变速箱同步器失效过程与失效机理分析
作者：徐万里， 赵巍， 张学明， 徐曦萌， 粟斌， XU Wanli， ZHAO Wei， ZHANG Xueming， XU Ximeng ， SU Bin
作者单位：徐万里,赵巍,徐曦萌,粟斌,XU Wanli,ZHAO Wei,XU Ximeng,SU Bin(中国人民解放军总后勤部油料研究所 北京102300)， 张学明,ZHANG Xueming(中国人民解放军总后勤部油料研究所 北京102300;武汉理工
大学能源与动力工程学院 武汉430070)
刊名：
机械工程学报
英文刊名：Journal of Mechanical Engineering
年，卷(期)：2014,50(14)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/d36583224.html,/Periodical_jxgcxb201414010.aspx
各类材料失效分析方法 Via 常州精密钢管博客 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 失效分析流程 图1 失效分析流程 各种材料失效分析检测方法 1 PCB/PCBA失效分析 PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
图2 PCB/PCBA 失效模爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段· 无损检测： 外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 显微红外分析(FTIR) 俄歇电子能谱分析(AES) X射线光电子能谱分析(X PS) 二次离子质谱分析(TOF-SIMS)· 热分析：· 差示扫描量热法(DSC) 热机械分析(TMA) 热重分析(TGA) 动态热机械分析(DMA) 导热系数(稳态热流法、激光散射法) 电性能测试： · 击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移· 破坏性能测试： 染色及渗透检测
2 电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式 开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等 常用手段· 电测：连接性测试电参数测试功能测试 无损检测： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 制样技术： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 显微形貌分析： 光学显微分析技术 扫描电子显微镜二次电子像技术 表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 俄歇电子能谱分析(AES)
发动机是汽车的心脏，它为车辆的行驶提供源源不断的动力，车辆变速器的主要作用就是改变传动比，将合适的牵引力通过传动轴输出到车轮上以满足不同车辆在工况下的需求。可以说，一台变速箱的好坏，会对车辆动力性能产生直接的影响。最近20年，汽车变速箱也进入了百花争鸣的时代，市面上各式各样的变速器种类也让消费者的选择面前所未有的丰富起来，而市面上手动挡，自动挡，CVT无级变速，DSG双离合，AMT等不同种类的变速器都拥有一定的优势和不足，车168将陆续带大家了解市面上几种不同类型变速箱的原理和特性。 首先，我们需要先简单了解一下变速器产生的原因。一般来说，汽车的发动机是通过燃烧燃油来获取动力的，而发动机在怠速和最高转速之间时才能输出动力。而在整个转速范围内，发动机输出的扭矩和功率并不能保持一致，其相应的最大值只能在规定的转速出现。从车辆对驱动力的需求上看，单纯依靠发动机产生的扭矩不能满足汽车行驶中的各个阶段对驱动力的需求。比如在起步阶段，需要较大的扭矩和较低的转速，但是发动机在较低的转速下却无法提供足够的扭矩输出，在高速巡航时，需要较高的转速却对扭矩要求较低，而此时发动机保持高转速运转无疑会造成燃油的无谓消耗。由于现代发动机的这种不完美的特性，变速箱便应运而生。变速器在不同的工况下使用不同的速比，从而使得车辆和发动机在各种工况下都可以发挥其最佳的动力性能。
最常见的两轴5速手动变速箱解剖图 下面，我们就从结构最简单最传统的手动变速器说起。一般的手动变速箱的基本结构包括了动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，这就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生了不同的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。输入轴的动力通过齿轮间的传递，由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速箱的基本工作原理。 接下来，让我们通过一个简单的模型来给大家讲讲，手动变速箱换挡的原理。下图是一个简易的3轴2档变速箱的结构模型。 输入轴（绿色）也叫第一轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色则是输出轴，它也叫第二轴直接和驱动轴相连（只针对后轮驱动，前驱一般为两轴），再通过差速器来驱动汽车。 当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动，此时，轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，蓝色齿轮和
