especially in the detection and repair of the assistance steering bodies.Key words Automobile Steering System Testing Maintenance 汽车转向系统检测与维修引言汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。一个完整的转向系统包括转向操纵机构，转向器和转向传动机构，根据转向器的不同又分为机械转向系统和动力转向系统。本文系统的分析了转向系统的各自的组成以及他们的故障检测与维修，为以后人们对汽车转向系统的研究提供了一定的参考。第一章 汽车转向系统的历史与组成1.1 汽车转向系统的历史汽车在行驶过程中，需要驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一定专设的机构，使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，称为汽车转向系统。因此，汽车转向系统的功用是保证汽车能按照驾驶员的意志而进行转向行驶。最好的转向系统为纯机械系统，由于机械系统在转向阻力非常大时，驾驶员需要很大的放线盘转向力，频繁的转向会使驾驶员感觉劳累。后来出现了液压助力转向系统，它能较好的帮助驾驶员解决转向劳累的问题，但是它不能较好的协调转向轻便和转向路感之间的矛盾，而且在能耗方面表现的不是很好。随着电子技术的发展，出现了电控液压助力转向系统，它用电机代替了液压助力转向系统中的发动机，能较好的解决了能耗的问题，而且也解决了转向轻便和转向路感之间的矛盾。但是电控液压助力转向系统中液压油的泄漏和液压系统的能耗的问题也一直没有解决掉。目前应用前景最好的是电控助力转向，它真正实现了按需转向。1.2 汽车转向系统的组成汽车转向系统主要由转向操纵机构，转向器和转向传动机构组成。1.2.1 转向操纵机构转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。主要由转向盘，转向管柱和转向传动轴等组成。下图1为某款汽车的转向操纵机构与转向器的布置图。 图1东风EQ1090E型汽车转向操纵机构与转向器布置图Fig1 The Dongfeng EQ1090E vehicle steering control mechanism and steering layout 1．转向盘转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接，转向盘上都装有喇叭按钮，有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。 2．转向轴、转向柱管及其吸能装置 转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，转向柱管固定在车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。轿车除要求装有吸能式转向盘外，还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是：当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式，吸收冲击能量。Mazda 6轿车转向柱管吸能装置的工作原理是：发生碰撞时，转向器向后移动，下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压扁，吸收了冲击能量。此外，转向柱管通过支架和U形金属板固定在仪表板上。当驾驶员身体撞击转向盘后，转向管柱和支架将从仪表板上脱离下来向前移动。这时，一端固定在仪表板上而另一端固定在支架上的U形金属板就会产生扭曲变形并吸收冲击能量。如果汽车上装用了网格状或波纹管式转向柱管吸能装置，当发生猛烈撞车导致人体冲撞转向盘时，网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑性变形，吸收冲击能量。1.2.2 转向器1.转向器的传动效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。 （1）正效率功率由转向轴输入，由转向传动机构（如转向横拉杆或摇臂）输出的情况下求得的传动效率称为正效率，显然，正效率越高越好。（2）逆效率功率由转向传动机构输入，由转向轴输出的情况下求得的传动效率称为逆效率。（3）可逆式转向器逆效率很高的转向器称为可逆式转向器。其特点是路面传到转向传动机构的反力很容易传到转向轴和转向盘上，利于汽车转向结束后转向轮和转向盘的自动回正，但也能将坏路面对车轮的冲击力传到转向盘，发生“打手”情况。常用于轿车、客车和货车。 （4）不可逆式转向器逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。不可逆式转向器使转向轮不能自动回正、没有路感。由于上述特性，在汽车上很少采用。（5）极限可逆式转向器逆效率略高于不可逆式转向器称为极限可逆式转向器。其反向传力性能介于可逆式和不可逆式之间，接近于不可逆式。采用这种转向器时，驾驶员有一定路感，可以实现转向轮自动回正，只有路面冲击力很大时，才能部分地传到转向盘。常用于越野车和矿用自卸汽车。2.齿轮齿条转向器齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为传动机构，适合与麦弗逊式独立悬架配用，常用于轿车、微型货车和轻型货车。目前，轿车普遍采用的都是齿轮齿条式转向器。 3.循环球式转向器循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车，也用于部分轻型越野汽车。转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，使螺母沿轴向移动。同时，在螺杆、螺母和钢球间的摩擦力矩作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成“球流”。4.涡杆曲柄指销式转向器具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器壳体两端的球轴承上，蜗杆与锥形指销相啮合，指销用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲柄孔中。当转向蜗杆随转向盘转动时，指销沿蜗杆螺旋槽上下移动，并带动曲柄及摇臂轴转动。1.2.3 转向传动机构从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。1.转向传动机构的组成 转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部件共同组成，其中转向梯形由梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。 2.转向摇臂循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器通过转向摇臂与转向直拉杆相连。转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接，小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链连接。3.转向直拉杆转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的传动杆件，具有传力和缓冲作用。在转向轮偏转且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。4.转向横拉杆转向横拉杆是转向梯形机构的底边，由横拉杆体和旋装在两端的横拉杆接头组成。其特点是长度可调，通过调整横拉杆的长度，可以调整前轮前束。第二章 汽车转向系统的分类汽车转向系统根据转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。机械转向系统的所有传力件都是机械的，主要由转向操纵机构，转向器和转向传动机构三大部分组成。上一章已经对其进行了分析。下面主要讨论动力转向系统。动力转向系统又分为，液压助力系统，电动助力转向系统和线控转向系统。2.1液压助力转向系统1.常压式液压助力转向系统其特点是无论转向盘处于中立位置还是转向位置，也无论转向盘保持静止还是运动状态，系统工作管路中总是保持高压。2.常流式液压助力转向系统其特点是转向油泵始终处于工作状态，但液压助力系统不工作时，基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。2.2电控液压助力转向系统在传统液压助力转向系统的基础上加装电控系统，使辅助转向力的大小不仅与转向盘的转角增量（或角速度）有关，还与车速有关，就形成了电控液压助力转向系统。与传统液压助力转向系统相比，增加了液压反应装置和液流分配阀，而加设的电控系统则包括动力转向ECU、电磁阀和车速传感器等。电控液压助力转向系统利用电控单元根据车速调节作用在转向盘上的阻力，通过控制转向控制阀的开启程度以改变液压助力系统辅助力的大小，从而实现辅助转向力随车速而变化的助力特性。下图2为电控液压助力转向系统的示意图。 图2电控液压助力转向系统示意图Fig2 Electronically controlled hydraulic power steering system diagram2.3电动助力转向系统直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统（转向轴）中，从而完成实时控制的助力转向。下图3为电动助力转向系统示意图。 图3电动助力转向系统示意图Fig3 Electric power steering system schematic 目前应用前景最好的也是电动助力转向系统，相比其他几种转向助力系统有下列的优缺点。1.优点（1）效率高、能量消耗少；（2）系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好；（3）结构简单，质量小；（4）系统便于集成，整体尺寸减小；省去了油泵和辅助管路，总布置更加方便；（5）无液压元件，对环境污染少。2.缺点（1）直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小，难以用于大型车辆；（2）减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性，正确匹配整车性能至关重要；（3）使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件，增加了系统的成本。2.4线控转向系统线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶状况，通过数据线将信号传递给车载电脑，电脑据此做出判断并控制液压激励器提供相应的转向力，使转向轮偏转相应角度实现转向。下图4为线控转向的组成示意框图。 图4线控转向组成示意框图Fig4 By-wire steering system diagram第三章 汽车转向系统检测与维修汽车转向系的性能直接关系到汽车行驶的稳定性和安全性。汽车在长期的运行中，前桥和转向系各零件会发生各种耗损，如磨损，变形，裂纹和车轮定位角改变。这些都会破坏正常运行，使汽车在行驶中，发生不同程度的转向沉重，方向不稳，行驶跑偏，前轮摇摆等故障。这将增加驾驶员的劳动强度，甚至影响到安全行驶，所以一定要重视转向系的维修与调整。常见的故障包括：转向沉重，转向盘自由行程过大和转向轮抖动。3.1转向沉重3.1.1 故障现象汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。3.1.2 故障原因及处理办法转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有：（1）转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。（2）转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准，应校正车轴和车架，并重新调整转向轮定位。（3）转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧，应予调整。（4）转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小，应予调整。（5）转向器缺油或无油，应按规定添加润滑油。（6）转向器壳体变形，应予校正。（7）转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦，应予修理。（8）转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油，应予调整或添加润滑脂。（9）转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油，或转向节止推轴承缺油，应予调整或添加润滑脂等。3.2方向盘自由行程过大3.2.1 故障现象汽车保持直线行驶位置静止不动时，转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大，需用较大的幅度转动转向盘，方能控制汽车的行驶方向；而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。3.2.2 故障原因及处理办法转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动轴中—处或多处的配合因装配不当、磨损等原因造成松旷。具体原因主要有：（1）转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷，应予调整或更换。（2）转向盘与转向轴连接部位松旷，应予调整。（3）转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷，应予调整。（4）纵、横拉杆球头连接部位松旷，应予调整或更换。（5）纵、横拉杆臂与转向节连接松旷，应予调整或更换。（6）转向节主销与衬套磨损后松旷，应予更换。（7）车轮轮毂轴承间隙过大，应予更换等。3.3转向轮抖动3.3.1 故障现象汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时，出现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。尤其是高速时，转向轮摆振严重，握转向盘的手有麻木感，甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。3.3.2 故障原因及处理办法转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准，转向系连接部件之间出现松旷，旋转部件动不平衡。具体原因主要有：（1）转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷，应予校正动平衡或更换轴承。（2）转向轮使用翻新轮胎，应予更换。（3）两转向轮的定位不正确，应予调整或更换部件。（4）转向系与悬挂的运动发生干涉，应予更换部件。（5）转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大，应予调整或更换轴承。（6）转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷，应予调整或更换。（7）转向器在车架上的连接松动，应予紧固。（8）转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一，应予更换。（9）转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷，应予紧固或调整。（10）转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一，应予更换等。3.4助力转向机构检测与维修大多数中级以上的现代轿车，为同时满足转向省力和转向灵敏度的要求，普遍采用液压式动力转向系统。按时和正确的维护是转向系统能正常工作，减小故障和延长使用寿命的主要手段，是保证行车安全的重要措施之一。1.油液的及时补充和更换（1）经常检查储液罐的液面高度是否在油位标志的范围。检查时要注意热和冷标志。如果发现油液面高度低于规定标志时，要及时补充。还应该经常注意观察油液中是否有泡沫，有则说明系统内有空气或者液面太低，要排气或者补充油液。油液在使用和存放过程中，其品质会不断下降，严重时会直接影响转向系统的工作，甚至引起故障。故必须保障使用保质期内的油液，并按照油液使用说明书规定的行驶里程定期更换。必须使用指定的油液，不能随意更换。同时注意不能将两种不同的油液混合使用。（2）油液的排放和加注。把车水平停放，顶起前桥，支撑好汽车，是方向盘处于中间位置，打开储液罐的盖，排出罐内油液。（3）系统排气的方法。如发现系统内有空气，或者更换油液和维修液压回路时，应对系统进行排气。方法如下：把车水平停放，顶起前桥，支撑好汽车。将油液补充到标定范围，如发现下降，应及时补充足。重新接上高压线，启动发动机并使之怠速运转，将方向盘回转到左右极限位置数次，在这过程中，注意观察液面位置。2.动力转向系统的检查（1）方向盘的检查检查自由间隙。在发动机熄火，方向盘处于中间位置时，用拉力计沿方向盘的切线方向施加5N的拉力，检查方向盘的自由间隙，标准值为25-50mm。如不符合，检查转向器齿轮的啮合间隙和传动机构球头的间隙。检查回正性能。此项检查需在宽阔的场地路试，实验前应确保轮胎气压正常。首先慢性，分别向左，向右轻轻地小角度转向，检查左右转向力有无明显的不同及方向盘的回正情况，不正常则维修。如果正常，以35km/h的速度行驶，将方向盘顺（逆）时针转过90°，1-2s后放开方向盘，如果回正度超过70°，说明其回正性能良好。检查原地转向力。将汽车停于硬质的平面上，确保轮胎气压符合要求，使方向盘处于中间位置。起动发动机，使之怠速运转。用拉力计顺时针和逆时针分别拉动方向盘115度，切向力应小于37N。如果拉力过大，则检查油泵的皮带是否过松，损坏，油液是否不足，系统内有无空气，软管是否扭曲等。（2）系统油压的测试油压测试的目的是检查液压系统及其主要元件的性能。在测试之前，应确保油泵的驱动装置是正常的。检测时，在油泵出口与转向器进口之间连接专用的测试工具，连接顺序为油泵出油口-压力表-关闭阀-转向器进油口。起动发动机，对系统进行排气，并把油液补充到标志范围，原地左，右转动方向盘几次，使油温升高到50-60℃，然后让发动机怠速运转，依次做下面的检查。检查油泵的输出压力。关闭阀门，此时表上的压力即为泵的输出压力，标准值不小于8MPa。如果过低，说明油泵内部泄露严重，应大修或更换油泵。检查不同转速下系统的压力差。完全开通阀门，提高发动机转速，分别记录发动机转速为1000r/min和3000r/min时的压力值，两者之差应小于0.15MPa，如果不符合，则应维修或更换流量控制阀。检查无负荷时的压力。完全开通阀门，此时系统处于无负荷状态，压力值标准为0.8-1MPa。油压如果过大，说明液压系统内部有堵塞。检查方向盘极限位置的压力。完全开通阀门，原地分别向左和向右转动方向盘极限位置，此时表上的压力值不应小于8MPa，如果压力过小，说明转向器内漏严重，需要大修或者更换。转向压力开关的检测。油泵上安装有一路开关，其作用是，当汽车在发动机怠速或者低速转弯时接通，提高发动机的怠速转速。使发动机熄火，拨开压力开关的接头，在油泵的插座上连接欧姆表，再重新起动发动机。逐渐关闭阀门，使油压升高，然后观察开关接通时的压力值是否为115-210MPa，逐渐打开阀门，使油压降低，然后观察开关接通时的压力值是否为107-112MPa。如果有一项不符合，更换开关。压力检查完后，拆下专用测试工具，接好油管后，要注意重新给系统排气，补足油液。 结论论文分析了不同种类汽车的转向系统，以及他们各自的工作原理和优缺点。最后分析了转向系统的常见故障，对不同的故障现象提出了各自的解决办法。论文在最后对液压助力转向机构的故障进行了特别的分析。致谢在学院学习生活的三年里，我在各位老师孜孜不倦地教诲下，通过自己的努力，顺利完成了大学三年的学习任务。首先，应当感谢学院的各级领导给我们营造了良好的学习氛围和舒适的生活环境，以及对我们学业上的重视与关怀，特别是对本次毕业设计给予了大量人力、物力的支持。在本次毕业设计中，我的指导教师严谨细致、不辞辛劳和精益求精的教学态度，使我深受感动，这对我在本次毕业设计中取得的成绩起了决定性的作用，在此致以衷心的感谢。当然，也要感谢在设计中关心帮助过我的各位同学。我知道我的这次设计还存在着许多缺陷和不完善的地方，将会在今后的生活和工作中不断的去学习。参考文献[1] 丛树林,张彬.汽车底盘构造与维修[M].北京：人民交通出版社.2011.[2] 陈德阳.汽车底盘构造图册.北京：人民交通出版社.2010.[3] 蔡兴旺.付晓光.汽车构造与原理(上册)[M].北京：机械工业出版社.2010.[4] 蔡兴旺.付晓光.汽车构造与原理(下册)[M].北京：机械工业出版社.2010.[5] 屠卫星.汽车底盘构造与维修[M].北京：人民交通出版社.2010.[6] 李家本.汽车底盘构造与维修实训[M].北京：中央广播电视大学出版社.2010.[7] 宋年秀,王东杰,刘超.图解汽车底盘构造与拆装[M].北京：中国电力出版社.2008.[8] 图解新型汽车底盘构造与拆装[M].北京：机械出版社.2011.[9] 黎亚洲.汽车底盘构造与维修图解[M].北京：电子工业出版社.2009.[10] 刘文苹.汽车底盘构造与检修[M].北京：化学工业出版社.2010.[11] 张立飞,赵健.汽车底盘构造与维修[M]. 北京：北京理工大学出版社.2010.[12] 黄华友.汽车底盘构造与维修[M].北京：电子工业出版社.2010.[13] 孔令来.汽车底盘构造与维修[M].北京：机械工业出版社.2010.[14] 王家青.汽车底盘构造与维修[M].北京：人民交通出版社.2011.
