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文档简介

11101类主讲人:王灿,机械零件故障知识,讲座内容-机械零件故障分析1。机械零件故障表和诊断2。一般故障形式和特征以及诊断3。故障分析思路和方法4。设计、加工和装配错误和失败,概述失败:产品失去规定功能的显影机械产品失败的三种类型:过度变形、破坏和表面损坏。失败的结果:直接经济损失、间接经济损失故障学:研究机械设备故障诊断、故障预测和故障预防的理论、技术和方法以及工程应用领域。引起故障的因素:材料方面,环境破坏分析的重要性:促进产品质量的提高,促进相关科学和工程技术的发展,故障分析促进产品质量的提高,如图所示。故障分析与机械产品可靠性的关系:从故障分析的角度谈产品的可靠性包括在设计和制造中保持产品固有的可靠性、使用、维修后反映的可靠性等。可靠性技术分为可靠性工程、主要是系统可靠性分析、系统可靠性设计和评估三个领域。可靠性分析,包括可靠性测试、故障分析和预防;可靠性数学。可靠性、可靠性、失败概率-时间的函数失败分析领域的开发,机械零件失败形态和诊断失败形态分类失败特征和特定特征的分类右,失败形态的诊断标准:第一、第二、第三次破坏失败形态的诊断标准:残骸分析、应力分析、失败模拟磨损失败形态的诊断标准:磨损表面的形态和第二次表面组织和性能的变化芯片形态、芯片组成和组织变化;磨损系统各参数关系及变化等磨损失效形式的诊断,首先必须根据零件特性具体确定磨损失败的故障点。总结了机械零件故障原因服务条件、材料因素、设计和工艺因素、使用和维护等零件故障因素。首先,零件的服务条件零件的服务条件包括应力状态和工作环境1。应力状态:负载类型、负载性质、应力状态(1)负载类型轴向负载弯曲负载:齿根、汽车板弹簧扭转负载:轴剪切负载:螺栓接触负载:对齿间、滚珠和轴承内外环之间特定零件失败原因的准确判断需要充分考量环境媒体的影响。下表:第二,设计、制造和部件故障1。设计和部件故障设计不合理,设计考虑不足,是部件故障的重要原因之一。如果通过错误地估计零件的工作条件(例如估计工作可能的过载)设计的零件的承载能力不足,则材料选择不当是失败的另一个重要原因。2.材料、制造工艺和零件故障的原因也与材料的内部质量和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、表面质量差、组织状态异常、无法达到要求的机械性能、3、使用、维修和零件老化机器使用过程中使用过载、润滑不良、清洗不良、腐蚀生锈、表面冲击损坏、表面冲击损坏例如:汽车工厂中50个曲轴的疲劳破坏原因:维修后轴颈圆角半径太小(r 3;设计要求R6)示例:齿轮故障,包括工作条件要求苛刻的重载齿轮箱、磨损和划痕、齿面烧伤和熔化、齿面塑性变形、过载折叠和疲劳折叠。原因:齿轮运行过程中严重发热、润滑失败导致牙齿表面严重磨损、冷却效率低下、粘合磨损、塑料流动。典型故障形式和特征和诊断1,过度弹性变形故障概述:零件由机械应力或热应力产生弹性变形。弹性变形是受力作用的必然结果,但是精密机器对零件的大小和匹配关系要求很严格,弹性变形超过规定的极限时,会引起零件的异常匹配关系。范例:线膨胀系数、不同材料的线膨胀系数、钢、铜膨胀系数、钢衬套;以青铜为套筒,低温下出现蓄冷现象。特性和判断(1)故障产品是否有严格的大小匹配要求,是否有高温或低温工作经验(2)观察拟合表面是否有划痕、划痕或磨损等痕迹,(3)是否考虑弹性变形的影响,以及措施(4)计算验证弹性变形故障的可能预防措施(1)选择适当的材料和结构弹性系数,特征和判断:明显的塑料变形(例如弯曲、扭转、薄壁零件的凹陷等)和改进措施(1)减少实际应力:工作应力、残余应力、应力集中(2)增加材料的屈服极限,3、塑料断裂失败概述:如果零件的应力高于屈服强度,则会发生塑料变形,应力会进一步增加,从而导致称为塑料断裂失败的失败形式特性和判断(1)断裂附近的宏观塑性变形或裂纹(2)大面积固件(3)塑性变形层改进措施:在设计中使用变形限制装置或添加变形保护报警系统。例如:铜柱张紧器,4,脆性断裂概述: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降伏强度,因此称为低应力脆性断裂。防止和改善特性和判断的措施(1)按照设计,应选择工作温度高于材料的脆性转变温度或脆性转变温度低于工作温度的材料。(2)正确执行工艺程序,应避免过热、过热、回火脆性、焊接裂纹和淬火裂纹。(3)遵守运营设计规定的使用条件,平稳运行,尽量避免冲击载荷。腐蚀失败:金属材料因周围环境介质的化学或电化学作用而受损,称为金属腐蚀失败。相关数据显示,全世界生产的钢铁有20%-40%因腐蚀而报废。防止金属腐蚀的措施:(1)正确选择金属材料,合理设计金属结构;(2)添加缓蚀剂,去除介质中的关键成分;(3)隔离有害介质中的应力腐蚀裂纹:金属材料在特定介质条件下起到拉应力作用,表示一段时间后发生的裂纹和破坏现象。腐蚀疲劳故障:材料是由于循环应力和腐蚀介质的相互作用而产生的失效形式。腐蚀疲劳裂纹扩展速率也受温度、频率和介质浓度等的影响。温度增加,腐蚀恶化促进了裂纹增长。在最大应力下,停留时间会延长,介质的腐蚀效果会提高,从而降低载荷频率,从而加快裂纹扩展速度。在一定介质浓度范围内,介质浓度增加,裂纹扩展具有相当的速度,大于介质浓度阈值,介质浓度变化对裂纹扩展的影响不大。增加零件腐蚀疲劳电阻的措施(1)表面感应淬火,提高表面

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