关于柳州海事局远程视频监控系统的故障分析报告――2011年10月至2012年5月 一、故障基本信息 二、故障现象及处理过程 1、第一次故障 υ故障现象：2011年11月13日接到柳州海事的报障，无法 连接服务器，客户端无法ping通服务器IP。 υ处理过程：接到报障通知后，我公司立即组织人员进行处 理，局域网内可与前端设备通信，问题初步定为平台服务器 故障。次日测试人员到达现场；经过测试，发现平台服务器 操作系统崩溃；与设备厂商联系，于16日将平台系统及所有 前端系统进行重新布署，故障解决。 υ故障分析：经过系统测试工程对系统日志进行分析，于11 月12日晚，因多个IP地址向平台服务器发起的恶意重复登录 请求导致平台服务器处理超载，并造成操作系统文件损坏。 2、第二次故障 υ故障现象：2011年12月06日接到柳州海事的报障，三江 支线画面无法显示。 υ处理过程：当日经测试维护人员检查，由于三江支线的传
输线路中断所至，为此马上与传输机房进行故障确认，并告知协助处理，于次日中午故障解决。 υ故障总结：由于三江网络传输点断电，导致传输线路不断，经协调后解决。 3、第三次故障 υ故障现象：2012年3月26日接到柳州海事的报障，无法连接服务器，客户端无法ping通服务器IP。 υ处理过程：接到报障通知后，我公司立即组织人员进行处理，局域网内可与前端设备通信及平台服务器进行通信。故障定为网络传输质量问题。当时与传输机房联系协助排查故障；经过测试排查，发现由于网络传输出现波动或延时现象较为严重导致系统自动判定为网络中断，不断的向前端设备发送重启命令导致；通过机房对线路进行优化配置后重启系统后恢复。 υ故障总结：由于网络传输出现波动或延时现象较为严重导致系统自动判定为网络中断，不断的向前端设备发送重启命令导致。 4、第四次故障 υ故障现象：2012年4月13日接到柳州海事的报障，红花电站支线画面无法显示。。 υ处理过程：接到报障通知后，我公司立即组织人员前往红花现场排查问题。次日完成故障排除，系统恢复正常。
两轴式手动变速器拆装 检修教案. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《汽车底盘机械系统检修》课程单元设计——手动变速器检修
三、课前准备 1、准备工具及仪器。 2、不同类型的手动变速器若干。 项目二手动变速器检修★教学目标： 【知识目标】 1、熟知手动变速器的作用、分类、结构及工作原理； 2、掌握手动变速器的拆装步骤及注意事项；
3、掌握手动变速器常见故障的现象、原因； 【能力目标】 1、能够拆装手动变速器； 2、能够对手动变速器进行正确的检查； 3、能对手动变速器常见故障进行诊断与排除； 【过程与方法目标】 1 通过教师讲授、操作，学生观察，初步掌握、体会获得基础的知识。 2 学生通过自己实践操作,从而建立正确的操作工艺，逐步掌握手动变速器检修的工作作业； 【情感目标】 在情景学习中体验安全操作规范，与人合作、沟通交流及尊重他人等维修服务的新理念,增强合作意识，环保意识，节约意识，养成良好职业习惯。 ★教学重点：手动变速器检修的工作过程。 ★教学难点：手动变速器检查 ★器材准备 1、准备工具及仪器。 2、不同类型的手动变速器若干。 ★教学过程: 【情景设置】 实例：一辆奇瑞东方之子轿车离合器技术状况良好，但挂挡时不能顺利挂入挡位，常发生齿轮撞击声，需对手动变速器进行拆检。 【导入新课】 A项目描述 在汽车底盘维修工作中，经维修师诊断确定变速器有故障需要分解并更换
内部某些零部件，维修技工按技术规范将变速器分解，换上新的零部件组装后 使其能正常工作。 【讲解新课】 B 相关知识 一、手动变速器结构及工作原理 （一）、手动变速器结构 1、手动变速器总成组件 变速器的组成主要包括变速器箱壳、换档及选档轴总成、变速器左箱垫、换档及选档轴总成、差速器总成、输入轴、中间轴、倒档轴、各档档位齿轮、倒档中间齿轮、同步器、换档拨叉轴、换档拨叉、轴承、油封、油槽、放油孔螺栓、加油孔与螺栓。 图2-1 2、输入轴与中间轴组件，主要由包括以下部件： 输入轴、油封、输入轴右轴承、输入轴3档齿轮、滚针轴承、高速同步器环、高速同步器弹簧、高速同步器啮合套及毂、高速同步器键、输入轴4档齿轮、输入轴左轴承、5档齿轮隔套、中间轴右轴承、中间轴、中间轴1档齿轮、1档齿轮同步器环、低速同步器弹簧、低速同步器啮合套及毂、低速同步器键、2档齿轮同步器外环、2档齿轮同步器中心内圈、2档齿轮同步器内环、弹簧卡圈、中间轴2档齿轮、中间轴3档齿轮、3档及4档齿轮隔套、中间轴4档齿轮、中间轴左轴承等。
电容的失效模式和失效机理 电容器的常见失效模式有： ――击穿短路；致命失效 ――开路；致命失效 ――电参数变化（包括电容量超差、损耗角正切值增大、绝缘性能下降或漏电流上升等；部分功能失效 ――漏液；部分功能失效 ――引线腐蚀或断裂；致命失效 ――绝缘子破裂；致命失效 ――绝缘子表面飞弧；部分功能失效 引起电容器失效的原因是多种多样的。各类电容器的材料、结构、制造工艺、性能和使用环境各不相同，失效机理也各不一样。 各种常见失效模式的主要产生机理归纳如下。 3.1失效模式的失效机理 3.1.1 引起电容器击穿的主要失效机理 ①电介质材料有疵点或缺陷，或含有导电杂质或导电粒子； ②电介质的电老化与热老化； ③电介质内部的电化学反应； ④银离子迁移； ⑤电介质在电容器制造过程中受到机械损伤； ⑥电介质分子结构改变； ⑦在高湿度或低气压环境中极间飞弧；