毕 业 论 文汽车发动机的维护与保养系 别 汽车检测与维修 系 年级专业 09级汽修2班 学生姓名 叶光耀 指导教师 xxx 专业负责人 x x x 答辩日期 2012年5月10日 烟台汽车工程职业学院目 录摘 要……………………………………………………………………………2关键词……………………………………………………………………………3一.发动机基本构造…………………………………………3二. 关于发动机故障及维护………………………………………………4 2.1发动机故障八大主要因素………………………………………………42.2发动机故障诊断方法………………………………………………………5 2.3发动机简单维护…………………………………………………………6三. 发动机主要保养方面…………………………………….…………………7 3.1车辆保养识常…………………………………………………………7 总 结……………………………………………………………………………9致 谢……………………………………………………………………………9参考文献…………………………………………………………………………10(【 摘要 】汽车的修理和维护是大家头痛的问题。 如果平时不知好好保养爱车，或者驾车习惯不好，一旦车子得进厂大修特修，不单得付 出一笔可观的费用，时间的浪费和精神上的折磨，更是难以数计。 所以，汽车要时时注意保养，从你拥有汽车的第一天就小心维护，以免因小失大呢？本文从汽车理论知识出发，为您讲解汽车发动机的维修和保养的基础知识。【关键词】发动机诊断 检修 保养一.发动机基本构造发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车发动机汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。1．曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。2．配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆,凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。3．燃料供给系 由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种，通常所用的化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 4．冷却系 机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套（在机体内）等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中，从而维持发动机电动正常工作的温度5．润滑系 润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面。6．点火系 汽油机点火系由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器和火花塞等组成，其作用是按规定时刻及时点燃气缸内被压缩的可燃混合气。 7．起动系 起动系由起动机和起动继电器等组成，用以使静止的发动机起动并转入自行运转状态。发动机工作原理发动机将热能转变为机械能的过程，是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现的，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。凡是曲轴旋转两圈，活塞往复四个行程完成一个工作循环的，称为四冲程发动机。1. 四冲程汽油机的工作原理： (1) 进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进气门开启，排气门关闭。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成真空度，于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞到达下止点，进气门关闭时结束。 (2) 压缩行程。进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时压缩结束。压缩过程中，气体压力和温度同时升高，并使混合气进一步均匀混合，压缩终了时，气缸内的压力约为0.6MPa～1.2MPa，温度约为600K～800K。 (3) 作功行程。在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到达下止点时作功结束。 作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa～5MPa，瞬时温度可达2200K～2800K。 (4) 排气行程。在作功行程接近终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下，被排出气缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。因排气系统存在排气阻力，排气冲程终了时，气缸内压力略高于大气压力，约为0.105MPa～0.115MPa，温度约为900K～1200K。 二.关于发动机故障及维护2.1发动机出现故障的八大主要因素每个人都有一颗心脏，如果心脏停止跳动，生命也将随之消逝。汽车也不例外，发动机就是汽车的心脏，保养的好与坏直接影响着汽车的性能和它的使用寿命。为了让我们的爱车远离“心脏病”，就要像爱护自己的心脏一样爱护汽车的发动机。下面所介绍的导致车辆患“心脏病”的八大要因，或许会给让你有所受益。 要因一、不按期保养 通常人们总是喜欢在改装上投入很多钱，但却容易忽视按期给发动机做保养。据有经验的汽修师傅说：“在他们所经手维修的汽车中，车辆因发动机保养不良造成的故障占总故障50%之高。”可见发动机保养对延长车辆使用寿命能起到至关重要的作用。当然也会给你减少不必要的损失，要不怎么会有“以养代修”这个名词。 要因二、机油变质及机油滤芯不畅 不同等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化。车辆行驶一定里程之后，性能就会恶化，可能会给发动机带来种种的问题。为了避免这些故障的发生，应该结合使用条件定期给汽车换油，并使油量适中，一般以机油标尺上下限之间为好。 机油从机油滤芯的细孔通过时，把油中的固体颗粒和黏稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞，机油则不能顺畅通过滤芯时，会胀破滤芯或打开安全阀，从旁通阀通过，仍把脏物带回润滑部位，促使发动机磨损加快，内部的污染加聚。因此机油滤芯的定期更换同样重要。 要因三、空气滤芯堵塞发动机的进气系统主要由空气滤芯和进气道两部分组成。根据不同的使用情况，要定期清洁空气滤芯，可使用的方法有高压空气由里向外吹，把滤芯中的灰尘吹出。由于空气滤芯为纸质，所以吹的时候要注意空气的压力不能过高，以免损坏滤芯。空气滤芯在一般在清洗3次后就应更换新的，清洗周期可以由日常驾驶区域的空气质量而定。 要因四、进气管道过脏 如果车辆经常行驶于灰尘较多、空气质量较差的路况区域，就应该注意清洗进气管道，保证进气的畅通。进气管道对于发动机的正常工作非常重要，如果进气管道过脏，会导致充气效率的下降，从而使发动机不能在正常的输出功率范围内运转，加剧发动机的磨损和老化。 要因五、曲轴箱油泥过多 发动机在运转过程中，燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水分、硫和氮的氧化物经过活塞环与缸壁之间的间隙进入了曲轴箱中，使其与零件磨损产生的金属粉末混在一起，形成油泥。少量的油泥可在油中悬浮，当量大时从油中析出，堵塞滤清器和油孔，造成发动机润滑困难，从而加剧发动机的磨损。此外，机油在高温时氧化会生成漆膜和积炭粘结在活塞上，使发动机油耗增大、功率下降，严重时使活塞环卡死而拉缸。 要因六、燃油系统保养不善 燃油系统的保养包括更换汽油滤芯、清洗化油器或燃油喷嘴以及供油管路。燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中，不可避免地会形成胶质和积炭，在油道、化油器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来，干扰燃油的流动，破坏正常空燃比，使燃油雾化不良，造成发动机喘抖、爆震、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用燃油系统清洗剂清洗燃油系统，能够始终使发动机保持最佳状态。 要因七、水箱生锈、结垢 发动机水箱生锈、结垢是最常见的问题。锈迹和水垢会限制冷却液在冷却系统中的流动，降低散热的作用，导致发动机过热，甚至造成发动机的损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质，腐蚀水箱中的金属部件，造成水箱破损、渗漏。定期使用水箱强力高效清洗剂清洗水箱，除去其中的锈迹和水垢，不但能保证发动机正常工作，而且可延长水箱和发动机的整体寿命。 要因八、冷却系统状况不良 人们对汽车发动机的养护，尤为重视的是润滑系统，很少重视冷却系统。殊不知汽车发动机最常见的故障，如活塞拉缸、爆震、缸体冲床内漏、产生的严重噪声、加速动力下降等等，都是由于汽车发动机的工作温度异常，压力过大，冷却系统状况不良而造成。冷却系统状况不良将直接导致发动机不能在正常的温度下工作，随之而来就会产生上述严重的故障现象。 2.2 发动机故障诊断方法故障诊断定义故障诊断是指在不解体(或仅拆除个别小件)的条件下,确定发动机技术状况,查明故障 部位及原因.故障诊断方法诊断故障时应遵循"先易后难、先简后繁、先外后内、分段查找、逐步缩小范围"的原则, 通常采用人工直观法、仪器设备法、故障树分析法对故障予以分析诊断。 人工直观法人工直观法就是通过问、看、嗅、摸、试、听等直接感观,或借助简单工具,以确定机器技术状况和故障的方法。(1)问即向驾驶员询问查核故障前后的诸如车辆行驶里程、使用年限、维护修理、故障预兆、故障发生过程等有关情况.(2)看即观察有故障疑点的机构、总成和零件的状况,如各仪表指示数值、机体裂痕和变形、消声 器排放废气的颜色、滴漏的油迹和水迹,再结合其他有关情况分析、判断发动机的工作情况。(3)嗅即根据发动机运行中散发出的异常气味判断故障部位,如有生汽油昧,表明有漏油或燃烧不良。(4)摸即用手触试可能产???故障部位的温度、振动情况等,从而判断出诸如配合的松紧度、轴承间隙的大小??零件配重的平衡、柴油管路的脉动以及油、水温度等.(5)试就是通过各种试验方法,使故障现象充分地显现出来,如按喇叭、打开点火开关或灯开关、火花塞"断火"、拉阻风门、使发动机转速迅速升高或降低等,必要时还可换装好的总成或 零件进行对比试验.(6)听就是根据发动机在不同工作情况、不同部位发出的声响及声响的规律,判断哪些是正常的,哪些是异常的。如汽缸内有无爆震声、化油器有无"回火"、排气消声器有无放炮声或 "突、突"声等。以上方法,并非每一种故障诊断都必须遵循该程序,不同的故障应视其具体情况灵活运用。2.3发动机的简单维护（1）先检查汽车的防冻液的液面是否合适，正确的液面位置应该在不低于最底线不超过最高线中间偏上是最合适的液面位置！（2）车辆的电瓶汽车的电瓶检查分3小步，第1步先检查电瓶的电解液是否不足（除免维护电瓶）第2步检查电瓶的“正极”和（负极）的庄头是否松动，第3步清除电瓶两极庄头上的氧化物!（3）检查和更换机油，这一步工作先要拔出机油尺检查机油的液面，然后观察机油的颜色，如果要是像麻酱色像水一样没有粘稠度了就必须更换了。（4）空气滤芯器的检查或更换，这一项工作非常简单，只要把滤芯器拆下检查，如果不是特脏就可以不更换用高压气枪吹净即可！