问题

为什么很多机械设备出现故障后,敲一敲就莫名其妙地好了?

回答
这确实是个令人费解又屡试不爽的“秘术”。我们身边不少人,特别是那些经验丰富的老师傅,总能在机械设备闹脾气时,不慌不忙地走上前,对着关键部位“嘭”地一下,然后设备就像被施了魔法一样,重新乖乖运转起来。这背后究竟藏着什么科学原理?难道真的只是运气好,或者说这是一种神秘的“物理疗法”?

其实,这种“敲一敲就好了”的情况,虽然看起来有些玄乎,但背后往往隐藏着一些比较实际的机械或电气原理。它并非真的治本,更像是对症下药,解决燃眉之急,并且这种“药方”在很多情况下还挺有效。

我们不妨从几个常见的机械设备故障类型来分析分析。

1. 接触不良的“物理唤醒”

这是最常见也是最容易通过“敲击”解决的问题。很多机械设备内部都有大量的电气连接点,比如电线接头、继电器触点、传感器连接器、电路板上的焊点等等。

原因: 随着时间的推移,这些连接点可能会因为灰尘、油污、氧化、轻微腐蚀,甚至是震动而产生氧化层或松动。这些都会导致导电性能下降,电流无法顺畅通过,从而引发设备无法工作或工作不稳定。
“敲击”的作用: 当你对设备某个部位进行敲击时,尤其是有接触不良的连接点,这种冲击力会在瞬间产生一个微小的位移或者震动。这个震动可能会:
打破氧化层: 氧化层虽然导电性差,但相对来说比较脆。剧烈的震动或冲击,特别是如果接触面本身有弹性,就有可能将薄薄的氧化层震碎,让金属表面重新接触,恢复导电。
重新紧固连接: 如果是螺丝连接松动,或者插件插得不够牢固,敲击的震动可能会让它们暂时“弹”回原位,重新形成紧密的接触。
清除微小障碍物: 有时一些细小的灰尘或颗粒卡在触点之间,也会影响导电。震动可能将这些颗粒震开。

想象一下,一个你平时写字都懒得拧紧的笔帽,突然掉在地上,有时候反而会卡得更紧。机械设备的接触点也类似,氧化层一旦形成,就很顽固,但瞬间的震动有时能起到意想不到的“清洁”或“咬合”作用。

2. 机械卡滞的“解困仪式”

对于那些有大量运动部件的机械设备,比如电机、齿轮箱、传送带等,有时候会因为内部的细微卡滞而停止工作。

原因:
润滑不良: 润滑油/脂干涸、变质或不足,导致运动部件之间摩擦力增大,甚至出现粘连。
异物进入: 细小的金属屑、沙粒等进入齿轮或轴承间隙,造成卡阻。
部件变形或错位: 长时间运行或受到冲击,某些部件可能发生微小的形变或错位,导致啮合不良。
热胀冷缩: 温度变化导致某些部件膨胀,与其他部件的间隙变小,引起卡滞。
“敲击”的作用:
克服惯性: 当设备停止运行时,卡滞的部件可能处于一个“卡死”的状态。敲击提供的瞬间力,可以克服这个静止的摩擦力,给部件一个初始的动能,让它重新开始运动。这就像一辆卡在雪地里的车,推一把才能启动。
震松异物: 敲击产生的震动,可能将卡在缝隙中的异物震松,或者让它们移动到不影响运行的位置。
“解压”变形: 极微小的形变或错位,在敲击的震动下,可能会暂时得到缓解,让部件得以恢复到可以运转的状态。

有时候,一个电机卡住了,可能是因为定子和转子之间有个极小的缝隙被东西卡住了,你一敲,它就动了。就像你把一本书压在桌上,如果书边卡住了一个细小的东西,你稍微晃动一下书,它可能就松开了。

3. 控制系统的小“发脾气”

一些集成度较高的设备,可能涉及到电子控制单元(ECU)或者PLC(可编程逻辑控制器)。

原因: 电子元件对震动和静电比较敏感。有时候,电子元件自身的老化、虚焊,或者微小的瞬间干扰(比如静电),都可能导致控制信号出现异常,让设备误判或停机。
“敲击”的作用:
震动复位: 对于一些“卡死”在某个错误状态的电子元件(比如某个触发器),瞬间的震动有时能将其复位到正常状态。这有点类似于电脑死机了,重启一下就好了,但这里是通过物理震动来达成。
临时恢复连接: 如果是电路板上的焊点或元件引脚有虚焊,敲击可能暂时恢复接触。
静电释放(理论上): 虽然可能性较低,但理论上,某些剧烈的震动也可能对积聚的静电产生一定的释放作用。

当然,对于电子设备,这招的效果远不如机械接触不良那么立竿见影,而且如果原因真的是电子元件损坏,敲击只会是掩耳盗铃。

为什么是“老师傅”们更擅长?

