机械零件的失效形式

机械零件失效形式及诊断1. 引言机械零件是任何机械设备中最关键的组成部分之一。

随着机械设备的运行时间增加，零件的失效概率也会增加。

因此，了解机械零件的失效形式以及如何进行诊断对于设备的维护和保养至关重要。

本文将讨论常见的机械零件失效形式以及相应的诊断方法，希望能给读者提供一些有益的知识和实用的技巧。

2. 机械零件失效形式2.1 磨损失效磨损是机械设备常见的失效形式之一。

机械零件在长时间的摩擦和磨损中会出现磨损现象，导致零件尺寸变小、表面质量下降等问题。

常见的磨损形式包括表面磨损、疲劳磨损和焊接磨损等。

2.2 塑性变形失效塑性变形是指机械零件在受外力作用下发生塑性变形，导致零件形状和尺寸的永久性变化。

塑性变形常见的形式有弯曲、扭转和压扁等。

2.3 断裂失效断裂是机械设备中最严重的失效形式之一。

机械零件在受到较大的外力作用下可能会发生断裂，导致机械设备无法正常工作。

常见的断裂形式包括静态断裂、疲劳断裂和韧性断裂等。

2.4 腐蚀失效腐蚀是指机械零件在介质中受到化学反应导致金属表面发生腐蚀破坏的现象。

腐蚀会导致机械零件的表面质量下降、尺寸变化等问题。

3. 机械零件失效的诊断方法3.1 监测技术通过使用各种监测技术，可以实时监测机械零件的工作状态和性能参数。

这些监测技术包括振动监测、噪声监测、温度监测等。

通过对监测数据的分析和比对，可以及时发现机械零件的异常情况，进而进行相应的维修和更换。

3.2 检查和观察定期的检查和观察是诊断机械零件失效的有效方法之一。

通过检查和观察，可以发现机械零件的磨损、变形、断裂等异常情况。

同时，还可以观察机械零件的润滑情况、磨损程度等。

这些信息对于及时诊断并防止机械零件失效具有重要意义。

3.3 非破坏性检测技术非破坏性检测技术可以在不破坏机械零件的情况下检测其内部的缺陷和损伤。

这些技术包括超声波检测、磁粉检测、射线检测等。

通过分析和评估检测结果，可以及时发现机械零件的问题，并采取相应的修复措施。

机械零件的失效分析失效：零件或部件失去应有的功效零件在工作过程中最终都要发生失效。

所谓失效是指：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。

只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已经失效。

一般称呼失效大多是特指零件的早期失效，即未达到预期的效果或寿命，提前出现失效的过程。

失效分析：探讨零件失效的方式和原因，并提出相应的改进措施。

根据失效分析的结果，改进对零件的设计、选材、加工和使用，提高零部件的使用寿命，避免恶性事故的发生，带来相应的经济效益和社会效益。

一、零件的失效形式失效形式分3种基本类型：变形、断裂和表面损伤。

1、变形失效与选材（机件在正常工作过程中由于变形过大导致失效）①弹性变形失效（由于发生过大的弹性变形而造成的零件失效）弹性变形的大小取决于零件的几何尺寸及材料的弹性模量。

金刚石与陶瓷的弹性模量最高，其次是难溶金属、钢铁，有色金属则较低，有机高分子材料的弹性模量最低。

因此，作为结构件，从刚度及经济角度看，选择钢铁是比较合适。

②塑性变形失效（零件由于发生过大的塑性变形而不能继续工作的失效）塑性变形失效是零件中的工作应力超过材料的屈服迁都的结果。

一般陶瓷材料的屈服强度很高，但脆性非常大，因此，不能用来制造高强度结构件。

有机高分子材料的强度很低，最高强度的塑料也不超过铝合金。

因此，目前用作高强度结构的主要材料还是钢铁。

2、断裂失效①塑性断裂零件在受到外载荷作用时，某一截面上的应力超过了材料的屈服强度，产生很大的塑性变形后发生的断裂；②脆性断裂脆性断裂发生时，事先不产生明显的塑性变形，承受的工作应力通常远低于材料的屈服强度，所以又称为低应力脆断；③疲劳断裂在低于材料屈服强度的交变应力反复作用下发生的断裂称为疲劳断裂；④蠕变断裂在应力不变的情况下，变形量随时间的延长而增加，最后由于变形过大或断裂而导致的失效；3、表面损伤①磨损失效磨损主要是在机械力的作用下，相对运动的接触表面的材料以细屑形式逐渐磨耗，而使零件尺寸不断变小的一种失效方式。