（5）检查清洗散热器和进气道，这一项工作是春天过后必须检查的，因为已进入春天就会有很多柳絮毛之类的杂物粘到散热器上这对汽车进入夏天后发动机散热造成影响必须到维修站用高压气枪吹净！（6）检查汽车发动机舱内裸露的橡胶皮管（包括：水管，油管，气管）是否有老化皲裂！（7）检查汽车发动机舱内裸露的电线，是否有开胶！（8）检查汽车发动机舱内的零件螺丝是否有松动的，如果有立即拧紧！（9）检查汽车发动机舱内的各处皮带强度是否够3发动机主要保养方面3.1车辆保养常识汽车按时定程保养是关键，汽车保养就如同健身，对延长汽车的使用寿命有很大帮助。很多车主平时工作太忙，等到节假日又把时间用在休闲旅游上。这样循环往复，自己既没有时间养护，又不具备养护专业知识，最终汽车会以发生故障为抗议，到那时后悔晚矣。根据环境情况和车型的不同，轿车一般每5000公里左右保养一次。其主要内容是更换机油、机滤。由于机油与空气接触及受热易被逐渐氧化，随着油中的酸性物质、胶质、铁屑慢慢地增多，机油的颜色会渐渐变黑，黏度也会逐渐下降，到了规定的换油期则必须更换新油。如果长时间不更换机油，这些沉淀物可能会阻塞油道，导致发动机干磨，严重影响发动机的使用寿命。保养项目中除更换项目外，还有很多检查项目，工序流程也是相当细致和复杂。首先，要确保汽车各个系统的润滑和油路无渗漏，对各种液面的检查缺一不可：机油液面、防冻液液面、刹车油液面、助力转向液面、齿轮油液面、电解液液面、玻璃清洁液液面等。需要添加的要及时增补，发现渗漏现象，要做到小病及早发现、提前解决，将其对车辆损害降到最低程度。其次，与驾驶员生命息息相关的制动、行使和动力系统也是保养检查的重头戏。内容包括：制动磨擦件的磨损情况、手制动间隙配合、轮胎磨损状况及气压检测、离合器间隙调整等项目。千万不要贪图便宜到路边摊做保养，那些地方对检查和添加项目往往一笔带过，没有质量保证，最后吃亏上当的只有自己。另外，全车照明及指示灯的检查也是必不可少的。如今的交法条文一天比一天细，处罚力度一天比一天大。无疑，在灯光不全的情况下驾车上路是不明智的行为。保养中更换零部件依据行使里程的需要有所区别。各汽车品牌对其下名下的不同车型安排保养计划，更换燃油滤清器、空气滤清器、空调滤清器、火花塞、正时皮带、制动液、齿轮油等部件。适时更换以上部件对于保持和恢复汽车的技术性能，保证汽车具有良好的使用性和可靠性、延长使用寿命有重要意义。广大司机朋友要改变老的“以修代保”的错误观念，不可以嫌麻烦、图省钱而不保养汽车，以免因小失大。汽车传感器故障诊断18个要点1、计算机电源线故障会使汽车发动机的性能变差，经济性下降，所以在进行汽车电脑的更换作业之前应该首先检查计算机的电源线。2、如果氧传感器的电压信号高于标准值，有可能是传感器被污染，很多时候在这种情况下它会使空燃比变浓的。3、如果氧传感器的电压信号低于标准值，则可能是传感器出现故障，它会导致发动机的空燃比变稀。4、在检查氧传感器时必须用数字式万用表，或是示波器。5、如果氧传感的加热器有故障，它有可能会延长发动机的开环工作时间，使油耗量升高。6、发动机冷却液温度传感器可以用数字表或是模拟表来检查它的性能。7、某些计算机的ECT电路中，在发动机的某一温度时会控制一个内部电阻器，改变传感器上的电压，在测量中如果遇见这时的电压异常，并不能说明传感器有故障。8、测试发动机冷却液温度传感器和进气温度传感器可以使用完全相同的操作程序，唯一需要注意的是它们的温度变化曲线不同，所以在相同的温度时不会有相同的电压信号。9、在节气门打开，检查节气门位置传感器电压信号时，可以通过适当力度的震动来检查传感器的稳定性，某些电路虚接的故障用这种方法很有效。10、许多四线式节气门位置传感器中包含一个怠速位置开关，用来在节气门处于怠速位置时向发动机控制单元提供发动机的工作状态信息。11、有些情况下，可以松开节气门位置传感器的固定螺丝，转动传感器的壳体来调节节气门处于怠速位置时的电压信号。12、如果进气岐管绝对压力传感器输出的是频率信号，就不能用普通的万用表来测试它了。13、许多进气岐管绝对压力传感器输出的都是由大气压力转换成的电压信号，这类信号可以用接通点火开关的方法来检查它的好坏。14、在检查进气岐管绝对压力传感器的输出电压信号时，传感器内应有一定的真空度。大多数情况下每隔10千帕检测一次它的输出信号就能做出判断。15、测量翼板式进气流量传感器的电压信号时可以在传感器的翼板从全关转到全开的过程中进行检查，观察输出信号的电压值和连续性。16、有些热阻式或是热线式的进气流量传感器由发动机电脑提供频率变化的电压信号，这类的传感器只能用可以测试频率的万用表来检查它的电压。17、排气再循环阀位置传感器的电压信号将在阀关闭时的0.8V到阀全开时的4.5V之间变化。18、计算机用车速传感器的信号来控制变矩器的离合器、行使时的换档、以及行车电脑的数据采集。发动机是汽车的心脏，如何让发动机青春永驻是汽车保养的关键所在。首先，要注意磨合使用期保养，这是延长发动机使用寿命的基础，另外，要小心发动机三大常见病：1、发动机磨损。一是冷启动(即发动机停机6小时以上)，在启动的瞬间产生干磨损，这时对发动机的伤害是最大的。另一种情况就是发动机高速运转产生高温，机油相对变稀，此时发动机处于半干磨损状态，这种情况也是不容忽视的现象。2、亏机油现象。这种情况是由于燃烧室与气缸之间有间隙，造成了机油窜入燃烧室引起。发现发动机有亏机油现象的方法是，先看看排气管是否冒蓝烟，把手伸到排气管处探一下后闻闻手指是否有机油味，如果有味道则证明发动机里有机油窜入燃烧室。3、油封圈老化。油封圈老化，机油被慢慢地渗漏掉，对轻微烧机油的现象，换机油时加入一定量的修复剂就可以解决。如果情况严重则需要拆卸发动机。保养发动机一定要定期更换机油、换三滤，另外，要在平时勤观察、勤检查，发现故障及时排除，才能使发动机始终保持在良好的技术运转状态。4.总结汽车在现在的生活中是不可多得的交通工具，所以对于汽车的保养是要非常值得注意的，一般汽车每行驶5000公里到10000公里或以上都需要去维修店进行不同的保养，所说的汽车保养，主要是从保持汽车良好的技术状态，延长汽车的使用寿命方面进行的工作。其实它的内容更广，包括汽车美容护理等知识，概括起来讲，主要做好以下三个方面：车体保养、车内保养、车体翻新。5.致谢在此我衷心的感谢对我进行辅导帮助的xxx老师，在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，谢谢您给我的帮助和支持！在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，也感谢本文参考文献的所有作者和单位，在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。 最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！6. 参考文献[1] 赵英勋. 汽车检测与诊断技术 北京：机械工业出版社 2008.7[2] 蔡兴旺. 汽车构造与原理. 上册. 发动机、车身 北京：机械工业出版社 2004.8[3] 关文达. 汽车构造 北京：机械工业出版社 1998[4] 廖祥兵 满维龙. 汽车维修工艺 北京金盾出版社 20067．结束语经过半年的准备，论文终于顺利完成，由于我实习的车型不是高档轿车，而是经济型的五菱微型客车，从而发现汽车发动机的维护与保养才是最总要的。希望能把此项技术能够简单明了的呈现出来，中间我也是在不懂到半懂的状态的中完成的，这既是自我学习的过程，也是自我努力的结果。开始一直认为汽车中，保养很重要，但是完成这项论文后，才发现保养比机修同样重要，甚至超过机修，所以，在今后的工作中，要格外重视汽车保养。完成这项论文，我也是从中获益匪浅，只有一个明确的目标，才能坚持的走下去，还有就是要有具体的计划于安排，步步踏实，步步稳赢！烟台汽车工程职业学院毕业设计（论文）任务书系部：汽车检测系 专业：汽车检测与维修技术 姓名：叶光耀 班别： 09汽修2班 学号： xxxxx 毕业设计（论文）题目 汽车发动机的维护与保养系 部 汽车检测系 专 业 汽车检测与维修技术选题的意义和研究价值 发动机就是汽车的心脏，保养的好与坏直接影响着汽车的性能和它的使用寿命。为了让我们的爱车远离“心脏病”，就要像爱护自己的心脏一样爱护汽车的发动机。研究汽车发动机的维护与保养，有利于减少事故的发生，避免不必要的损失，提高我们工作的效率。 主要内容主要研究方法 本文主要介绍汽车发动机的故障八大主要因素、故障诊断方法、简单维护、车辆保养识常等。通过介绍发动机的结构、八大主要因素、故障诊断方法、简单维护的影响等，了解了有关汽车发动机的维护与保养的最直接原因，并对处理故障分析步骤进行介绍，最后是浅谈怎样去维护与保养的措施。时间安排 2月10日前确定论文题目并对论文进行构思，10日起开始着手写论文3月初交初稿，4月底交成文指导老师意见 指导老师签名： 年 月 日系部意见 系部主任签名： 年 月 日
基于纳米TiO<,2>碳热还原氮化制备Ti（C，N）的相关应用基础研究客观性问题——量子力学对机械物质观的挑战传动机械仓库管理系统设计及开发机械搅拌UASB反应器的研究高性能丁苯胶乳的研究与开发面向CAD设计模型的计算多体动力学虚拟原型基于XML的机械图形标记语言的研究与开发集装箱码头机械状态无线监控系统的研究重型商用车机械自动变速器控制软件开发及试验研究A港务公司机械操作部培训系统研究特种橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究激光陀螺捷联惯组减振系统设计及其动力学特性研究机械精度对中心偏测量精度的影响农业拖拉机液压机械无级变速传动变速规律研究林分密度对华北落叶松人工林林木生长及林下植物多样性影响的研究——以塞罕坝机械林场为例并联机器人及其协调操作的运动学和动力学研究质子交换膜退化机理研究机动喷射式地下施药机的研制生物可降解气管内支架的基础研究领域汉语理解知识库的研究与实现及在机械产品设计中的应用机械制造过程非核心业务外包战略决策与管理研究SWFP66X60A型锤式粉碎机锤片尺寸及排列方式优化研究振荡轮与热沥青混合料相互作用动力学过程的研究印刷机滚筒疲劳强度分析和寿命估算研究博山区机械电子工业园区发展战略研究油田关键往复机械智能诊断方法和技术研究硅片软磨料砂轮的磨削性能研究预制桩打桩过程的非线性有限元分析低振动的滚筒洗衣机驱动系统控制研究平面柔性机械设计方法堆垛机位置控制若干问题研究基于旋量和李群李代数的SCARA工业机器人研究机械制造企业信息化中订单变更及生产计划技术研究云杉CTMP纤维漆酶介体体系改性工艺及其机理研究阻燃镁合金的制备及半固态研究机械构件动态参数电磁检测技术与系统研究基于自然进风机械排风的住宅通风换气技术的研究运煤车防冻液喷洒装置液流及机械系统设计机械自动化控制系统中RS485-光-CAN通信模块设计与开发华泰重工基于供应链的项目成本控制研究机械成孔混凝土灌注桩竖向承载力研究基于虚拟仪器的机械量测试系统模拟毫针机械刺激诱导成纤维细胞压力信号生物转化作用与针刺效应的研究熊猫型保偏光纤机械强度分析的理论和方法研究轿车车身冲压线机器人物流机械系统及关键设备的研制市场经济下烟草机械企业技术标准体系研究环模制粒机高效制粒机理与性能分析用于大型旋转机械转子故障监测的电感测量仪的研制成年大鼠心房肌细胞牵张激活钾通道的门控机制基于流形学习的机械故障诊断理论与方法研究基于长周期光纤光栅的理论及应用研究人工机械心脏瓣膜置换术后华法林抗凝治疗的监测中低端产品用全棉秆化机浆生产工艺及机理研究基于通用化思想的透平机械热力性能在线评估系统研究Al-Zn-Mg合金的表面纳米晶化及其性能研究