⑧在机械应力作用下电介质瞬时短路。 3.1.2 引起电容器开路的主要失效机理 ①引线部位发生“自愈“，使电极与引出线绝缘； ②引出线与电极接触表面氧化，造成低电平开路； ③引出线与电极接触不良； ④电解电容器阳极引出箔腐蚀断裂； ⑤液体电解质干涸或冻结； ⑥机械应力作用下电介质瞬时开路。 3.1.3 引起电容器电参数恶化的主要失效机理 ①受潮或表面污染； ②银离子迁移； ③自愈效应； ④电介质电老化与热老化； ⑤工作电解液挥发和变稠； ⑥电极腐蚀； ⑦湿式电解电容器中电介质腐蚀； ⑧杂质与有害离子的作用； ⑨引出线和电极的接触电阻增大。 3.1.4 引起电容器漏液的主要原因 ①电场作用下浸渍料分解放气使壳内气压上升； ②电容器金属外壳与密封盖焊接不佳； ③绝缘子与外壳或引线焊接不佳；
一、标题：事故（故障）分析报告 二、事故（故障）时间、地点、经过描述 时间写明年月日及钟点； 地点写明发生事故（故障）的车间、设备安装地点、岗位编号及设备名称、型号、规格； 经过写明当班操作人员姓名，交接及交接班本记录情况，班中设备点检及点检卡记录情况，操作人员设备操作情况，发现设备事故（故障）经过，事故（故障）处理步骤，事故（故障）汇报及抢修情况。 三、事故（故障）损失计算 1、直接经济损失：事故（故障）造成设备零部件损坏及修复费用总计。 2、间接经济损失：事故（故障）造成生产线停产的减产损失。 四、事故（故障）原因分析 1、当班操作人员是否按设备操作规程、安全规程进行操作；是否按点检卡要求进行设备点检；是否按设备维护保养规程进行设备维护保养；是否按润滑制度要求进行设备润滑检查加油。 2、维修人员是否按设备检修规程进行设备维修。
3、各级管理人员是否完善落实了各项设备管理制度，布置的工作是否进行了检查落实。 4、事故（故障）原因分类： （1）使用操作不当； （2）维护不周； （3）设备失修； （4）安装、检修质量不佳； （5）材料、备品配件质量不良； （6）设计制造不合理； （7）自然灾害； （8）人为破坏性事故； （9）其它原因。 五、事故（故障）定性分析 1、是否是责任事故（故障）。 2、重大事故或一般事故（故障）。 六、事故（故障）责任人的处理意见 按设备事故（故障）管理规定对事故（故障）相关责任人进行行政处分及经济处罚。 七、防范措施 1、提出防止类似事故（故障）发生的技术改进措施。 2、提出防止类似事故（故障）发生采取的管理措施。
附：参与事故（故障）分析人员一览表
作业：（8）航空发动机涡轮盘-叶片结构 ◆材料为镍基高温合金，为什么？ ◆服役环境的要素有哪些？ ◆有可能发生的失效类型是什么？ ◆如何设计实验确定失效的类型？ ◆改进的建议和措施 一．涡轮叶片的材料 涡轮叶片处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，是一种特殊的零件，它的数量多，形状复杂，要求高，加工难度大，而且是故障多发的零件，一直以来各发动机厂的生产的关键。所以对涡轮叶片材料就有更高的要求。 涡轮叶片的材料一般选择镍基高温合金。镍基合金就是以镍为基础，加入其他的金属，比如钨、钴、钛、铁等金属，做成以镍为基础的合金。有的镍基高温合金含镍量达到70%左右，其次Cr含量也比较高。其性能主要有： 1.物理性能。具有较高的熔点和弹性模量；各温度下均有较低的热膨胀系数，且随温度变化不大；没有磁性。 2.耐腐蚀性。镍基合金由于含Cr，在氧化性的腐蚀环境中的耐腐蚀性优于纯镍。同时，由于Ni含量高，在还原性腐蚀环境下也能维持良好的耐腐蚀性能。还具有良好的耐应力腐蚀开裂性能，也能抵抗氨气和渗氮、渗碳气氛。 3.机械性能。镍基高温合金在零下、室温及高温时都具有很好的机械性能。 4.高温特性。高温下耐氧化性极佳，对氮、氢以及渗碳也具有极佳的耐受性。 5.热处理及加工、焊接性。高温镍基合金不能通过热处理进行失效硬化，但可以进行固溶热处理和退火处理等。高温镍基合金比较容易进行热加工，冷加工性能比奥氏体不锈钢好。焊接性能与标准奥氏体钢一样，可采用TIG焊接、MIG焊接以及手工电弧焊。 总的来说，镍基合金具有优良的热强热硬性能、热稳定性能及热疲劳性能，可以承受复杂应力，组织稳定，有害相少，高温时抗氧化热腐蚀性好，蠕变特性出色，能够在相当苛刻的高温环境下进行服役。所以涡轮叶片的材料选择高温镍基合金。 二.涡轮叶片的服役环境 涡轮处于燃烧室后面的一个高温部件，而涡轮叶片处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，即涡轮叶片的服役环境特别的复杂与恶劣。总得来说，涡轮叶片服役环境的要素主要有： 1.不均匀的高温条件下工作。涡轮处于燃烧室后面的一个高温部件，涡轮工作叶片的工作温度大约在720℃～1120℃，其在工作时已达到红热状态，并且其温度场不均匀，随着飞行状态的变化而承受不同的温度，而且还存在高温氧化，这些都使得涡轮叶片的服役环境非常恶劣。 2.高转速条件下工作。涡轮发动机靠涡轮叶片快速旋转将燃气压缩排出，装化为机械能，为航天器提供动力。 3.高应力和复杂应力条件下工作。涡轮工作叶片承受很大的离心力及其弯矩，还要承受燃气施加的很高的弯曲载荷、热应力，还有振动应力和气动力等复杂的应力作用。 4.受到燃气高频脉动及燃气腐蚀的影响。涡轮工作叶片直接接触高温高压燃气，燃烧产生的燃气含有大量的Na，V，S等热腐蚀性元素，使得涡轮工作叶片的工作环境更为苛刻。 三．可能发生的失效类型 根据涡轮叶片的服役环境，可以推断出涡轮叶片的失效方式大概分为正常失效和非正常失效两种。 1.