这里面的门道可深了。老师傅们凭借多年与设备打交道的经验,能做到以下几点:

“听声辨病”: 他们能通过设备运行时发出的细微声音变化,判断出哪里可能出了问题,比如是“咔咔”的异响,还是“嗡嗡”的异常震动。
“触感知情”: 通过触摸设备的温度、震动幅度,也能初步判断部件的工作状态。
精准打击: 经验让他们知道该敲哪个部位,敲多大力。过重可能加剧损坏,过轻则无效。他们往往能找到那个“恰到好处”的点。
治标不治本的智慧: 很多时候,他们也明白这只是个临时措施,但对于急需生产的情况,能够迅速恢复设备运转,本身就是一种巨大的价值。后续再进行更细致的检修。

总结一下,这个“敲一敲就好了”的现象,绝非迷信,而是利用了物理世界的一些基本原理:

动能克服静止摩擦力(卡滞)。
震动打破氧化层或重新紧固接触(接触不良)。
瞬间的冲击可能使某些电子元件“软复位”。

当然,这是一种基于经验的临时性解决办法。它不能根治问题,有时候甚至可能因为敲击不当而加剧设备的损坏。但是,在很多紧急情况下,它以一种简单粗暴的方式,解决了燃眉之急,也成为了无数经验丰富的技术人员手中不可或缺的“工具”。下一次你看到有人这么做时,不妨多观察一下,你可能会发现,这背后藏着一套值得玩味的“机械哲学”。

网友意见

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回答这个问题,需要从抽象的角度理解:大部分机械结构都处于稳定平衡态,所以在噪声(敲一敲)的作用下,会回到平衡态(设计状态)。

我们讨论稳定平衡的时候,都会要问一个问题:这是在什么变量空间下的平衡?

一个球,在锅底稳定平衡,那是在真实空间上的平衡,也就是 发生变化的时候,也能平衡。

上图就是三种平衡态,其中c就是稳定平衡,而b就是不稳定平衡。它们之间的差别在于:稳定平衡在外界扰动之后,是可以回到原先状态的;而不稳定平衡则不会,比如b中的球就会坠落山下。

而这里说的机械结构,对应的空间则更大,是描述机械形状的空间。你可以这样理解:空间中的每一个点都对应一个机械结构,两点之间的距离则代表了变化的差异。这个空间是无穷维的。


如果有一点点变化的话,那在这个空间里看,机械所处的位置就发生了一个微小的变化。


对于大部分的物体,比如就是铁棍吧,弯了一点点,它一定会有恢复的力。也就是一个负反馈。

从能量的角度看,只要不是范性形变,那在这个无穷维空间的大部分位移都会增加系统的能量。

从而可以认为这个系统是稳定平衡的。


再用一张图来解释「敲一敲」这个过程:


举个例子,如果两个齿轮这样卡在了一起:

我们称之为「故障状态」,那么这个形变就会带来弹性势能的增加,所以在很多变化的维度上(比如齿轮旋转),这个状态是不稳定的只要敲一敲,齿轮发生了微小的旋转,那它立刻就会回到低能态(也就是正常状态)。

那么为什么说,大部分机械结构,都处于稳定平衡的状态呢?因为微扰是不可避免的,只有稳定平衡才是实用的状态。

然后就是另一个问题了,为什么有的结构,敲一敲就不行了呢?比如软件出了bug、文件损坏了,为什么就不能用这个方法了呢?

有三点可能:

  1. 文件的「损坏」状态,对应的能量并不比未损坏的状态高。所以在微扰下不会自发回到某个状态;
  2. 「敲一敲」的能量太低了,不足以在那么小的尺度上引发变化。
  3. 有的虽然是机械结构,但敲击引发的噪声只能影响少部分维度。也就是敲击对应的震动模式并不能影响到很多维度,而能影响到的维度则不是稳定平衡。


补充一点,从控制论的角度看,大部分机械结构在极少数特定的维度上,其能量曲线是非常平的。这是为了保证机械结构对外界能够做出反应。但这与一开始说的并不矛盾,因为这只是少数几个维度。


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【相关回答】:

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这是我们人类特殊的修理办法:从外部给予重击来达到维修的目的。


机器暂时不工作其实原因很多:

1.老化,老化或者长时间不用机油干燥、落灰,会导致起动阻力增大,你拍一拍就是让老人家活动了一下而已…

2.接触不良,这很正常,有的线路与良好的接触之间可能就差一点点,稍加振动就能接触然后工作。


—————稍加更新—————

完全没想到会有人看所以就随便写了写,居然有些赞那我真是非常高兴了。

那我就多写一点给大家看咯,基本上就是上面那两条细说一下( ´▽` )ノ


首先,机械坏了敲一敲这个行为不是我们这个时代的产物,它应该是起源于电气还不是如此发达的时期。

到现在为止,敲一敲就好了也大部分都是机械结构的东西(电机及附带的机构,风扇、洗衣机),或者是插槽很多导线密布的机器(比如台式主机、电视),旧的台式电脑有时候拍拍就能亮,笔记本手机这样的出问题了却不会有人第一反应是去拍拍它。

我见过大机械厂的师傅遇到不转的东西,上下打量一下就掏出大扳手一顿砸,这在很多情况下不符合规范却是简单有效的行为。


机械问题原因十分复杂多样:


首先就是起动阻力,机械里面的机油是可以流动的,如果放久了不用,某部分润滑不是那么好,会导致起动阻力增大,电机在运转的时候,最大输出扭矩是需要一定转速的,启动扭矩往往小于这个扭矩,如果起动阻力就很大而扭矩很小,很可能导致无法正常启动。

这一点小时候就有感觉吧,如果小赛车的电池没多少电,打开开关马达不转,用手搓一下就可以转了。

插个图进来讲解一下,不全正确但便于理解:

以前在学习的时候都是认为最大静摩擦约等于动摩擦的,然而实际上最大静摩擦要略大于动摩擦。

灵魂画手上线!

然后润滑系统被联动之后阻力还会进一步下降



其次就是机械结构刚好遇到死点,曲柄连杆机构中,以连杆为主动件时,如果所处位置压力角为90度,这个时候连杆不能带动从动件工作。

摇杆是主动件,连杆和曲柄处于同一直线的时候出现死点。

老式踏板缝纫机,有时候踏板踩不动需要用手转一下手轮,基本也是这个原因。

这是曲柄滑块机构,内燃机气缸和曲轴的机构,滑块C是主动件,当ABC三点一线时出现死点。

这些位置无论驱动力多大,都是不能驱动从动件的,这些机构原本是依靠惯性(飞轮)通过死点的,但是如果启动时就在死点那就没办法了,敲一敲的行为就是用震动破坏这些死点位置的状态(汽车里面是先用电机起转)。


然后还有就是弹簧部分因为老化或者处于不正确位置导致阻力过大被卡住不能及时回弹,有的按下去就不起来了,一拍桌子吓得人家一个激灵就跳起来正常了…



再有就是接触不良,有的机械排线密集,长时间可能会造成局部生锈、脱离或者是落灰导致局部短路等问题,一个铁砂掌打得人家该抖的抖抖掉了没连的也连上了就能用了…

但是接触不良如果你去拍打,意味着你承担了另一个风险——接触更不良。然而通常而言,接触不良就是接触不良,没人在乎更不更的问题,那怕拍一拍只有0.1的概率使它恢复正常也还是会去试试,有时候甚至希望拍一拍接触不良的地方能直接脱落,这样我能知道问题出在哪,比在几十根线中间挨个找要简单多了。


现代电气如此发达了,如果没反应的是手机手表笔记本电脑什么的,没有多少机械结构,也没有多少插线的接口,非要敲一敲那恐怕能把人家最后一口气也给敲没了。

没错机械硬盘说的就是你!

磁碟型机械硬盘数据都存在磁碟扇区里面,碰撞、震荡都有可能产生机械损坏而造成数据丢失。


当然也有用震动才能正常工作的例子…

日本97式的手榴弹!

刺针式引信!拔了保险得再磕一下才会触发…

据说日军是磕一下脑袋(钢盔)再扔出去…

第一次知道这个来自于电影《举起手来》,主角不知道日军手雷怎么用而没有当成烈士…


图片来自度娘

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听很多人说,孩子成绩不好,教几遍都没用,打一顿,下次真就进步了。所以都认为书上不能打孩子的说法,是政治正确地胡说八道。其实是,孩子怕下次被打,自己急中生智,改进了学习效率。而孩子改进学习效率的方法,是基于他自己的学习体验,是你体会不到,也教不了的。

别误会【我不完全是文科生】。机械我不懂,集成电路学过几年。拿个万用表,对着电路板一通量,还是找不到哪里断了。但是,对着老破的收音机,啪,一拍,居然又响了。为啥?所有氧化的连接点,都受到了一次震动。说不定你找不到的那个断点,氧化物就被摩擦掉了一点。我想,机械零件的氧化,走合,也是差不多的道理吧。

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1、你说这是老电器,不是老机械

2、老电器电路板焊接质量差,经常会出现虚焊现象,或者由于长时间的热胀冷缩,焊点与引线发生接触不良的现象,这个问题是相当普遍的。所以拍拍就好了没什么神秘的。

像这种焊点脱焊导致的接触不良是相当普遍的故障原因

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