液压自封柱塞泵的结构优化设计中文摘要 4-5 英文摘要 5-9 第1章 前言 9-21 1.1 研究的目的及研究意义 9-10 1.2 柱塞泵技术的发展现状 10-19 1.3 目前存在的问题 19-20 1.4 主要研究内容 20-21 第2章 液压自封柱塞泵结构机理和工作特性 21-37 2.1 液压自封柱塞泵的结构 21-22 2.2 液压自封柱塞泵的工作原理 22-25 2.3 柱塞泵的抽汲参数 25-31 2.4 漏失量计算 31-33 2.5 泵效计算 33-37 第3章 柱塞结构有限元分析 37-51 3.1 有限元单元法的基本原理和ANSYS简介 37-40 3.2 液压自封柱塞泵的有限元分析 40-48 3.3 计算结果分析 48-51 第4章 柱塞泵材质优选和泵寿命计算 51-66 4.1 材质优选—磨损实验 51-59 4.2 泵使用寿命的计算 59-60 4.3 泵使用寿命影响因素分析 60-66 第5章 液压自封柱塞泵的结构优化设计 66-77 5.1 正交试验设计法—多因素的试验方法基本思想 66-69 5.2 试验方案的设计 69-70 5.3 试验结果分析 70-77 第6章 现场应用 77-81 6.1 漏失量趋近于零 77 6.2 减小磨损、降低能耗 77-79 6.3 提高泵效 79-81 第7章 结论 81-83 参考文献 要了与我索取索取全文
钻井机械中液压油的污染与控制论文
论文摘要：液压油的质量和清洁度是保证液压系统正常工作的首要条件,液压系统污染是液压故障的一个主要原因,为了保证钻井机械液压系统能够安全、可靠的运行,对液压系统中液压油污染的危害及原因进行分析,对液压油污染程度的检测及液压油污染的控制提出了方法和措施,以达到工作过程中的污染控制,主要包括：控制油温、定期过滤等措施
论文关键词：液压油,污染,控制
在现代的传动方式中，液压传动可以很好的实现远距离控制和自动控制，并且以其传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小等特点得到了较为广泛的应用。但是钻井设备由于多处于室外，工作中受外界环境的影响很大，在实际的使用过程中，很容易出现液压油的污染情况，严重影响了动力的传递，因此对液压油污染的控制就显得尤为重要。
一、液压油概述
液压油用于液压传动系统中作中间介质,起传递和转换能量的作用,同时还起着液压系统内各部间件的润滑、防腐蚀、冷却、冲洗等作用。其主要性能有:
1.合适的粘度，良好的粘温特性粘度是选择液压油时首先考虑的因素，在相同的工作压力下，粘度过高，液压部件运动阻力增加，升温加快液压泵的自吸能力下降，管道压力降和功率损失增大；若粘度过低，会增加液压泵的容积损失，元件内泄漏增大，并使滑动部件油膜变薄，支承能力下降。
2.良好的润滑性(抗磨性)液压系统有大量的运动部件需要润滑以防止相对运动表面的磨损，特别是压力较高的系统，对液压油的抗磨性要求要高得多。
3.良好的抗氧化性液压油在使用过程中也会发生氧化，液压油氧化后产生的酸性物质会增加对金属的腐蚀性，产生的油泥沉淀物会堵塞过滤器和细小缝隙，使液压系统工作不正常，因此要求具有良好的抗氧化性。
4.良好的抗剪切安定性由于液压油经过泵、阀节流口和缝隙时，要经受剧烈的剪切作用，导致油中的一些大分子聚合物如增粘剂的分子断裂，变成小分子，使粘度降低，当粘度降低到一定的程度油就不能用了，所以要求具有良好的抗剪切性能。
5.良好的防锈和防腐蚀性液压油在使用过程中不可避免地要接触水分和空气以及氧化后产生的酸性物质都会对金属生锈和腐蚀，影响液压系统的正常工作。
6.良好的抗乳化性和水解安定性液压油在工作过程中从不同途径混入的水分和冷凝水在受到液压泵和其他元件。
7.良好的抗泡沫性和空气释放性在液压油箱里，由于混入油中的气泡随油循环，不仅会使系统的压力降低，润滑条件变坏，还会产生异常的噪音、振动，此外气泡还增加了油与空气接触的面积，加速了油的氧化，因此要求液压油具有良好的抗泡沫性和空气释放性。
8.对密封材料的适应性由于液压油与密封材料的适应性不好，会使密封材料膨胀、软化或变硬失去密封性能，所以要求液压油与密封材料能相互适应。
二、液压油的污染与危害
液压油的污染，按照污染物的不同，可分为杂质(灰尘、金属颗粒、棉纱、氧化物等)、水分、空气、微生物及化学物污染。在钻采机械液压系统中，主要是杂质(大部份是金属颗粒)、水分和空气污染。
l、油液中混入水分
(1)油液中水分进入的途径
1)油箱盖因冷热交替而使空气中的水分凝结成水珠落人油中。
2)冷却器或热交换器密封损坏或冷却管破裂使水漏人油中。
3)通过液压缸活塞杆密封不严密处进入系统的潮湿空气凝聚成水珠。
4)用油时带人的水分以及油液暴露于潮湿环境中与水发生亲合作用而吸收的水。
(2)油液中混入水分后的危害
1)油液中混入一定量的水分后，会使液压油乳化呈白浊状态。如果液压油本身的抗乳化能力较差，静止一段时间后，水分也不能与油分离，使油总处于白浊状态。这种白浊的乳化油进入液压系统内部，不仅使液压元件内部生锈，同时降低其润滑性能，使零件的磨损加剧，系统的效率降低。
2)液压系统内的铁系金属生锈后，剥落的铁锈在液压系统管道和液压元件内流动，蔓延扩散下去，将导致整个系统内部生锈，产生更多的剥落铁锈和氧化物。
3)水还会与油中的某些添加剂作用产生沉淀和胶质等污染物，加速油的恶化。
4)水与油中的硫和氯作用产生硫酸和盐酸，使元件的磨蚀磨损加剧，也加速油液的氧化变质，甚至产生很多油泥。
5)这些水污染物和氧化生成物，随即成为进一步氧化的催化剂，最终导致液压元件堵塞或卡死，引起液压系统动作失灵、配油管堵塞、冷却器效率降低以及滤油器堵塞等一系列故障。
6)另外，在低温时，水凝结成微小冰粒，也容易堵塞控制元件的间隙和死口。
2、油中侵入空气
油液中的空气主要来源于松动的管接头，不紧密的元件接合面，暴露在油面上的油管以及密封失效处，油液暴露在大气中也会溶人空气。此外，当油箱内的油量较少时，加速了液压油的循环，使气泡排除困难，同时油泵吸油管“吃油”深度不够也使空气容易进入。
混入液压系统的空气，通常以直径为0．05～0．50mm的气泡状态悬浮于液压油中，对液压系统内液压油的体积弹性模量和液压油的粘度产生严重影响，随着液压系统的压力升高，部分混入空气溶人液压油中，其余仍以气相存在。当混入的空气量增大时，液压油的体积弹性系数急剧下降，液压油中的压力波传播速度减慢，油液的动力粘度呈线性增高。悬浮在油液中的空气与液压油结合成混合液，这种油液的'稳定性决定于气泡的尺寸大小，对液压系统等产生重大的影响，可能出现振动、噪声、压力波动、液压元件不稳定、运动部件产生爬行、换向冲击，定位不准或动作错乱等故障，同时还使功耗上升，油液氧化加速以及油的润滑性能降低。油液中的固态污染物主要以颗粒状存在。这些杂质有的是元件加工和装配过程中残留的，有的是液压元件在工作过程中产生的，有的源于外界杂质的侵入，其危害是：
(1)油中的各种颗粒杂质会对泵和马达造成危害。当杂质颗粒进入到齿轮泵或齿轮马达的齿轮端面和两端盖侧板、齿顶和壳体之间，或当杂质颗粒进入到叶片泵或叶片马达的叶片与叶片槽，转子端面和配油盘、定子与转子(叶片顶部)之间，或当杂质颗粒进入到柱塞泵或柱塞马达的柱塞与柱塞缸体孔，转子与配油盘、滑靴与倾斜盘、变量机构的滑动副之间时，均有可能造成卡死故障。即使不造成卡死故障，也会使磨损加剧。杂质颗粒还有可能堵塞泵前的进油滤油器，使泵产生气蚀或造成多种并发故障。
(2)油中各种颗粒杂质会对液压缸造成危害。颗粒杂质会使活塞与缸体、活塞杆与缸盖孔及密封元件产生拉伤和磨损，使泄油量增大，容积效率和有效推力(拉力)降低，如果颗粒杂质卡住活塞或活塞杆，将导致油缸不动作。
(3)油中的污染颗粒会对各种阀类元件造成危害。污染颗粒可能引起滑阀卡死或节流堵塞，造成阀动作失灵，即使不产生卡死或堵塞故障，污染颗粒也将使阀类元件运动副过早磨损，配合间隙加大，性能恶化。
(4)污染物繁殖细菌，加剧油液老化，使油液发黑发臭，更进一步产生污染。如此恶性循环，有可能产生以下后果：
1)污染物堵塞滤油器，导致油泵吸空，产生振动和噪声。
2)污染物使油缸或马达的摩擦力增大，产生爬行。
3)污物会完全使伺服阀等抗污染能力差的元件根本失效，至少是工作不稳定和滞后量增加，污物阻塞压力表前同定小孔，压力得不到正确传递和反映。
4)污染物堵塞压力表通道，使压力得不到正确传递和反应。
三、控制液压油污染的主要措施
为确保液压系统工作正常、可靠、减少故障和延长寿命，必须采取有效措施控制液压油的污染。
1、控制油温
油温过高往往会给液压系统带来以下不利影响：
（1）油液黏度下降，使活动部位的油膜破坏、磨擦阻力增大，引起系统发热、执行元件（例如液压缸）爬行。油液黏度下降可导致泄漏增加，系统工作效率显著降低。
（2）油液黏度下降后，经过节流器时其特性会发生变化，使活塞运动速度不稳定。
（3）油温过高引起机件热膨胀，使运动副之间的间隙发生变化，造成动作不灵或卡死，使其工作性能和精度下降。
（4）当油温超过55摄氏度时，油液氧化加剧，使用寿命缩短，据资料介绍，当油温超过55摄氏度后温度每升高9摄氏度，油的使用寿命缩短一半，因此，对不同用途和不同工作条件的机器。应有不同的允许工作油温。工程机械液压系统允许的正常工作油温为35-55摄氏度，最高为70摄氏度。
2、控制过滤精度
为了控制油液的污染度，要根据系统和元件的不同要求，分别在吸油口、压力管路、伺服调速阀的进油口等处，按照要求的过滤精度设置滤油器，以控制油液中的颗粒污染物，使液压系统性能可靠、工作稳定。滤油器过滤精度一般按系统中对过滤精度敏感性最大的元件来选择。
3、强化现场维护管理
强化现场维护管理是防止外界污染物侵入系统和滤除系统中污染物的有效措施。
（1）检查油液的清洁度
设备管理部门在检查设备的清洁度时，应同时检查系统油液、油箱和滤油器的清洁度，并建立液压设备清洁度上、中、下三级评分制度。对关键设备的液压系统都要抽查。
（2）建立液压系统一级保养制度
设备管理部门在制定设备一级保养内容时，要增加对液压装置方面的具体保养内容。
（3）定期对油液取样化验
应定期、定量提取油样，检查单位体积油样中杂质颗粒的大小和数量或称重量，并作定性定量分析，以便确定油液是否需要更换。
A、取油样时间：对已规定了换油周期的液压设备，可在换油前一周对正在使用的油液进行取样化验；对新换的油液，经过1000h连续工作后，应对其取样化验；企业中的大型精密液压设备使用的油液，在使用600h后，应取样化验。
B、取油样时，首先要把装油容器清洗干净，不许使用脏的容器，以确保数据准确，具体取油样的方法如下：
当液压系统不工作时（即在静止状态下），可分别在油箱的上部、中部和下部各取相同数量的油样，搅拌后进行化验；液压系统正在工作时，可在系统的总回油管口取油样；化验所需要的油样数量，一般为300-500mL/次；按油料化验规程进行化验，将化验结果填入油料化验单，并存入设备档案。
4、定期清洗
控制油液污染的另一个有效方法是，定期清除滤网、滤芯、油箱、油管及元件内部的污垢。在拆装元件、油管时也要注意清洁，对所有油口都要加堵头或塑料布密封，防止脏物侵入系统。
5、定期过滤油液、控制其使用期限
油液的使用寿命或更换周期取决于很多因素，其中包括设备的环境条件与维修保养、液压系统油液的过滤精度和允许污染等级等因素。由于油液使用时间过长，油、水、灰尘、金属磨损物等会使油液变成含有多种污染物的混合液，若不及时更换，将会影响系统正常工作，并导致事故。是否换油取决于油液被污染的程度，目前有3种确定换油期的方法：
（1）目测换油法。它是凭维修人员的经验，根据目测到的一些油液常规状态变化（如油液变黑、发臭、变成乳白色等），决定是否换油。
（2）定期换油法。根据设备所在场地的环境条件、工作条件和所用油品的换油周期，到期就进行更换。这种方法对液压设备较多的企业很适用。
（3）取样化验法。定期对油液进行取样化验，测定必要的项目（如黏度、酸值、水分、颗粒大小和含量以及腐蚀等）和指标，按油质的实际测量值与规定的油液劣化标准进行对比，确定油液该不该换。取样时间：对一般工程机械的液压系统应在换油周期前一周进行，关键设备的液压系统应每隔500小时进行一次取样化验，化验结果应填入设备技术档案。取样化验法适用于关键设备和大型液压设备。
换油时，要注意清洁，防止赃物侵入液压系统，不可混用和换错，主要有下列要求：
（1）更换的新油或补加的新油必须是本系统所规定使用的油，经过化验确认其油质已达到规定的性能指标，才能加入。
（2）为保持新油的清洁，换油时要将油箱内部及主要管道内旧油放尽，并把油箱、过滤网、软管清洗干净。加油时油液必须经过过滤，对已疲劳损坏的滤网应更换。
（3）加入的油量要达到油箱的油标位置，加油方法是：先加油至油箱最高油标线，开动油泵电动机，把油供至系统各管道，再加油至油箱油标线，再开动电动机，这样多次进行，直至油液保持在油标线内为止。