正常失效中的叶片损伤包括由磨损、掉块、内裂等构成的表观损伤和内部冶金组织损伤两类。其中，内部冶金组织损伤是指叶片在低于规定使用温度和应力的服役环境下发生的诸如γ＇相粗化，晶界及晶界碳化物形貌的变化，脆性相生成等显微组织的变化。导致的主要失效形式是蠕变失效，但同时还有高温腐蚀、热疲劳和低周疲劳及其交互作用等。蠕变损伤主要表现为蠕变孔洞和蠕变裂纹的产生。 大多数涡轮叶片的失效方式为正常失效方式，即蠕变失效、蠕变－疲劳交互作用导致的失效和腐蚀失效。 2.非正常失效是由于叶片设计不当、制备缺陷或人员操作不当引起的失效行为，主要表现为高周疲劳、超温服役引起的过热甚至过烧等失效形式。 总的来说，涡轮叶片可能的失效类型主要为：疲劳失效、蠕变失效和过载断裂等。 四．设计实验确定失效的类型 1.疲劳失效。金属零件再使用中发生的疲劳断裂具有突发性、高度局部性及对各种缺陷的敏感性等特点；引起疲劳断裂的应力一般很低，端口上经常可观察到特殊的、反映断裂各阶段宏观及微观过程的特殊花样。典型的疲劳端口的宏观形貌结构可分为疲劳核心、疲劳源区、疲劳裂纹的选择发展区、裂纹的快速扩展区及瞬时断裂区等五个区域。 2.蠕变失效。蠕变断裂是材料在恒定应力（应力水平低于材料的断裂强度）作用下应变时间逐渐增加，最后发生断裂。明显的塑性变形是蠕变断裂的主要特征，在端口附近产生许多裂纹，使断裂件的表面呈现龟裂现象。
手动变速箱的基本工作原理 一、变速箱的作用 发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先，任何发动机都有其峰值转速；其次，发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现.比如，发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比，换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。理想情况下，变速箱应具有灵活的变速比。无级变速箱（CVT)就具有这种特性，可以较好的发挥发动机的动力性能. 二、CVT 无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。现在，改进的设计使得CVT的使用已比较普遍。 国产AUDI 2.8 CVT 变速箱通过离合器及发动机相连,这样,变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速。
奔驰C级(图库论坛）级Sport Coupe 6速手动变速箱 一个5档的变速箱提供5种不同的变速比，在输入轴和输出轴间产生转速差。 三、简单的变速箱模型 为了更好的理解变速箱的工作原理,下面让我们先来看一个2档变速箱的简单模型,看看各部分之间是如何配合的： 输入轴(绿色）通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个部件。
轴和齿轮（红色）叫做中间轴.它们一起旋转。轴(绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。 轴（黄色)是一个花键轴，直接和驱动轴相连,通过差速器来驱动汽车。车轮转动会带着花键轴一起转动. 齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。在发动机停止,但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态,而花键轴依然随车轮转动。 齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒可以随着花键轴转动,同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮(蓝色）. 1档 挂进1档时，套筒就和右边的齿轮（蓝色）啮合。见下图： 如图所示，输入轴（绿色）带动中间轴,中间轴带动右边的齿轮（蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上.在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。 当套筒在两个齿轮中间时（第一张图所示），变速箱在空挡位置。两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间的变速比决定的. 四、真正的变速箱
电阻器常见的失效模式与失效机理失效模式:各种失效的现象及其表现的形式。 失效机理:是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。 1、电阻器的主要失效模式与失效机理为: 1)开路:主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。 2)阻值漂移超规范:电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。 3)引线断裂:电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。 4)短路:银的迁移，电晕放电。 2、失效模式占失效总比例表 (1)、线绕电阻 失效模式占失效总比例 开路90% 阻值漂移2% 引线断裂7% 其它1% (2)、非线绕电阻 失效模式占失效总比例 开路49% 阻值漂移22% 引线断裂17% 其它7% 3、失效机理分析 电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。 (1)、导电材料的结构变化:
薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无 定型结构。按热力学观点，无定型结构均有结晶化趋势。在工作条件或环境条 件下，导电膜层中的无定型结构均以一定的速度趋向结晶化，也即导电材料内 部结构趋于致密化，能常会引起电阻值的下降。结晶化速度随温度升高而加快。 电阻线或电阻膜在制备过程中都会承受机械应力，使其内部结构发生畸变，线径愈小或膜层愈薄，应力影响愈显著。一般可采用热处理方法消除内应力，残余内应力则可能在长时间使用过程中逐步消除，电阻器的阻值则可能因 此发生变化。 结晶化过程和内应力清除过程均随时间推移而减缓，但不可能在电阻器 使用期间终止。可以认为在电阻器工作期内这两个过程以近似恒定的速度进行。与它们有关的阻值变化约占原阻值的千分之几。 电负荷高温老化:任何情况，电负荷均会加速电阻器老化进程，并且电负 荷对加速电阻器老化的作用比升高温度的加速老化后果更显著，原因是电阻体 与引线帽接触部分的温升超过了电阻体的平均温升。通常温度每升高10℃， 寿命缩短一半。如果过负荷使电阻器温升超过额定负荷时温升50℃，则电阻 器的寿命仅为正常情况下寿命的1/32。可通过不到四个月的加速寿命试验， 即可考核电阻器在10年期间的工作稳定性。 直流负荷-电解作用:直流负荷作用下，电解作用导致电阻器老化。电解 发生在刻槽电阻器槽内，电阻基体所含的碱金属离子在槽间电场中位移，产生 离子电流。湿气存在时，电解过程更为剧烈。如果电阻膜是碳膜或金属膜，则 主要是电解氧化;如果电阻膜是金属氧化膜，则主要是电解还原。对于高阻薄 膜电阻器，电解作用的后果可使阻值增大，沿槽螺旋的一侧可能出现薄膜破坏 现象。在潮热环境下进行直流负荷试验，可全面考核电阻器基体材料与膜层的 抗氧化或抗还原性能，以及保护层的防潮性能。 (2)、气体吸附与解吸: 膜式电阻器的电阻膜在晶粒边界上，或导电颗粒和黏结剂部分，总可能 吸附非常少量的气体，它们构成了晶粒之间的中间层，阻碍了导电颗粒之间的 接触，从而明显影响阻值。 合成膜电阻器是在常压下制成，在真空或低气压工作时，将解吸部分附 气体，改善了导电颗粒之间的接触，使阻值下降。同样，在真空中制成的热分 解碳膜电阻器直接在正常环境条件下工作时，将因气压升高而吸附部分气体，
2013年7月份设备故障统计分析报告 一、故障概况 本月设备整体运行情况良好，根据DCC故障记录本月故障总数7件，其中机械故障3件，电气故障4件，设备完好率=（设备总台数*月工作天数-∑故障台数*故障天数）/（设备总台数*月工作天数）=99.73%，较上月98.81%有小幅提升。故障主要集中在7类试验设备、9类其他设备。 二、故障统计 表1 各类设备故障统计 三、故障分析 （一）故障趋势图
试验设备故障数一直处于高位运行状态，原因有三：一、部分试验设备使用频率较高，使用年限已久，到了故障高发期，主要表现为踏面制动单元试验台、制动器试验台等。二、前期试验台工作环境普遍不好，导致试验台性能不稳定；近期因试验间改造，频繁搬动试验台也是其故障高发的原因之一。三、国产试验设备普遍存在柜内原件布局及导线敷设不合理、定制件多且质量差，软硬件故障均较高。 针对原因一，设备室正逐步建立预防修性维修模式，加强对重点设备和高故障率设备的修程建立；原因二会随着试验间的改造完成，得到彻底解决；对于原因三，从6月下旬起,设备室对国产试验台进行了电气改造，目前已完成了电磁阀试验台改造工作，正在进行受电弓试验台和司控器试验台，后续将陆续开展高速断路器、电器综合试验台等6台设备改造工作。 （二）各类设备故障比例 图二2013年7月各类设备故障比例 进入13年以来，B、C类设备故障数明显增加，故障已由重点设备向边缘设备蔓延。设备室的工作重点将向“完善A类设备管理，强化B、C类设备修程建立”上发展。（三）七月份设备故障分析 1.烘干机 本月烘干机共报2次故障，均因加热管老化绝缘不良造成空开过流跳闸，目前已将该故障加热管隔离，后期换新。 2、空气弹簧试验台
片式电阻的主要失效机理与失效模式 1．什么是片式电阻，片式电阻的概念。 片式电阻器又称为片式电阻，也叫表面贴装电阻，它与它片式元器件（SMC 及SMD）一样，是适用于表面贴装技术（SMT）的新一代无引线或短引线微型电子元件。其引出端的焊接面在同一平面上。片式电阻在电路内的主要作用是降低电压，分担一部分电压即分压，限流保护电路，分流等，也可以用做时间电路元件和传感器等。 2.片式电阻的特性及分类。 表面组装的电阻器是表面组装元气件的组成之一，它属于无源元件，其作用主要供厚膜、薄膜电路作外贴元件用。它一般按两种方式进行分类。按特性与材料分类分为：厚膜电阻、薄膜电阻。按外形结构分类分为：矩形片式电阻、圆柱片式电阻、异形电阻。矩形片式电阻的结构如下图（a）： （a）矩形片式电阻结构示意图 2.1矩形片式电阻结构介绍： 矩形片式电阻由基板、电阻膜、保护膜、电极四大部分组成。 基板：基板材料一般使用96％的Al2O3（三氧化二铝）陶瓷。基本应具体有
