机械维修技术201902 精选文档

1、,机械工程学院,机自,11101,班,主讲人：王灿,机械零件失效知识,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,主讲内容,机械零件失效分析,1.,机械零件失效形式与诊断,2.,常见失效形式及特征和诊断,3.,失效分析的思路和方法,4.,设计、机械加工和装配中的失误与失效,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2

2、.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,概,述,?,失效：产品失去其规定功能的现象,?,机械产品失效的三种类型,?,机械产品失效的形式：过量的变形、断裂和表面损伤,等。,?,失效的后果：直接经济损失、间接经济损失,?,失效学：研究机械装备的失效诊断、失效预测和失效,预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门学科。,?,引起失效的因素：材料方面、环境方面,?,失效分析的意义：促进产品质量提高、促进相关科学,和工程技术的发展,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile

3、 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,?,失效分析促进产品质量提高,如图所示：,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,?,失效分析与机械产品可靠性的关系：从失效分析,的角度谈产品的可靠性，是指使用的可靠性，它,既包括设计和制造中保持产品固有的可靠性，也,包括了使用、维修后所体现出来的可靠性。,?,可靠性技术分为三个领域：可靠性工程，主要是,系统可靠性分析、系统可靠

4、性设计和评价；可靠,性分析，包括可靠性试验、失效分析与防止；可,靠性数学。,?,可靠性、可靠度、失效概率时间的函数,?,失效分析学科的发展,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,机械零件失效,形式及诊断,?,失效形式分类,?,按失效的宏观,特征分类,?,按失效性质和,具体特征分类,?,请看右图,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Clie

5、nt Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,?,失效形式的诊断：一级、二级、三级,?,断裂失效形式的诊断依据：残骸分析、,应力分析、失效模拟,?,磨损失效形式的诊断依据：磨损表面的,形貌和次表面组织和性能的变化；磨屑,形貌、磨屑成分和组织的变化；磨损系,统中各参数的关系和变化等,?,磨损失效形式的诊断，必须首先根据零,件性质具体确定磨损失效的,失效点,。,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019

6、-2019 Aspose Pty Ltd.,机械零件失效原因概述,?,零件失效因素：服役条件、材料因素、设计与工艺因,素以及使用和维护等及各方面。,一、零件的服役条件,?,零件的服役条件包括,受力状况和工作环境,1.,受力状况：载荷类型、载荷性质、应力状态,（,1,）载荷类型,?,轴向载荷,?,弯曲载荷：轮齿根部、汽车钢板弹簧,?,扭转载荷：传动轴,?,剪切载荷：螺栓,?,接触载荷：轮齿之间、滚珠与轴承内外圈之间,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-

7、2019 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,对于某一种零件失效原因的准确判断，必须充分考,虑环境介质的影响。如下表：,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,二、设计、制造与零件失效,1.,设计

8、与零件失效,?,设计不合理和设计考虑不周到是零件失效的重要原因,之一。,?,对零件的工作条件估计错误，如对工作中可能的过载,估计不足，造成设计的零件的承载能力不够。,?,选材不当是导致失效的另一个重要原因。,2.,材料、制造工艺与零件失效,?,零件的失效原因还与材料的内在质量以及机械制造工,艺质量有关。,（,1,）冶金质量,（,2,）机械制造工艺缺陷：工艺裂纹、残余内应力、不,良的表面质量、不正常的组织状态、达不到要求的机,械性能,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyri

9、ght 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,三、使用、维修与零件时效,?,机器在使用过程中,超载使用，润滑不良，清洁不好，,腐蚀生锈，表面碰伤,，在共振频率下使用，违反操作,规程，出现偶然事故，没有定期维修或维修不当等，,都会造成零件早期破坏失效。,?,例如：某汽车制造厂,50,根曲轴疲劳断裂,原因：修复后轴颈圆角半径太小,（,R,3,；设计要求,R,6,）,?,例如：工作条件苛刻的重载齿轮箱，齿轮失效表现为：,沾着磨损和划伤，齿面烧伤和熔融，齿顶塑性变形，,以及过载折齿和疲劳折齿等。,原因：齿轮工作过程中,严重发热、润滑失效造成齿面,严重磨损、冷却不力、粘着磨损、塑性流动,。