所以在日常的使用和设备保养过程中，要十分注意观察油的质量，避免油污染对设备造成的损害。
参考文献
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液压传动系统的故障分析与排故液压传动是以液压油为工作介质进行能量转换和动力传递的，它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点，因而广泛应用于工程机械领域。但是，液压传动的故障往往不容易从外部表面现象和声响特征中准确地判断出故障发生的部位和原因，而准确迅速地查出故障发生的部位和原因，并及时排除。在工程机械的使用、管理和维修中是十分重要的。��1 液压系统的主要故障��在相对运动的液压元件表面、液压油密封件、管路接头处以及控制元件部分，往往容易出现泄漏、油温过高、出现噪音以及电液结合部分执行动作失灵等现象。具体表现：一是管子、管接头处及密封面处的泄漏，它不仅增加了液压油的耗油量，脏污机器的表面，而且影响执行元件的正常工作。二是执行动作迟缓和无力，表现为推土机铲刀提升缓慢、切土困难，挖掘机挖掘无力、油马达转不起来或转速过低等。三是液压系统产生振动和噪音。四是其他元件出现异常。��2 故障的检查��2.1 直接检查法 �凭借维修人员的感觉、经验和简单工具，定性分析判断故障产生的原因，并提出解决的办法。 �2.2 仪器仪表检测法 �在直接观察的基础上，根据发生故障的特征和经验，采取各种检查仪器仪表，对液压系统的流量、压力、油温及液压元件转速直通式检测，对振动噪音和磨损微粒进行量的分析。 �2.3 元件置换法 �以备用元件逐一换下可能发生故障的元件，观察液压系统的故障是否消除，继而找出发生故障的部位和原因，予以排除。在施工现场，体积较大、不易拆装且储备件较少的元件，不宜采用这种方法。但对于如平衡阀、溢流阀及单向阀之类的体积小，易拆装的元件，采用置换法是比较方便的。 �2.4 定期按时监控和诊断�根据各种机械型号、检查内容和时间的规定，按出厂要求的时间和部位，通过专业检测、监控和诊断来检测元器件技术状况，及时发现可能出现的异常隐患，这是使液压系统的故障消灭在发生之前的一种科学技术手段。当然，执行定期检测法，首先要培养一些专业技术检测人员，使他们既精通工程机械液压元件的构造和原理，又掌握和钻研检测液压传动系统的各种诊断技术，在不断积累靠人的直感判断故障经验的同时，逐步发展不解体诊断技术，来完成技术数据采集，辅以电脑来分析判断故障的原因及排除方法。��3 液压系统的故障预防��3.1 保证液压油的清洁度 �正确使用标定的和要求使用的液压油及其相应的替代品(详参《工程机械油料手册》)，防止液压油中侵入污物和杂质。因为在液压传动系统中，液压油既是工作介质，又是润滑剂，所以油液的清洁度对系统的性能，对元件的可靠性、安全性、效率和使用寿命等影响极大。液压元件的配合精度极高，对油液中的污物杂质所造成的淤积、阻塞、擦伤和腐蚀等情况反应更为敏感。 �造成污物杂质侵入液压油的主要原因，一是执行元件外部不清洁；二是检查油量状况时不注意；三是加油时未用120目的滤网过滤；四是使用的容器和用具不洁净； 五是磨损严重和损坏的密封件不能及时更换；六是检查修理时，热弯管路和接头焊修产生的锈皮杂质清理不净；七是油液贮存不当等等。�在使用检查修理过程中，应注意解决这些问题，以减少和防止液压系统故障的发生。 �3.2 防止液压油中混入空气 �液压系统中液压油是不可压缩的，但空气可压缩性很大，即使系统中含有少量空气，它的影响也是非常大的。溶解在油液中的空气，在压力较低时，就会从油中逸出产生气泡，形成空穴现象；到了高压区，在压力的冲击下，这些气泡又很快被击碎，急剧受到压缩，使系统产生噪音。同时，气体突然受到压缩时，就会放出大量的热能，因而引起局部受热，使液压元件和液压油受到损坏，工作不稳定，有时会引起冲击性振动。 �故必须防止空气进入液压系统。具体做法：一是避免油管破裂、接头松动、密封件损坏；二是加油时，避免不适当地向下倾倒；三是回油管插入油面以下；四是避免液压泵入口滤油器阻塞使吸油阻力增大，不能把溶解在油中的空气分离出来。 �3.3 防止液压油温度过度�液压系统中的油液的工作温度一般在30℃～80℃范围内比较好，在使用时必须注意防止油温过高。如油箱中的油面不够，液压油冷却器散热性能不良，系统效率太低，元件容量小，流速过高，选用油液粘度不正确，它们都会使油温升高过快。粘度高增加油液流动时的能量损耗，粘度低会使泄漏增多，因此在使用中能注意并检查这些问题，就可以预防油温过高。此外对液压油定期过滤，定期进行物理性能检验，既能保证液压系统的工作性能，又能减少液压元件的磨损和腐蚀，延长油液和液压元件的使用寿命。��4 液压系统的故障分析��4.1 传动系统分析法 �工程机械的液压传动系统如果维护得好，一般说来故障是比较少的。由于密封件老化、变质和磨损而产生外泄是很容易观察到的，根据具体情况可设法排除。但是如果液压元件的内部发生了故障是观察不到的，往往不容易一下子就找出原因，有时虽然是同样的故障现象，但产生的原因却不一定相同，要想准确而迅速地找出液压元件的故障的部位和原因，首先要根据发生故障元件的构造图、系统图，分析了解和研究元件的工作原理和特性，再使了解的构造原理与实物对号，具体情况具体分析，检查寻找故障发生的部位和产生的原因，以便采取相应的技术措施来排除故障。 �4.2 逻辑流程分析法 �此方法是根据液压传动系统的基本原理进行逻辑分析，减少怀疑对象，逐步逼近找出故障发生的部位和原因。��5 液压系统故障的排除��(1) 液压系统中管子、管子接头和焊接处，由于振动频率较高，常常发生破坏。在换用时要根据压力和使用场合，选用强度足够，内壁光滑清洁，无砂、无伤、无锈蚀、无氧化皮的管子。当管子需要焊接时，最好采用加套管的办法，因为对接可能使管的内径局部缩小；截段时，油管的截面与管子轴线的不垂直度不得大于0.5°，并清除铁屑和锐边倒钝。当管子支承距离过大或支承松动时要设卡固定拧紧，当弯曲半径过小时，易形成弯曲应力，弯曲半径一般应大于管外径的3倍。 �在密封表面处，密封元件的老化变质会使泄漏量增大。密封件的有效寿命通常是：固定元件之间的密封寿命时间为10000h，运动元件之间密封寿命时间为1500h～2000h。到了规定的使用寿命时间后，即使还可用的元件也应该更换。密封面的泄漏还与预压面的压力不够或不均匀有关。预压量增大时，其封油量压力增大，密封效果好，反之则差。再者摩擦表面光洁度与硬度不足也会缩短密封件的寿命。 �密封件设计不合理以及安装时扭曲刮伤也是导致密封圈早期磨损而引起泄漏的原因。 �油液中杂质过多，易加速密封件与摩擦表面的磨损，形成密封件的早期失效，油封工作温度过高或过低也会影响其寿命和工作性能。� (2) 执行元件运动的速度降低，主要是由于输入执行元件的液压油流量不足；执行元件无力的原因主要是输入液压油压力不足，以及回油管路背压过高等因素所造成的。 �工程机械液压系统所用的油泵多为齿轮泵，其工作压力为210×102kPa，柱塞泵的工作压力可达320×102kPa。泵的输出压力是由荷载决定的，并随着荷载的变化而变化。荷载无限增加，泵的压力也无限升高，直到系统某一部分被破坏。对于齿轮泵：主要是轴承、齿轮啮合面、齿顶与壳体、齿轮端面与泵盖间的磨损和密封件的磨损、老化、损坏使齿轮泵的内漏表现更为突出。在一定转速与一定压力下，对无端面间隙补偿的齿轮泵，其轴线磨损引起的泄漏约占全部内漏量的75%～85%，齿顶间隙内漏量约占15%～20%，其他内漏约占4%～5%，因此我们要抓住主要问题，采取有效的技术措施予以解决，就能使泵恢复其原有性能。 �在维修工作中，我们发现使用了一定时间的齿轮泵，由于啮合挤压，在齿顶和端面会产生毛刺，使泵体和端盖的磨损加剧，尤其是铝合金泵盖更为严重。如能定期修理检查，用油石磨掉所产生的毛刺，则可以延长油泵的寿命。叶片泵的主要故障是定子、叶片、转子、轴承和两侧配流盘的磨损，定子的内表面是由圆弧和过渡曲线组成的，过渡曲线如果采用“阿基米德”螺旋线，则叶片径向等速运动。实践证明，当我们将叶片泵解体修理时，定子内表面就在曲线与圆弧连接部分磨损最严重，换掉磨损严重的定子，可以使叶片泵恢复原有的性能，采用这种修理方法是比较经济的。叶片泵转子、叶片的使用寿命约相当于定子使用寿命的两倍，这在备料时应予以考虑。 �(3) 液压系统的蓄能器是用来调节能量、贮存能量、减少设备容积、降低功率消耗、减少系统发热、缓冲吸收冲击和脉动压力的辅助元件。常见的蓄能器有胶囊式的，它具有漏气损失小、反应灵敏、可以吸收急速的压力冲击和脉动、重量轻、体积小等特点。蓄能器发生故障会影响液压系统的正常工作，因此在检查气压量不足时，应按时充入惰性气体。 �(4) 液压系统中，要求装备精度高的还有液压马达。如果注意日常维护和保养，防止油液污染，一般不会发生故障，进入液压马达的油液须仔细过滤，以减少杂质，防止过快磨损。修理后的马达，应注满干净的液压油，排尽系统中的空气。确定不了马达是否有故障，最好不要拆卸，这样可减少污染的机会和保持配合的精度。液压缸是液压系统中的执行元件，常见的故障有漏油和运动不正常。缸头因密封件损坏而外泄，应立即更换密封件；油缸运动不正常有油缸内漏、油路中有空气、活塞密封件老化和损坏、油液有杂质、平衡阀发生故障等。 �(5) 控制元件是用来实现系统和执行元件对压力、流量方向的要求的。控制阀及时控制系统中最重要的元件，由于阀的配合一般都比较精密，所以在修理时应特别注意，不需拆阀芯的尽量不要抽出阀芯；配合副方位不要错乱，偶件不要互换；螺丝的拧紧力矩要均匀一致，锥形阀芯的接触线磨损可采用研磨修正接触线的办法解决；回位弹簧疲劳时，可予更换。
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中国食品安全体系的缺陷论水活度监测在食品质量安全控制中的重要意义作者:培安公司民以食为天,食以安为先.食品安全问题是关乎国计民生的大事,已成为政府部门,科技界和消费者高度关注的重要领域.全球食源性疾病不断上升,恶性食品污染事件接二连三,世界范围内由食品安全引发的贸易纠纷不断,这些问题是影响各国经济发展,国际贸易以及国家声誉的重要因素(我国也不能例外).改革开放以来,我国在基本解决食物量的安全的同时,食物质的安全越来越引起全社会的关注;尤其是我国作为WTO的新成员,与世界各国间的贸易往来会日益增加;食品安全已经成为影响中国农业和食品工业竞争力的关键因素.从全球范围来看,由微生物引发的食源性疾病仍是头号食品安全问题.据世界卫生组织统计,在全世界每年数以亿计的食源性疾病患者中70%是由于食用了被微生物污染的食品的饮用水造成的.1999年年底,美国发生了历史上因食用带有李斯特菌的食品而引发的最严重的食物中毒事件.据美国疾病控制中心的资料,在美国密歇根州,有14人因食用被该菌污染了的"热狗"和熟肉而死亡,在另外22个州也有97人因此患病,6名妇女因此流产.2000年底至2001年初,法国发生李斯特菌污染事件,有6个人因食用法国公司加工生产的肉酱和猪舌头而成为李氏杆菌的牺牲品.2002年11月23日,由于一份样品在沙门氏菌检测中呈阳性,意大利"波利奥"奶酪公司(Pollio)召回分销到美国18个州的6600箱乳清干酪.日本除了发生"O157"大肠杆菌污染事件外还出现了血印牛奶金黄色葡萄球菌污染事件.2003年4月18日我国湖北省武汉市水果湖第一小学发生一起集体食物中毒时间.这所学校六年级三个班的近百名学生,在课余餐食用学校统一发给的"王牌熟食"豆干后,出现中毒症状.中毒事件原因已经查明,是进食微生物总数严重超标的豆干而引起的集体细菌性食物中毒.经湖北省卫生厅卫生监督局检验,"王牌熟食"豆干细菌总数超标19倍.在我国,截至2004年第二季度,卫生部共收到重大食物中毒事件报告205起,中毒6329人,死亡156人.2000年-2002年,中国疾病预防控制中心(CDC)营养与食品安全研究所对全国部分省市的生肉,熟肉和乳制品,水产品,蔬菜中的致病菌污染做了连续的质量监测.结果表明微生物型食物中毒仍居首位,占39.63%,化学性中毒占38.56%,动植物性和原因不明的食物中毒10%左右.表1为我国1990-1999年食物中毒状况.