良好的电绝缘性，在高温下具有良好的导热性、电性能和一定强度的机械性能。电阻膜：电阻膜是用具有一定电阻率的电阻浆料印刷在陶瓷基本上的，在经过烧结而形成厚膜电阻。电阻浆料一般用RuO2（二氧化钉）。近年来开始使用贱金属系的电阻浆料，比如氧化系（TaN-Ta）、碳化系(WC-W)和Cu系材料，目的是降低成本。 保护膜：将保护膜覆盖在电阻膜上，保护膜的主要作用是保护电阻。它一方面起机械保护作用，另一方面使电阻体表面具有绝缘性，避免电阻与邻近导体接触而产生故障。保护膜一般是低熔点的玻璃浆料，进过印刷烧结而成。 电极：电极是为了保证电阻器具有良好的可焊性和可靠性，一般采用三层电极结构：内层电极、中间电极、外层电极。内层电极作用：连接电阻体的内部电极。中间电极是镀镍层，其阻挡作用，提高电阻散热，缓冲焊接的热冲击。外层电极是锡铅层，主要作用是使电极具有可焊性。 3片式电阻常见的失效模式与失效机理。 图（1）线绕电阻失效总比例图（2）非线绕电阻失效总比例 片式电阻的主要失效模式与失效机理为： 1) 开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体受力发生断裂，引线帽与电阻体发生脱落。
3．两轴式变速器的特点是输入轴与输出轴（），且无中间轴 A．重合B．垂直C．平行D．斜交 4.当滑块位于（）时，结合套与锁环能进入啮合 A．锁环缺口的中央位置B．锁环缺口的两边位置 C．任何位置D，锁环缺口之外的位置 5．目前所有的同步器几乎都是采用（） A．摩擦式同步装置B．电控式同步装置C．液控式同步装置D．综合式同步装置 二、判断题（每小题4分共20分） （）１.变速器按操作方式分为手动变速器和自动变速器。按照传动比变化分为有极式和无极式变速器。 （）２.若小齿轮为主动轮，其转速经大齿轮传出时就降低了。若大齿轮为主动轮，其转速经小齿轮传出时同样降低。 （）３.三轴式变速器设置有输入轴、输出轴和中间轴。 （）４.输入轴也叫做主动轴或者第二轴。 （）5.变速器包括变速器传动机构和变速操纵机构两大部分。 三、填空题（每小题2分共20分） 1．手动变速器的倒档是在两啮合齿轮中加装一个，使输出轴旋转反向，实现汽车倒向行驶的档位。 2.变速器的档是指在满足驱动轮牵引力要求的条件下，保证汽车以较高的经 济性行驶的档位。 4.两轴式5档变速器主动轴中1档到5档齿轮的大小顺序为 5.为防止变速器工作时，由于油温升高、气压增大而造成润滑油渗漏现象，在变速器盖 上装有_ _ 6.同步器的功用是使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速达到__ ___，并阻止二 者在同步前进入__ _，从而消除换档冲击。 7.变速器操纵机构的锁止机构包括_ __、_ _ _、_ __ 三种形式，其中可以防 止自动挂档和脱档的是___ _____。 8.对于五档变速器，前进档中传动比最大的为档，传动比最小的为 档。 9手动变速器的基本构造包括机构和机构两部分 常用的惯性同步器有、两种形式。 四、简答题（每小题1分共20分） １．变速器的主要功用有： .同步器的组成 五、画图题（每小题1分共20分） 画出三轴EQ1090手动变速器档位传递路线图 六、分析题（每小题1分共20分） 写出EQ1090EQ1090手动变速器档位各个传递路线
变速箱同步器损坏的原因及预防变速器副箱的高低速变换档是通过双H进气阀进气，换档气缸活塞的工作，再通过同步器使齿轮副同步后啮合来完成的。每变换一次高、低档，同步器就工作一次，当然也就磨损一次。同步器的工作是有寿命的，如果使用不当，势必造成同步器的早期损坏，造成变速器的档位转换困难。 副箱同步器损坏主要有以下几方面的原因： (1)离合器制动失效。离合器制动即是起步同步器。当踩下离合器踏板，并踩到底，离合器踏板臂将离合器制动控制阀打开，压缩空气进入离合器制动阀，将活塞推向变速器副轴制动齿轮。活塞的制动面靠在制动齿轮的端面上，二者产生摩擦。因为此时变速器的齿轮和轴是靠惯性运转的，产生制动后，很快的停止不转，达到了驾驶员起步挂档迅速的目的。如果离合器制动失效，齿轮和轴靠惯性还在运转，强行的挂入低速档，会造成副箱同步器同步时间增长，啮合不理想，同步器工作时间长，磨损加大。 (2)换档气缸密封圈及活塞破裂。换档气缸密封圈损坏，导致不能换入低速档或高速档，并漏气。如果漏气不严重，换档时勉强能够换入。由于换档气缸漏气，活塞推力不足，活塞带动换档叉轴、换档叉、滑动齿轮的前移和后移，力量不足，同步器工作时间长，磨损加大。 (3)变速器油位不足，润滑不好，造成同步器的早期磨损加大。 (4)变速器内的润滑油变质，润滑效果不好，导致同步器磨损。
(5)操作问题。驾驶员如果频繁地进行高、低档的转换，势必增加同步器的工作次数，造成磨损增大。正确的操作能够延长同步器的使用寿命，即车辆在运行中，尽量减少不必要的高、低档转换。适当地选择路面，做到眼明、手快，减少不必要的增减档，用排气制动控制是节油、减少部件磨损的有效办法。 (6)使用离合器制动不当。如踩离合器踏板没有踩到底，造成离合器制动阀不起作用，这时就强行挂档起步;在正常运行中分离离合器也将踏板踩到底，都会造成同步器的磨损增加和损坏。正确的操作是起步时离合器踏板踩到底，使离合器制动生效，做到平稳迅速挂档起步。车辆在运行中，掌握好离合器踏板的自由行程，在自由行程符合标准时，踩离合器踏板，遇到一个有力的硬点就可以了。总之，合理、正确的操作，能减少机件的损坏和磨损。
2012年10月份自动班设备运行分析 检修部自动班 二〇一二年十月