机械零件的主要失效形式有：根断表面压碎表面点蚀塑性变形过量弹性形变共振过热和过量磨损等平键按用途分为平键导键滑键普通平键用于静联接，即轴与轴上零件之间没有先对移动。

按端部形状不同分为A型（圆头） B型（平头） C型（单圆头） 3种导键和滑键均用于动联接。

导键适用于轴上零件轴向位移量不大的场合；滑键用于轴上零件轴向位移较大的场合。

平键的宽度应根据轴的直径选取润滑剂的主要作用是减小抹茶，磨损，降低工作表面温度。

常用的润滑剂有：液体润滑剂，半固体润滑剂，固体润滑剂，气体润滑剂径向滑动轴承动压油膜的形成过程静止时，轴与轴承孔自然形成油楔；刚启动，速度低。

由于轴径与轴承之间摩擦，轴承沿轴承孔上爬。

随着速度增大，被轴径带动起来的润滑油进入楔形间隙并产生东亚力将轴径推离，形成动压油膜。

提高螺纹连接强度的措施有：1. 改善螺纹牙间的载荷分配;2. 减小螺栓的应力幅3. 采用合理的制造工艺（冷镦，液压，冷作硬化）4. 避免附加弯曲应力5. 减小应力集中的影响6. 氰化氮化，喷丸等表面硬化处理改善螺纹牙间的载荷分配，避免附加弯曲应力是针对静强度，其余是疲劳强度当螺纹公称直径，牙型角，螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能好螺纹联接的主要类型有1. 螺栓联接，常用语被联接件不太厚和周边有足够装配空间的场合2. 双头螺栓联接，用于常装拆或结构上受限制不能采用螺栓联接的场合3. 螺钉联接，用于不经常装拆联接的场合4. 紧定螺钉联接，多用于轴和轴上零件的联结，可传递不大的力和转矩对于普通螺栓组联接，当被联接件受横向工作载荷作用时，其螺栓本身主要受拉应力。

带传动中的两种滑动弹性滑动：带传动中，拉力差使带的弹性型变量变动，而引起带与带轮之间的相对滑动，称为弹性滑动。

使带传动比不精确，且使带与带轮之间产生磨损；打滑：当外界传递功率过大，所需有效拉力大于极限有效拉力时，带与带轮之间的显著滑动。

使带传动失效，但起过载保护作用。

期末练习题一、填空1、机械零件的失效形式主要表现为磨损、变形、断裂。

2、通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损五种形式。

3、磨损分为三个阶段磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。

4、影响粘着磨损的因素摩擦表面的状态、摩擦表面材料和金相组织。

5、磨料磨损的机理微量切削、疲劳破坏、压痕破坏、断裂。

6、磨料磨损分为凿削式、高应力碾碎式和低应力擦伤式三类7、磨料磨损的影响因素磨料、摩擦表面材料。

8、疲劳磨损的机理滚动接触疲劳磨损、滚滑接触疲劳磨损。

滚滑接触疲劳磨损分为两类非扩展性疲劳磨损、扩展性疲劳磨损。

9、影响接触疲劳磨损的主要因素材质、接触表面粗糙度、表面残余内应力其他因素。

10、减轻腐蚀危害的措施：正确选材、合理设计、覆盖保护层、电化学保护、添加缓冲剂、改变环境条件。

11、影响氧化磨损的因素氧化膜生长的速度与厚度、氧化膜的性质、硬度。

12、影响微动磨损的因素：振幅、载荷、温度、润滑、材质性能。

13、金属零件的断裂分为延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、环境断裂。

14、金属零件的腐蚀损伤分为化学腐蚀、电化学腐蚀、气蚀。

15、机械零件的变形分为弹性变形和塑性变形，其中塑性变形又可分为翘曲变形、体积变形、时效变形。

二、选择1、下列哪种形式不属于磨损的五种形式之一。

（C ）A、磨料磨损B、粘着磨损C、断裂磨损D、疲劳磨损2、（ D ）是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导致产生裂纹和分离微片或颗粒的一种磨损。

A、微动磨损B、粘着磨损C、腐蚀磨损D、疲劳磨损3、腐蚀磨损可分为（ C ）和特殊介质下腐蚀磨损两大类。

A、酸碱液磨损B、氧化气体磨损C、氧化磨损D、介质磨损4、微动磨损是一种有磨料磨损，粘着磨损和（ A ）的复合磨损形式。

A、氧化磨损B、疲劳磨损C、断裂磨损D、腐蚀磨损5、下列哪一项不属于影响微动磨损的主要因素。

（B ）A、振幅B、氧化膜C、温度D、材质性能6、（A ）是一种危险的失效形式。