10、,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,常见失效形式及特征和诊断,一、过量弹性变形失效,?,概述：零件受机械应力或热应力作用产生弹性变形。,?,弹性变形是受力作用的必然结果，但在精密机械中，,对零件的尺寸和匹配关系要求严格，当弹性变形超过,规定的限量时，会造成零件的不正常匹配关系。,?,例如：线膨胀系数，不同的材料具有不同的线膨胀系,数，钢、铜线膨胀系数不同，钢作轴套；青铜作轴瓦，,低温时出现,抱轴,现象。,E

11、valuation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,?,特征及判断,（,1,）失效产品是否有严格的尺寸匹配要求，是否有高温,或低温工作经历,（,2,）观察配合表面是否有划伤、擦痕或磨损等痕迹,（,3,）设计时是否考虑弹性变形的的影响及措施,（,4,）计算验证弹性变形失效的可能,?,防止措施,（,1,）选择合适的材料和结构,弹性模量、热膨胀系数,（,2,）确定适当的匹配尺寸,考虑工作温度,（,3,）采用减少变形影响的转接件,Ev

12、aluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,二、屈服失效,?,概述：由过量的塑性变形引起的失效成为屈服失效。,?,特征及判断：,明显的塑性变形,，如：弯曲、扭曲、薄,壁件的凹陷等,?,防止与改进措施,（,1,）降低实际应力：工作应力、残余应力、应力集中,（,2,）提高材料的屈服极限,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile

13、5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,三、塑性断裂失效,?,概述：零件所受的应力高于屈服强度时，产生塑性变,形，应力进一步增加，可能发生断裂，这种失效形式,称塑性断裂失效。,?,特征及判断,（,1,）断口附近有宏观,塑性变形或裂纹,（,2,）大面积韧窝,（,3,）塑性变形层,?,改进措施：在设计上采用变形限位装置或增加变形保,护报警系统。,例如：铜排链张紧装置,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019

14、 Aspose Pty Ltd.,四、脆性断裂失效,?,概述：是指断裂前没有明显塑性变形的断裂形式。断裂,应力低于材料的屈服强度，因此称为低应力脆断。,?,特征及判断,?,防止和改进措施,（,1,）从,设计,上考虑，应保证工作温度高于材料的脆性转,变温度，或选用脆性转变温度比工作温度更低的材料。,（,2,）从,工艺,上考虑，应正确执行工艺规程，避免过热、,过烧、回火脆性、焊接裂纹及淬火裂纹等。,（,3,）从,操作,上考虑，应遵守设计规定的使用条件，操作,平稳，尽量避免冲击载荷。,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Cli

15、ent Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,?,腐蚀失效：金属材料受周围环境介质的化学或电化学,作用而引起的损坏，叫做金属的腐蚀失效。,?,据有关资料统计：世界上生产的钢铁,20%-40%,因腐,蚀失效而报废。,?,防止金属腐蚀的措施：,（,1,）正确选用金属材料和合理设计金属结构,（,2,）添加缓蚀剂和去除介质中要害成分,（,3,）隔离有害介质,应力腐蚀开裂：指金属材料在特定的介质条件下，受,拉应力作用，经过一定时间后发生的裂纹及断裂现象。,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides fo

16、r .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,?,腐蚀疲劳失效：是材料在循环应力和腐蚀介质的共同,作用下产生的一种失效形式。,?,腐蚀疲劳裂纹扩展速率还受,温度、频率和介质浓度,等,的影响。温度升高，因腐蚀作用加剧而促进裂纹扩展；,加载频率降低，因在峰值应力时停留时间加长，促进,介质较充分的发挥腐蚀作用而加快裂纹扩展；在一定,介质浓度范围内，介质浓度增加可显著的加快裂纹的,扩展，当大于介质浓度临界值时，介质浓度的改变对,裂纹扩展的影响不显著。,?,提高零件腐蚀疲劳抗力的措施,（,1,）表面感应淬火，提高表面层材料的强度。,（,2,）喷丸和表面滚压强化，提高表层材料强度，造成,表面残余压应力状态，提高腐蚀疲劳抗力。,（,3,）表面化学热处理；（,4,）电镀,Evaluation only.,eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0,Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.,小结：,通过学习机械设备维