2012年10月份自动班生产设备运行分析 1设备整体运行情况 2012年9月20至2012年10月19日期间，自动班所辖主、辅设备总体运行情况良好，未发生设备不安全事件。 2班组所辖设备 主设备：发电机励磁系统、水轮机调速系统、进水口闸门控制系统、调速器油压装置控制系统。 辅助设备：一副直流系统、二副直流系统、GIS楼直流系统、进水口直流系统、厂房空压机系统、厂房渗漏排水控制系统、厂房检修排水控制系统、水垫塘渗漏排水控制系统、坝体渗漏排水控制系统、尾水渗漏排水控制系统、厂房污水控制系统、污水厂控制系统、盘型阀油压装置控制系统、泄洪洞闸门控制系统、表孔、中孔、底孔闸门控制系统、机组和主变消防控制系统、公用消防系统、工业电视系统、广播系统。 3设备缺陷和异常及处理 3.1消缺：2012年9月20日，检查处理#1机调速器控制系统#2PLC CPU模块电 池低压报警灯点亮的缺陷。 原因分析：故障原因为#1机调速器控制系统#2PLC CPU模块电池使用时间过长，电量不足。 处理办法：更换#1机调速器控制系统#2PLC CPU模块电池，报警灯熄灭。3.2消缺：2012年9月27日，检查处理“一副直流#1充电机06模块、#2充电 机03、06模块背后风扇不转”缺陷。 原因分析：经现场检查、试验，一副直流系统#1充电机06模块、#2充电机03、06模块风扇不转是由于模块风扇电源回路板件损坏导致的。
处理办法：现已将一副直流#1充电机06模块、#2充电机03模块更换为同型号的充电机，型号：ATC230M20；将#2充电机06模块更换为奥特迅二代产品，型号为ATC230M20II，两种型号的充电机可通用，不影响直流系统的正常运行。上电后发现#1充电机02模块风扇不转，#2充电机上电后发现00模块、07模块、11模块不转，经检查发现是由于模块老化，上电时受到电流的冲击导致风扇不转。现场对风扇正常模块和风扇不转模块进行测温比较，风扇正常模块温度为31.9-32.3℃，风扇不转模块温度为32.8-33.1℃，两者相差0.5-1.2℃，不影响一副直流系统的正常运行。由于风扇电源回路板件现无备品，待备品到货后，再进行更换处理。现一副直流系统#1、#2直流充电机已投入正常运行。 3.3消缺：2012年10月8日，检查处理主变排污泵主泵未自动启动，备用泵启动。 原因分析：故障原因为控制主泵启动的浮子开关LS1损坏导致主泵无法工作。 处理办法：更换了新的备品（型号：KEY/5 DL MAC3），泵试运行均正常，主、备泵均能正确启停。设备现已投入正常运行（#1泵自动、#2泵备用）。 3.5消缺：2012年10月17日，一副油处理室消防系统雨淋阀控制箱面板上“监控”和“辅助监控”指示灯未点亮。 原因分析：故障原因为主板冗余通道的继电器故障。 处理办法：不具备消缺条件，目前板件已无备品更换，且已停产。此故障信号不影响系统控制和运行。 3.6 2012年10月19日，检查处理二副直流系统2号充电机电流表、蓄电池电流表通电无显示。 原因分析：故障原因为二副直流系统2号充电机电流表、蓄电池电流表已损坏。 处理办法：将二副直流系统2号充电机电流表、蓄电池电流表更换为同型号的电流表，型号为IDAM05，上电检查工作正常。
电容器失效模式和失效机理 电容器的常见失效模式有:击穿、开路、电参数变化(包括电容量超差、损耗角正切值增大、绝缘性能下降或漏电流上下班升等)、漏液、引线腐蚀或断裂、绝缘子破裂或表面飞弧等.引起电容器失效的原因是多种多样的.各类电容器的材料、结构、制造工艺、性能和使用环境各不相同,失效机理也各不一样. 各种常见失效模式的主要产生机理归纳如下. 1、常见的七种失效模式 (1) 引起电容器击穿的主要失效机理 ①电介质材料有疵点或缺陷,或含有导电杂质或导电粒子; ②电介质的电老化与热老化; ③电介质内部的电化学反应; ④银离子迁移; ⑤电介质在电容器制造过程中受到机械损伤; ⑥电介质分子结构改变; ⑦在高湿度或低气压环境中极间飞弧; ⑧在机械应力作用下电介质瞬时短路. (2) 引起电容器开路的主要失效机理 ①引线部位发生“自愈“,使电极与引出线绝缘; ②引出线与电极接触表面氧化,造成低电平开路; ③引出线与电极接触不良; ④电解电容器阳极引出箔腐蚀断裂; ⑤液体工作台电解质干涸或冻结; ⑥机械应力作用下电介质瞬时开路. (3) 引起电容器电参数恶化的主要失效机理 ①受潮或表面污染; ②银离子迁移; ③自愈效应; ④电介质电老化与热老化; ⑤工作电解液挥发和变稠; ⑥电极腐蚀; ⑦湿式电解电容器中电介质腐蚀; ⑧杂质与有害离子的作用; ⑨引出线和电极的接触电阻增大. (4) 引起电容器漏液的主要原因 ①电场作用下浸渍料分解放气使壳内气压一升; ②电容器金属外壳与密封盖焊接不佳; ③绝缘了与外壳或引线焊接不佳; ④半密封电容器机械密封不良; ⑤半密封电容器引线表面不够光洁; ⑥工作电解液腐蚀焊点. (5) 引起电容器引线腐蚀或断裂的主要原因 ①高温度环境中电场作用下产生电化学腐蚀; ②电解液沿引线渗漏,使引线遭受化学腐蚀;
FMEA（失效模式与影响分析） Failure Mode and Effects Analysis 潜在失效模式与后果分析 在设计和制造产品时，通常有三道控制缺陷的防线：避免或消除故障起因、预先确定或检测故障、减少故障的影响和后果。FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具。 FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将这些风险减小到可接受的水平。及时性是成功实施FMEA的最重要因素之一，它是一个“事前的行为”，而不是“事后的行为”。为达到最佳效益，FMEA必须在故障模式被纳入产品之前进行。 FMEA实际是一组系列化的活动，其过程包括：找出产品/过程中潜在的故障模式；根据相应的评价体系对找出的潜在故障模式进行风险量化评估；列出故障起因/机理，寻找预防或改进措施。 由于产品故障可能与设计、制造过程、使用、承包商/供应商以及服务有关，因此FMEA又细分为设计FMEA、过程FMEA、使用FMEA和服务FMEA四类。其中设计FMEA和过程FMEA最为常用。 