由此可以看出,微生物污染导致的食物中毒同时也是影响中国食品安全的主要因素.表1 我国1990-1999年食物中毒状况[1]病因中毒起数构成(%)中毒人数微生物性食物中毒417540.04160599化学性食物中毒256324.5847033有毒的动植物中毒175316.8121124其他6966.6719751原因不明114310.9627244食品安全的管理模式强调"从农田到餐桌"全过程管理,即以预防为主的原则来减低微生物引起的食源性危害.在食品的加工,储存和销售过程中,食品原料受到外界环境微生物的侵染,加之杀菌不彻底,以及储运方式不得当等造成的微生物污染,是导致食品腐败变质,威胁消费者健康的主要原因.只有有效地控制食品生产各个环节中潜在的微生物污染问题,食品工业才能生产出让消费者放心的食品.水分活度的控制是阻止有害微生物生长的关键因素.在美国,联邦法规第21款中已经明确规定,水分活度是检验食品安全性的重要指标.同时,美国食品药品监督管理局(FDA)所规定的食品生产过程良好操作规范(GMP)中明确地把水分活度定义为反应食品安全性的重要指标.在危害分析关键控制点(HACCP)监测系统中明确定义:"可通过限制水分活度来控制微生物病原体的生长."美国规定,库存食品水分活度超过0.85就不能上市销售,在日本规定,库存食品水分活度超过0.90就不能上市销售.然而,在我国还没有这样的相关规定出台.那么什么是食品的水分活度呢 水分活度的监测对保证控制食品质量安全具有什么样的意义呢作为热力学概念,水分活度是描述食品中的水分所处的一种能量状态,它与食品体系的吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)有较强的相关性.它是表示水分的逃逸趋势(逸度)的指标;表示食品中的水与其他物质结合的紧密程度.虽然水分含量和水分活度都是用来描述水分存在的状态,但是水分活度是与食品的质量安全最相关的因素.严格意义上,我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度(water activity)Aw.f ------食品中水的逸度f0 -------纯水的逸度水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示,在低压或室温时,f/f0 和P/P0之差非常小(0.9时才能生长繁殖;其次是酵母菌,要求Aw>0.87,再次是霉菌,在Aw为0.8时就开始繁殖.另外,同属而不同种的微生物对Aw要求也不完全相同.其次,Aw值对微生物代谢活性也有影响.降低Aw值可以使微生物的生长速度降低,进而,食品腐败速度,微生物产毒数量以及微生物代谢活性也会降低.值得注意的是,中止不同的代谢过程所需的水活性值不同.例如,对于细菌形成孢子所需的Aw值比它们生长的值要高.毒素的产生是与人体健康最有关系的微生物代谢活动.当控制Aw在一定范围内可有效抑制某些产毒菌株产毒(如金黄色葡萄球菌的繁殖和肠毒素的形成).霉菌的污染对食品的危害十分严重,一般认为产毒霉菌的生长所需的水活性值要比其毒素形成所需的水活性值低.另外,由于代谢水的产生,生长的霉菌可使生长环境的Aw值增加.因此,在有生毒细菌或霉菌存在的食品中,毒素的存在是极有可能的.由此可以看出对于食品水分活度的监控具有重要的现实意义.再次,Aw值对微生物抗热性同样具有影响.加热是抑制或杀死食品中微生物的常用有效方法,不同微生物及其孢子的抗热性不同.决定细菌的抗热性的诸因素中,热溶剂的物理性质,化学组成和Aw值等都是很重要的.一般来说,细菌孢子的抗热性随Aw值的降低而增强,在Aw为0.2～0.4的范围内最强.有时,在高浓度溶液中细菌的热抗性比在稀溶液中低,因为溶质本身在加热过程中会加重细胞的热毁坏.所以,通过对预杀菌的食品物料水分活度的检测,可初步判断热杀菌的效果.第四,Aw值对微生物存活能力有明显的影响.不能生长的微生物会逐渐死亡.因此,如果食物的Aw值低于微生物生长的最低值,那么微生物的数量就会慢慢减少.通过对沙门氏菌,金黄色葡萄球菌等食物毒性微生物的生存与Aw之间的关系的研究证明:在Aw值较低的食品中细菌孢子数会降低,这样的食品在储藏过程中甚至会变成无菌的.食物中带有的寄生虫的生存也受低Aw值的影响,这些寄生虫在冷冻或干燥过程中可被杀死.在研究肉中旋毛虫在干燥过程中的生存情况时观察到:在发酵香肠中当Aw值降低到一定数值时,这些寄生虫就会失活,从以上所述可以得出这样的结论:通过选择合适的条件(Aw值,pH 值,湿度,保鲜剂等),可减少或杀死微生物,从而提高食品稳定性和安全性.通过以上的论述,我们可以看出,水分活度对微生物的影响十分显著,水分活性是食品质量控制中的一个重要指标.在食品领域及时监控水分活性,可有效地估价食品的安全性和稳定性.一般,Aw值在1.0-0.9间的食品属高湿食品,Aw0.9—0.6属于中湿食品,Aw0.6-0.0属低湿食品.高湿食品腐败是由于细菌,中湿食品腐败主要是由于霉菌和酵母,在低湿食品上,微生物一般不生长,但低湿食品质量方面也依赖于Aw.另外,水分活度可用于高湿和中湿食品微生物安全和质量稳定性的预测[9-12].表2 水分活度与食品中微生物的生长Aw范围在Aw的低限下不能生长的微生物食品1.00～0.95假单胞菌,埃希氏菌,变形菌,贺氏菌,克雷伯氏菌,芽孢杆菌,魏氏杆菌,一部分酵母极易腐败的新鲜食品,水果,蔬菜,肉,鱼和乳制品罐头,熟香肠和面包.含约40 %( W/W) 蔗糖或7 %NaCl 的食品0.95～0.91沙门氏菌,副溶血性弧菌,沙雷氏菌,乳杆菌,球菌,赤酵母,红酵母,部分霉菌奶酪,咸肉和火腿,某些浓缩果汁,蔗糖含量为55 %( W/W) 或含12 % NaCl 的食品0.91～0.87多酵母,微球菌发酵香肠,蛋糕,干奶酪,人造黄油及含65 %蔗糖( W/W) 或含15 % NaCl 的食品0.87～0.80大部分霉菌,金黄色葡萄球菌,拜耳酵母,德巴利酵母大多数果汁浓缩物,甜冻乳,巧克力糖,枫糖浆,果汁糖浆,面粉,大米,含15~17 %水分的豆类,水果糕点,火腿,软糖0.80～0.75大部分嗜盐细菌果酱,马莱兰,橘子果酱,杏仁软糖,果汁软糖0.75～0.65嗜旱霉菌含10 %水分的燕麦片,牛扎糖块,勿奇糖( 一种软质奶糖) ,果冻,棉花糖,糖蜜,某些干果,坚果,蔗糖0.65～0.60高渗酵母,少数霉菌含15~20 %水分的干果, 某些太妃糖和焦糖,蜂蜜< 0.5任何微生物都不能生长在预测食品的安全性和预测有关微生物生长,生化反应速率等方面,水分活性扮演着极其重要的角色.通过测定和控制食品的水分活性,可以做到以下几点:(1)预测哪种微生物是潜在的腐败和污染源;(2)确保食品的物理,化学稳定性;(3)使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到最小;(4)延长酶的活性;(5)优化食品的物理性质,如质构和货架期[13].水分活度检测在肉类质量控制中的作用.水分活性是影响肉品保鲜的重要栅栏因子.众所周知,微生物可在各种肉与肉制品上生长繁殖,微生物的污染和繁殖可直接导致肉品的腐败变质,从而影响肉品的卫生质量,严重时还可引起食物中毒,微生物与肉品保鲜的关系不言而喻.微生物的正常生长繁殖必须满足三个主要条件:(1)营养条件,肉和肉制品是微生物生长繁殖最好的培养基之一;(2)温度,一般来说,温度高,生长繁殖快,反之就慢;{3)适量的水(一定的水分活性).三者具备,微生物便可很好地生长繁殖,否则微生物的生长繁殖都将受到影响.在这三个主要条件中,水分活性与微生物的关系极为密切,因为任何一种微生物在食品(包括肉与肉制品)中进行正常的生长繁殖,都要求有一个最低的水分活性值,在该值以下微生物不能正常生长繁殖.换言之,一种肉制品的Aw值直接影响着该肉制品可能污染的微生物的种类和数量,进而影响着对该肉制品采取的防腐保鲜措施.因而,一直以来水分活性都披视为肉制品保鲜的重要栅拦因子,在同等条件下,Aw值低,肉品保存期长.Aw值与肉品保鲜期的关系宏观上可以下图表示:自从水分活性概念被引入食品科学研究领域后,水分活性理论被广泛用于指导生产.目前生产实践中的许多措施都是降低肉制品的Aw值来抑制微生物的正常生长繁殖,以达到保鲜的目的,如干燥法,冻结法,腌渍法等[14].在肉制品中,肉干,肉脯,肉松等干肉制品的Aw多为0.60～0.67,故被看作是低Aw的安全食品.除了这几类干肉制品外,其他肉制品的水分活度通常高于0.75.而这些肉制品占市场份额较大,因此,及时检测水分活度,对控制肉制品在贮存期的品质变化有重要意义.夏大勇等人在调查中采到一袋超过了保质期有10个月的肉松,检测水分活性值为0.45,感官检查:色择褐黄,比正常黄色深一些,肉香昧减弱,无腐败现象.不难看出, Aw值更能反映干制品内在质量变化的趋势[15].水分活度检测在水产品质量控制中的作用.根据文献资料,新鲜水产原料的Aw一般在0.98—0.99,腌制品为0.80—0.95,干制品为0.60—0.75.Aw <0.9时,细菌不能生长;Aw<0.8时,大多数霉菌不能生长;Aw<0.75时,大多数嗜盐菌生长受抑制;Aw<0.6时,霉菌的生长完全受抑制.通常对烤鱼片,鱼糜干制品等方便食品要求水分活度在0.70—0.75范围之间,在这一水分活度下,细菌已很难存活,能生长的有一些耐干燥霉菌,只要在加工 ,包装,运输过程中采取防霉措施,就能达到较长时间贮藏的目的.由于在较低水活度条件下,食品中的微生物数量有下降趋势.现在,食品科技界正在探索按预定要求控制一些食品的Aw值,以达到免杀菌保存食品的可能性.虾仁制品的干制是通过降低虾肉中的含水量与水分活度(Aw),以抑制微生物的繁殖,达到长期保存的目的.一般Aw<0.69时,贮存更加安全,但虾肉干制到Aw<0.69时,水分含量已降至15%以下,得到的产品干硬,食用品质变差.为维持其相对较高的含水量同时还能防止腐败,需要找到一个适当的平衡点.江南大学食品科学与安全教育部重点实验室的伍玉洁等人进行了水分活度对干制虾仁产品的货架寿命和质构的影响试验,研究表明,通过分析比较Aw与水分含量的关系,保藏过程中细菌菌落总数的变化以及南美白对虾虾体的弹性和硬度等质构参数,发现当Aw控制在0.86—0.9范围,水分含量在25%(W/W)时,常温保藏的南美白对虾干制产品在口感及微生物指标等方面可取得较好的平衡.水分活度检测在粮油制品质量控制中的作用.蛋糕等粮油制品在保藏过程中会因微生物的滋生而不能食用,微生物的滋生又包括两个方面,即发霉和腐败.蛋糕发霉主要是指霉菌在蛋糕上大量繁殖,可从外表观察到呈绒毛状的各种颜色的斑点,而且有些霉菌会产生对人体有害的毒素.污染蛋糕的霉菌群种类很多,有青霉菌,青曲菌,根霉菌,精曲菌及白霉菌等.蛋糕腐败,主要是指蛋糕受到细菌中的马铃薯杆菌等的侵袭繁殖而引起的腐败变质.霉菌的作用在粮油制品的腐败变质中起到了主要的作用.微生物的控制有诸多方法,国内外有很多人做过研究,比如控制原料成分,活性包装材料,充气包装,添加脱氧剂,选择保藏环境等.然而,最有效的方法还是将蛋糕制成不适合微生物生长的体系,也就是调整蛋糕的水分活度再辅以抗菌剂[16].中国农业大学胡胜群等进行了pH,抗菌剂浓度以及水分活度对奶油蛋糕(磅蛋糕)模拟培养基中微生物生长的影响试验,结果说明,微生物生长速度随水分活度升高而加快,通过降低蛋糕的水分活度(0.88左右)微生物的生长受到明显抑制.水分活度监测在冰淇淋品质控制中的作用在冰淇淋浆料中,水分含量为60% ～70%,但水分活度却较低,冰淇淋浆料的总固形物含量越多,则水分活度越低.水分活度影响冰淇淋的抗融化度,抗变形度,质地的松软度或坚实度,影响冰晶的数量,颗粒度,结构,分布位置和定向.要控制冰淇淋品质首先要控制水分活度.天津商学院食品系的杨湘庆,沈悦玉通过试验证明控制浆料中的水分活度可以很好的控制冰淇淋品质.总之,对水分活度的监控在保证食品质量安全上具有十分重要的意义.我国加入世界贸易组织后,食品进出口贸易将是我国重要的经济活动.然而,它也对我国食品安全性保证问题提出了新的挑战;即使在国内生产和消费的食品也面临着新的挑战.城市化进程加快,人们对食品的运输和加工需求变得更大,农业生产与食品工业融为一体.