设计FMEA（也记为d-FMEA）应在一个设计概念形成之时或之前开始，并且在产品开发各阶段中，当设计有变化或得到其他信息时及时不断地修改，并在图样加工完成之前结束。其评价与分析的对象是最终的产品以及每个与之相关的系统、子系统和零部件。需要注意的是，d-FMEA在体现设计意图的同时还应保证制造或装配能够实现设计意图。因此，虽然d-FMEA不是靠过程控制来克服设计中的缺陷，但其可以考虑制造/装配过程中技术的/客观的限制，从而为过程控制提供了良好的基础。进行d-FMEA有助于： ·设计要求与设计方案的相互权衡； ·制造与装配要求的最初设计； ·提高在设计/开发过程中考虑潜在故障模式及其对系统和产品影响的可能性； ·为制定全面、有效的设计试验计划和开发项目提供更多的信息； ·建立一套改进设计和开发试验的优先控制系统； ·为将来分析研究现场情况、评价设计的更改以及开发更先进的设计提供参考。 过程FMEA（也记为p-FMEA）应在生产工装准备之前、在过程可行性分析阶段或之前开始，而且要考虑从单个零件到总成的所有制造过程。其评价与分析的对象是所有新的部件/过程、更改过的部件/过程及应用或环境有变化的原有部件/过程。需要注意的是，虽然p-FMEA不是靠改变产品设计来克服过程缺陷，但它要考虑与计划的装配过程有关的产品设计特性参数，以便最大限度地保证产品满足用户的要求和期望。 p-FMEA一般包括下述内容： ·确定与产品相关的过程潜在故障模式； ·评价故障对用户的潜在影响； ·确定潜在制造或装配过程的故障起因，确定减少故障发生或找出故障条件的过程控制变量； ·编制潜在故障模式分级表，建立纠正措施的优选体系； ·将制造或装配过程文件化。 FMEA技术的应用发展十分迅速。50年代初，美国第一次将FMEA思想用于一种战斗机操作系统的设计分析，到了60年代中期，FMEA技术正式用于航天工业（Apollo计划）。1976年，美国国防部颁布了FMEA的军用标准，但仅限于设计方面。70年代末，FMEA技术开始进入汽车工业和医疗设备工业。80年代初，进入微电子工业。80年代中期，汽车工业开始应用过程FMEA确认其制造过程。到了1988年，美国联邦航空局发布咨询通报要求所有航空系统的设计及分析都必须使用FMEA。1991年，ISO-9000推荐使用FMEA提高产
光电子元器件的失效模式和失效机理 朱炜容 1.1 光电子器件的分类 在光电子技术中，光电子元器件包括光源器件以及光探测器件。其中光源器件主要有发光二极管和激光器。光探测器件主要是光电二极管。作为电气元件，光纤和光缆也是光电子技术中不可缺少的组成元件。 1.2 激光器的失效模式及失效机理 随着工作时间的增加，半导体激光器的工作性能将会劣化，发射功率和效率下降，有时还会发生突然失效的灾变性损坏。造成半导体激光器退化的原因除了其本身的因素外，还有使用温度、工作条件等环境因素。 一、暗线缺陷 暗线缺陷是激光器工作时形成的缺陷网络，这些缺陷最终会导致发射功率的下降。暗线缺陷的形成除了材料、工艺过程中会引入外，其形成过程与温度有很大的关系，它所引起的退化速率强烈地依赖于温度。 二、腔面损伤退化 腔面的损伤退化一般有灾变性退化和化学腐蚀损伤退化。 在高功率密度激光的作用下，由于局部过热、氧化、腐蚀、介质膜的针孔和杂质等因素使腔面遭受损伤，从而使局部电流密度增加，局部大量发热，在热电正反馈的作用下，最终腔面局部熔融，导致灾难性的损伤，器件完全失效。 腔面的化学腐蚀是由于光化学作用使腔面表面发生氧化，并形成局部缺陷，导致腔面局部发热，使激光器性能退化甚至失效。 三、电极退化 高功率半导体激光器的欧姆接触退化和热阻退化与其他电子器件的电极退化相似。电极金属和半导体材料间存在互扩散，在烧结的部位，孔洞和晶须的生长现象是常见的退化模式。另外，热应力导致的电极损伤也很常见。由于电极远离器件的有源区，电极退化对器件特性的影响一般在老化或工作一定时间后再表现出来。
半导体激光器的工作性能对温度非常敏感，温度升高将加速暗线缺陷的生长，腔面氧化等失效机理，严重影响激光器的寿命。激光器的转换效率不高，自身的功耗很大，因此降低热阻是提高激光器寿命和可靠性的主要方法之一。芯片电极烧结质量的好坏不但影响了热阻的大小，而且还关系到电极的电阻，因为激光器在正常工作时，其一般工作电流为几十甚至上百安培，即使是很小的电极电阻，也将产生很大的热功耗，减小电极电阻可以减小激光器本身的热功耗。此外，烧结工艺控制不好会造成焊料沾污腔面、焊料导致pn结短路以及烧结应力导致芯片损伤等。因此电极的烧结质量与半导体激光器的性能、稳定性和可靠性紧密相关。 1.3 光电二极管的失效模式和失效机理 光电二极管的失效模式主要有：结构损伤、光纤断裂、开路、短路、性能参数退化（暗电流上升、响应度降低、击穿电压降低等）和IV特性变化等。 引起这些失效的主要原因如下： 1、结构损伤 整个光电二极管结构由于外力导致构成器件的各有机组成部分产生大的机械变形、位移，严重影响到器件的使用性能或致使器件失去规定的功能。这些外形结构的损伤失效容易通过目检并结合使用环境来判定。 1）机械应力如震动、冲击、碰撞、压力，可能会导致二极管的结构变形毁坏，外引线脱（断）落，光窗破裂，光纤塑套皱缩，纤芯断裂等失效。 2）热应力容易导致器件不同性质的材料之间因热膨胀系数的差异而位移、形变，从而导致结构（绝缘子、光窗、封边等）漏气、光纤位移甚至脱落。 3）高湿环境中器件金属表面容易受到电化学腐蚀，导致光窗脱落、封边漏气、外引出端及其与管脚间的绝缘电阻降低。 2、光纤断裂 1）各方向的应力超过了光纤承受的限度。 2）与金属或陶瓷插针粘接的光纤纤芯因机械或热应力作用导致光纤在插针结合部位断裂或损伤。