食品生产和流通模式发生改变,食物比以往流通得更远,需要运输的时间也相对更长.食品从生产到保藏,再从流通到消费;这样一系列的过程,都要求有效及时的质量监测.无论是站在生产者的角度还是站在政府的角度来看,有效的预防措施是保证食品安全性的关键所在.因此,食品工业在实施HACCP体系的同时,应该对食品水分活度给予高度的重视,因为进行水分活度的实时检测是确保食品质量安全的有效过程控制手段.参考文献:[1] 陈锡文,邓楠.中国食品安全战略研究[M],北京:化学工业出版社,2004.7:941-945[2] 陈锡文,邓楠.中国食品安全战略研究[M],北京:化学工业出版社,2004.7:10[4] 李琳,万素英.水分活度(Aw)与食品防腐,中国食品添加剂,2000(4):33-36[5] Food preservatives N.J.Rwsell 和G.W .Gould著.1991年[6] Preservatives in the food,pharmaceutical and environmental industries.R.G.Board,M .C.Allwood和J.G.Banks著,1987年[7] Fungicides.biocides and preservatives for industrial and agricultural applications.Emest W .Flick 著, 1987年[8] 食品化学.韩雅珊主编,1996年[9] 莱斯特.水分活性与食品保藏.肉类研究,1996(3):44-49[10] 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为了更好的提高微生物食品的安全性，对微生物的检验技术的发展就变得十分的重要。下面是我为大家整理的食品微生物论文，供大家参考。
【论文关键词】：食品微生物 实验教学 实验开放管理
【论文摘要】：食品微生物实验教学中,本文从精心选择实验内容,有效组织管理实验教学,引进综合考评机制并加强开放管理实验室方面进行思考和 总结 ,以期确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的。
实验教学是高等 教育 教学活动的重要环节。通过实验课不仅可以加深学生对课堂内容的理解,巩固已学到的理论知识,而且能够培养学生理论联系实际的能力、分析问题和解决问题的能力,对于活跃思维、提高创新能力起着积极的作用。
食品微生物学是食品专业学生必修的专业课,是普通微生物学的延伸。食品微生物学是一门实践性和应用性较强的学科,它要求学生在系统学习基础理论知识的基础上,掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术、发酵食品的制备技术、食品加工与保鲜技术以及现代分子微生物学实验 方法 等。通过食品微生物实验教学培养出不仅具有丰富理论知识,而且能掌握现代生物技术并熟练操作的高技能人才。
如何加强食品微生物实践教学的组织指导,如何调动学生的积极性,提高实验教学效果一直是我们关注和探索的问题。下面简单谈一下我们在食品微生物实验教学中遇到的问题,解决的方法和对一些问题的思考。
1 精心选择实验内容,调动学习积极性
随着食品工业和微生物检测技术的迅速发展,食品微生物学及其实验课的内容也不断扩展,而实验课既受理论课内容进度的限制,又受课时及实验室等客观条件的限制。要在有限的课时内,系统、科学地完成食品微生物所有的实验项目是绝对不可能的,这就要求我们实验教师在掌握微生物学教学大纲的前提下,结合现代科技的发展和食品微生物的研究动态,精心设计实验课教学体系,合理选择实验项目。
选择实验内容,我们由浅入深,由感性到理性。首先要求学生对食品中常见细菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌进行观察,掌握其性状特征和培养生长条件。学会识别哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代谢活动制造更多的发酵产品,提高食品的质量,同时防止有害菌引起食品腐败变质以及食物中毒。其次选择有代表性的发酵食品作为实验内容,使学生了解利用微生物生产发酵食品的整个过程,通过这些实验使同学们对食品发酵有一个总体印象,并能举一反三。最后对不同的食品和发酵食品设计实验,让学生掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术。并在课堂上结合自己的科研成果和食品研究 热点 介绍食品工业发展的前沿动态。
实验设计过程中,不仅有验证性实验,更多地引进了综合性和设计性实验,学生分成几人一组,让学生从实验设计,自己选择原材料,准备实验材料,试剂的配置,培养基的制备和灭菌等都由学生自己完成,最后写成规范的实验 报告 。学生对此积极性很高,甜酒酿、酸奶、腐乳等都是同学们喜欢并制作的发酵食品。在这个过程中学生将所学内容贯通,并熟悉掌握各个环节的操作步骤,这对学生将来步入社会,在工作岗位上独立开展工作都会有很大的帮助。
2 强化基础技能的训练,有效组织管理实验教学
食品微生物学是在掌握微生物的基本实验技能的基础上开展的,学生无菌操作观念的培养、正确使用、掌握微生物的实验仪器,如光学显微镜、灭菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,学生的这些基础技能还是很薄弱,所以我们在进行食品微生物的每一个实验的每一个步骤中只要涉及这些基础性的知识,都会给予强调,亲自演示。
学生微生物基础技能培养和形成,不是一两堂课能完成,也不是单单有老师演示后学生就可以掌握,必须让学生每人亲自动手。但在实际教学过程中,由于学生人数的增加,硬件等条件限制,人手一套实验器材不现实,那么在有限人力、有限资源情况下,使每一位同学都能动手操作并熟悉实验过程,有效组织和管理实验教学过程就尤为重要。
(1)首先任课教师和实验技术人员充分做好预实验,对实验的关键步骤和关键操作点都做到心中有数,在授课过程中有重点地强调,并分析某步骤出现问题可能会出现的结果。
(2)每次实验之前任课教师和实验技术人员就实验进行积极的沟通,不仅对实验准备的物品和材料沟通,更要对实验的组织过程协商。
(3)在实验过程中则需要任课教师和实验技术人员相互协作,并充分发挥学生班干部和小组长的作用。课堂理论教学课和实验课最大的区别在于,实验课更注重学生的动手参与,以及实验过程出现问题发现问题的及时解决。 (4)教师要严于律已,教师要严格要求自己,实验过程中耐心指导,热情帮助,回答好学生提出的每个问题,并随时纠正不正确或不规范操作。
3 加强实验课考核,引进综合实验考评
实验课的成绩给定,往往包括实验课出勤率和实验报告成绩两方面综合。所以首先就要求教师认真考勤,只有学生的出勤率有保证才能有效地组织教学活动。其次,要求实验报告书写规范,详细完成实验报告,对实验结果进行讨论,实验失败要分析原因。同时教师也对实验报告认真批改,实验报告是对实验的总结,也是对实验课质量高低的检验。通过对实验报告的批改,可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。
实际教学中,实验报告雷同和抄袭的现象比较多见,为综合考评学生实际动手能力和对实验技能的掌握,建议今后引进期末的综合实验考评:即将各个试验项目设计成不同的实验题目,让每个学生随机抽取并在有限的时间内独立完成操作,视完成的情况给予评分。比如:“食品中常见菌类的平板培养”考察了无菌操作、培养基的制备,对食品中常见菌类平板接菌技术;“食品中常见菌类的形态观察”考察了革兰氏染色,各真菌形态辨别等。在进行具体考核过程中,可把每个考核的内容进行量化定出详细的评分标准,根据学生的每一个操作环节现场打分,并对同学进行现场提问,让学生进行答辩。
4 有计划推进实验室的开放 加强实验室开放管理
微生物实验室的开放是对食品微生物实验课的有益补充,能强化、巩固、提升对食品微生物课程内容的理解,我们鼓励学生设计和开发自己的科研项目,而且学校有很优厚的资金加以支持。但是开放实验室不是无条件的,有时因实验操作不当引起的安全隐患是很严重和难以预料。因此实验室开放时管理须给予加强。
建立科学的管理机制,利用校园网建设实验网站,公布开放实验项目的题目、时间和地点,供学生选择和预约。
专人负责学生的科研队伍,对菌种、标准品、和学生用到的有毒有害物质要有专人负责,注意保管,不随意丢弃,做好无害化处理。对使用仪器学生做好使用登记,实验物品注意清洗、归还、交接。
总之,食品微生物实验课,只有提高对实验教学活动的认识,精心选择实验内容,合理有效组织和管理实验过程,并加强实验课的考核,在此基础上,推进实验室对学生的开放,加强开放实验室的管理,就能确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的,也使学生真正有所收获。
参考文献
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[论文关键词]：食品微生物 教学改革 多媒体课件
[论文摘要]：针对食品微生物学课程教学， 文章 从教学内容、教学手段、 教学方法 和成绩考核标准等几个方面进行了探讨，为食品微生物教学改革提供了新的思路。
食品微生物学是一门研究与食品有关的微生物的科学，通过对微生物的基本知识、基础理论和基本实验技能的教学，使学生能辨别有益的、腐败的和病原的微生物，从而在食品制造、保藏过程中，充分利用有益微生物，控制有害微生物的活动，以防止食品的变质[1]。该课程内容多，涉及面广，技术性实用性强，是食品专业的专业基础课程。在教学中，除重视基础理论知识、基本操作技能的传授外，也注重了培养学生分析问题、解决问题的能力，做法和体会如下：
一、变学生被动为主动，变换教学立场
教师的备课不是简单的“背课”[2]，是在对教学内容熟悉的基础上，优化内容，根据食品微生物学知识体系的要求合理分配教学时间，增加学生在课堂上的参与和主动，启发引导学生完成学习任务，充分发挥教为主导，学为主体的作用。要改以往课堂以教师讲为主，学生被强迫坐于课堂，不能也不敢出声的传统教学模式，做到让学生“动”起来，让学生自身主动地进入到学习状态，增加学习兴趣，提高学习效果。
如“食品微生物学”与“生物化学”等课程相互渗透、相互联系，在授课时间上有前有后，为了避免相近课程某些内容重复，我们进行了授课内容的优化。对于先修课程生物化学，已讲过“物质代谢”内容，则以学生为主角，让学生课下查阅资料丰富相关知识尤其是一些科研论文(这样可以启发学生发现更多问题)，然后课堂向教师提问的方式来完成这部分教学内容。教师要根据学生提问的难易做到由浅及深地回答，帮助学生回顾已忘或还未掌握的内容。学生在提问时，允许学生充分发挥想象;老师答疑时要尽可能多联系一些日常生活的实例和本学科当前研究的最新进展，用简练、幽默、易懂的语言回答相关问题，这样既丰富了学生知识，又调动了学生积极性和趣味性，让学生在课堂上能够感觉到自己是课堂主角，要发挥主角作用。
二、善于利用多媒体教学资源
传统的板书加挂图的食品微生物教学模式已远远不能满足当今学生的信息量。计算机辅助教学成为当今教育科学及教学手段的重要组成部分[3]。多媒体技术应用于食品微生物教学中，使教学效果前所未有的提高。首先，多媒体技术使直观教学成为可能。将微观世界在课堂上生动再现，其效果胜过任何语言的描述。其次，多媒体提供的信息量远远大于传统教学模式。课堂上学生可以观看多幅图片，阅读多篇教学材料，这个数量可以是传统教学的几倍。第三，多媒体将多种教学资源进行了整合，提供了多种教学方法，如课件、动画、相关网络声像资料及新闻报道等。
食品微生物学，不仅内容丰富，涉及面广，发展迅速，而且个体微小，学生对它的认识远不如对宏观事物，再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂，学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解。针对这种情况，将多媒体技术应用到微生物学课程的教学，受到了学生的普遍欢迎。通过flash动画、PPT课件、高清晰显微照片、动态显微录像等CAI教学软件，使微观世界宏观化、教学内容形象化[4]。例如，把细菌、真菌、病毒的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的三维画面或科教电影形式展示给学生，以动画的形式表现出细菌鞭毛的运动、T偶噬菌体的增殖、主动吸收的方式、细胞的分裂过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣，有助于学生的理解与接受，而且可突破教学中的难点，加大教学的信息量，提高讲课的效率。
三、采取形象化教学形式
在实际教学过程中要注重知识的逻辑性和系统性，强化抽象理论与具体实例结合，增加学生对抽象理论的感性认识和接受能力。食品微生物学主要讲解了微生物在食品生产、贮运及销售过程的利害影响，但由于微生物的自身特性，我们很难就只有显微条件下才能观察到的细小生物让其形象化，宏观化。虽然多媒体已经在此方面有了很大改善，但要做到与具体实例联系更加紧密，更加强化学生的感性认识，我们必须借助实际生产、生活中的例子来实现形象化教学。如，上课时我们将一些常见的白酒、红酒、酸乳、面包、酱类等发酵食品带入课堂来讲授微生物在发酵食品中的应用，并且通过与实验紧密结合，开展发酵酸乳来增强学生对微生物利用的认知，让学生自已亲自动手制作酸乳，品评自已的劳动成果，便于理解和掌握教学内容重点。再如讲到微生物对食品的危害时，我们选用了一些发霉的粮食、发霉的马铃薯以及发臭的肉和罐头等进入课堂，这样在理论讲解时有现实的例子，无论从教师的讲授还是学生掌握都因有了宏观感性认识而变得轻松容易。
四、调动学生兴趣，培养创新能力
兴趣是学习的动力，也是创新的动力，创新的过程需要兴趣来维持。教育学家乌申斯基说：“没有丝毫兴趣的强制学习，将会扼杀学生探求真理的欲望。”[5]食品微生物课堂教学中要注重培养学生的学习兴趣，养成学生良好的学习习惯，为学生创造性学习奠定基础。那么如何在微生物教学过程中做到调动学生兴趣，培养创新能力呢?我们主要从三方面来做起。第一，因材施教。学生的个性差异和智力发展情况各不相同，因材施教，对不同层次的学生实施不同程度的思维能力和创造能力，对不同层次的学生要有不同的评价标准和不同的目标要求。第二，以“新”为轴，调动学生学习兴趣。教学中突出“新”的理念(即运用新思想，联系新理论，列举新课题等)，在激发学生的学习热情，培养提出问题，解决问题的能力，积极参加各种学术讨论会，大胆提问等方面都无疑会起重要作用，同时还赋予学生宝贵的 创新思维 。第三，多样化传授知识。改传统课堂教学模式，引入食品中微生物变化的课外观察，自行了解微生物的生长变化;鼓励学生课堂提问，学生课外查阅资料课堂以报告会形式进行教学内容讨论;积极开展相关实验，引入校园河水中微生物检测实验，培养学生自行设计安排和完成实验的能力。
五、强化实验教学，重视动手能力
食品微生物学是一门实验性、技能性很强的专业基础课，这一学科的在校大学生踏上工作岗位前，普遍存在动手能力较差、实验技能欠缺的问题。充分利用现有的力所能及的各种条件,加强实验技能培训，是最快捷有效的弥补方法。
(一)课堂实验
食品微生物实验课开始时，讲明实验目的、要求、步骤和注意事项，努力使实验成功的要求变成学生头脑中的指令，使每位同学都全神贯注地投入到实验当中去。从最基本的操作技术做起，抓住实验课上一切可以利用的机会，采取多种形式强化基本技能。具体如下：
最初，教师进行实验目的、要求、步骤和注意事项的详细讲解。
其次，以多媒体的形式将预先录制的实验过程向学生播放。这样既可以回顾理论教学内容加深实验印象，又可使学生初步了解实验过程、实验步骤及实验中的关键操作，帮助掌握实验技能。
再次，教师与学生同时进行实验操作。这样进行实验，学生在观看了录像后对部分仍不明白或是记忆不清楚的地方可以通过教师演示与他们实验的同步，进行实验信息交换，从而让学生能够最短最及时最迅速地掌握正确的实验技能。
最后，进行实验总结，认真完成实验报告的写作和批阅，从中找出问题并进行集中答疑，进一步修正学生实验中的错误。
(二)课外实验
不定期安排学生在课外做些简单实验或集中安排学生课外进行实验技能训练。如在讲微生物腐败变质时安排学生课外取一空矿泉水瓶内装入校园河流中比较清澈的水，然后进行封口存放，直至水质变化产生腥臭。让学生通过这种现象来强化课堂所学内容，起到了良好教学效果。再如集中学生利用课余时间进行校园河水中微生物检测实验，让学生以小组为单位独立完成从实验设计到完成检测报告一系列工作，并且最后进行结果评比。这样不但丰富了学生课余生活，而且还调动了学生的学习积极性，提高了学生的实际动手和综合运用知识的能力。
六、建立适合当代大学生的考核机制[6]，正确评定学生成绩
实行理论和实验考试分离，突出实验，综合评定的考试模式。改以往教师授课内容为蓝本，学生考前背，考后忘的非正常态考试模式。将理论考查内容面放宽加大，强调与实际食品生产的联系，将知识点以命题形式溶入现实生活，做到“学以致用”。实验考试采用笔试和操作各占一半的命题形式，做到实验理论和实验操作并行，要求学生在规定时间内完成两部分命题，达到理论、操作都掌握的目的。实验笔试以实验基本原理和关键操作步骤为主要命题范围，实验操作以抽签形式定，内容均为食品微生物必须掌握的实验内容，如显微镜观察、细菌染色、细菌计数等。最后学生成绩由理论和实验两部成绩再结合平时的课堂提问及实验情况进行综合评定，给出学生一个公平公正科学的考核成绩。通过这种模式考试既要求学生掌握了食品微生物的相关理论知识，又培养了学生的实验操作技能，为以后的实际工作打下了坚实基础。
实践证明，我们进行的食品微生物课程教学改革的大胆尝试是成功的。教学内容的丰富更新、教学手段的现代化，考核机制的客观化，不仅提高了教学质量和教学效果，而且激发了学生的学习兴趣，拓宽了学生的知识面，增强了学生的动手能力，适应了现代社会对人才培养的要求。
参考文献
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[5]叶丹玲，如何在微生物教学中培养学生的创新意识[J]，宁波工程学院学报
摘要： 随着人类社会的进步，食品安全已经成为世界性的公共卫生问题，不仅影响到人类的健康，而且关系到国家的安全及稳定，大力发展科学技术，研究新检验方法，快速推广普及有效检测技术越显重要。本文介绍了免疫检测技术、分子生物学方法、快速测试片法、电阻电导测定法四方面的检测方法，并评述了他们的特点。随着生物等新技术新方法在食品微生物检验领域应用，文章对近几年食品微生物检测技术和方法进行介绍，这样做有效的提高了检测效率和检验速度。
关键词： 检测方法;微生物
0 引言
随着人们现代科学技术的发展，“细菌门”、“福寿螺”、“毒饺子”等名词的出现，食品安全问题越来越受到人们的重视，根据WHO统计，全球每年有近15亿人感染食源性疾病，其中70%是食品中致病微生物污染引起的。各个环节中都有污染微生物的可能，包括食品生产、加工、储存、运输、销售等，目前，微生物对食品的污染问题成为人们关注领域。
1 食品微生物分类及命名
微生物并不是生物学分类学上的专门名词，而是对所有形体微小，单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、甚至没有细胞结构的低等生物的统称。其群体非常庞杂，种类繁多，包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。细胞型微生物按细胞结构又分为原核微生物和真核微生物。
2 食品微生物检测技术及方法
2.1 免疫检测技术———酶联免疫吸附剂测定法 (ELIsA)[1]
免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的生物-医学科学。免疫应答是机体对抗原刺激的反应，也是对抗原物质进行识别和排除的一种生物学过程。现代免疫学将“免疫”定义为：机体对“自己”和“异己”识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和，正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性功能。
酶联免疫分析法(ELIsA)是食品检验中应用的主要免疫检测技术。它的中心就是让抗体与酶复合物结合，然后通过显色来检测。具体说就是使抗原或抗体结合到某种固相载体表面，即与某种酶连接成酶标抗原或抗体，这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性，又保留酶的活性。在测定时，把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开，最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定比例。加入酶反应底物，底物被酶催化变为有色产物，产物的量与标本中受检物质的量直接相关，可根据颜色反应的深浅来进行定性或定量分析。
2.2 分子生物学方法
2.2.1 核酸探针法[2] 核酸探针是将已知核苷酸序列
DNA片段用同位素或其他方法标记，加入已变性的被检DNA中，在一定条件下即可与该样品中有同源序列的DNA区段形成杂交双链，从而达到鉴定样品中DNA的目的，这种能认识到特异性核苷酸序列有标记的单链DNA分子就称为核酸探针或基因探针。与免疫学方法相似，探针也需要附加适当标记。以往研究的探针技术要使用放射性同位素，只在专门的实验室使用，而现在较热门的技术是以核酸杂交为基础的第二代技术一—比色计。该方法依赖核糖体RNA(tRNA)发育中储存的核酸成分进行检测。这种天然富含rRNA标靶序列的使用使得无辐射检测成为可能，同时又保持了与放射性同位素方法相当或者更高的灵敏度。总体说，核酸探针技术是一种较为理想的技术，特点是敏感、特异、简便、快速，缺点是一种菌就需要一种探针，目前尚未建立所有菌种探针，该技术还有待进一步发展，再者就是检验费用比较昂贵。
2.2.2 聚合酶链反应法(PcR方法)[2] 聚合酶链反应 (PCR)PCR是美国科学家Mllllis于1983年发明的体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。又称为基因体外扩增法，是一种体外选择性扩增DNA或RNA的技术。该方法通过对人工难以培养的微生物相应RNA或DNA片段扩增，检测扩增的产物含量，从而快速对饲料中致病菌的含量进行检测。PCR技术可直接检测样品中痢疾杆菌，大肠杆菌、乳酸杆菌、肉毒梭菌等。
2.2.3 快速测试片法 快速测试片法是利用无毒的纸膜、纸片、胶片为培养基载体，快速、定性和定量检测试纸和胶片的食品微生物检测方法，它是一种集现代化学、高分子科学、微生物学于一体的检测方法。对有些项目的测定，其准确度和精确度高，几乎与标准方法相媲美。其优点：第一，常规法需要时间较长，而且温度要求严格，而测试片操作简单，大大缩短了测试时间，以往许多实验室不能实施，不能达到及时检测的目的。第二，快速测试片可以在取样时同时接种，防止延长接种时间时由于细菌繁殖造成的数量增多，结果更能反映当时样本中真实的细菌数。第三，测定少量样品，不需配试剂，价格低廉，可随时进行，便于运输，携带方便，易于消毒保存，操作简便快速。
2.2.4 电阻电导测定法 电阻电导测定法原理是：在细菌生长繁殖期间，将大分子物质(蛋白质、糖类等)分解成有机酸、氨基酸等带电荷的小分子物质，改变其培养液的导电度。这样，通过电阻和导电度的数值变化，就可推算出样品含菌数。目前已开发出来的电阻电导检测器有：美国Vitek公司生产的Bactometer可适用于检测肉品、乳制品等含菌量;英国推出的Mathus系统，可用来检测牛乳、酿造液、鱼及海产品的含菌量[3]。
3 结束语
随着人们生活质量的不断提高，食品安全问题已逐渐成为世界性公共卫生问题，直接关系到人类的健康。本文中罗列了几个方面的食品中微生物的检测技术，虽然很多技术依然存在一定的问题，有的属于世界前沿，有的还处于发展阶段，但其应用价值日显突出。
参考文献：
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