機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)培訓(xùn)課件

1、機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23高等教育出版社電氣控制系電氣控制系 王志堅(jiān)王志堅(jiān)機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、故障的定義一、故障的定義二、故障的分類二、故障的分類三、故障的規(guī)律三、故障的規(guī)律機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、故障的含義一、故障的含義機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、故障的含義一、故障的含義機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、故障的含義一、故

2、障的含義機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23關(guān)于功能失效的基本概念：關(guān)于功能失效的基本概念：1）失效的原因：）失效的原因：零件失去設(shè)計(jì)所要求的效能零件失去設(shè)計(jì)所要求的效能（功能）。（功能）。2）失效的模式：）失效的模式：即失效的外在表現(xiàn)形式。常見即失效的外在表現(xiàn)形式。常見的失效形式主要有磨損、腐蝕、過量變形、斷裂的失效形式主要有磨損、腐蝕、過量變形、斷裂3）失效的機(jī)理：）失效的機(jī)理：失效的物理、化學(xué)、機(jī)械等變失效的物理、化學(xué)、機(jī)械等變化的過程和內(nèi)在原因的實(shí)質(zhì)。化的過程和內(nèi)在原因的實(shí)質(zhì)。一、故障的含義一、故障的含義機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零

3、部件失效機(jī)理2022-3-23一、故障的含義一、故障的含義NoImage機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23故障診斷的基本方法故障診斷的基本方法(與醫(yī)學(xué)方法的對比與醫(yī)學(xué)方法的對比)機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的分類二、故障的分類1.按故障性質(zhì)分：按故障性質(zhì)分：1）間歇性故障：）間歇性故障： 設(shè)備只是在短期內(nèi)喪失某設(shè)備只是在短期內(nèi)喪失某些功能些功能,在對設(shè)備稍加修理調(diào)試或在外部干在對設(shè)備稍加修理調(diào)試或在外部干擾消失后擾消失后,功能即可恢復(fù)功能即可恢復(fù).多半由機(jī)電設(shè)備外多半由機(jī)電設(shè)備外部原因如工人誤操作、氣

4、候變化部原因如工人誤操作、氣候變化、環(huán)境設(shè)施環(huán)境設(shè)施不良等因素引起不良等因素引起2）永久性故障）永久性故障 ：此類故障必須經(jīng)人工修理此類故障必須經(jīng)人工修理才能恢復(fù)功能才能恢復(fù)功能.該故障一般是因?yàn)槟承┝悴吭摴收弦话闶且驗(yàn)槟承┝悴考p壞引起的件損壞引起的機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的分類二、故障的分類2.按故障程度分：按故障程度分：1）局部性故障）局部性故障 設(shè)備只是某一部功能喪失設(shè)備只是某一部功能喪失,不影響設(shè)備其它功能的實(shí)現(xiàn)不影響設(shè)備其它功能的實(shí)現(xiàn)(如冷卻電機(jī)如冷卻電機(jī))2）整體性故障）整體性故障 雖然設(shè)備只是某一部功能喪雖然設(shè)備只是某一

5、部功能喪失失,但卻使設(shè)備整體功能不能實(shí)現(xiàn)但卻使設(shè)備整體功能不能實(shí)現(xiàn)(如主電動(dòng)如主電動(dòng)機(jī)故障機(jī)故障)機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的分類二、故障的分類3.按故障形成速度分按故障形成速度分1）突發(fā)性故障）突發(fā)性故障 故障發(fā)生具有偶然性和突發(fā)性故障發(fā)生具有偶然性和突發(fā)性,一一般與設(shè)備使用時(shí)間無關(guān)般與設(shè)備使用時(shí)間無關(guān),故障發(fā)生前無明顯征兆故障發(fā)生前無明顯征兆,通過早期試驗(yàn)或測試很難預(yù)測通過早期試驗(yàn)或測試很難預(yù)測,一般是由工藝系統(tǒng)一般是由工藝系統(tǒng)本身不利因素與偶然的外界影響因素共同作用的本身不利因素與偶然的外界影響因素共同作用的結(jié)果結(jié)果 2）緩變性故障

6、）緩變性故障 故障發(fā)展緩慢故障發(fā)展緩慢,一般在設(shè)備有效壽一般在設(shè)備有效壽命的后期出現(xiàn)命的后期出現(xiàn),其發(fā)生概率與使用時(shí)間有關(guān)其發(fā)生概率與使用時(shí)間有關(guān),能夠能夠通過早期試驗(yàn)或測試進(jìn)行預(yù)測通過早期試驗(yàn)或測試進(jìn)行預(yù)測,通常是因零部件的通常是因零部件的腐蝕磨損疲勞以及老化等發(fā)展形成的腐蝕磨損疲勞以及老化等發(fā)展形成的機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的分類二、故障的分類4.按故障形成原因分：按故障形成原因分：操作或管理失誤形成的故障操作或管理失誤形成的故障 設(shè)備未按原設(shè)計(jì)規(guī)定的設(shè)備未按原設(shè)計(jì)規(guī)定的條件使用條件使用,形成設(shè)備錯(cuò)用、精機(jī)粗用。形成設(shè)備錯(cuò)用、精機(jī)粗

7、用。設(shè)備內(nèi)在原因形成的故障設(shè)備內(nèi)在原因形成的故障 一般是設(shè)備由于設(shè)計(jì)、制一般是設(shè)備由于設(shè)計(jì)、制造遺留下的缺陷造遺留下的缺陷(如加工殘余應(yīng)力、局部薄弱環(huán)節(jié)等如加工殘余應(yīng)力、局部薄弱環(huán)節(jié)等)或材料內(nèi)部潛在的缺陷造成的?；虿牧蟽?nèi)部潛在的缺陷造成的。該故障無法預(yù)測該故障無法預(yù)測,是是突發(fā)性故障的重要原因突發(fā)性故障的重要原因自然故障自然故障設(shè)備在有效期內(nèi)設(shè)備在有效期內(nèi),因受到外部或內(nèi)部多種自因受到外部或內(nèi)部多種自然因素影響而引起的故障然因素影響而引起的故障,如正常情況下零部件的磨如正常情況下零部件的磨損損、斷裂斷裂、腐蝕、變形腐蝕、變形、蠕變?nèi)渥?、疲勞以及老化等。疲勞以及老化等。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效

8、機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的分類二、故障的分類5.按故障造成的后果分：按故障造成的后果分：致命故障致命故障 危及或?qū)е聜觥⒁鹪O(shè)備報(bào)廢或造成重危及或?qū)е聜?、引起設(shè)備報(bào)廢或造成重大經(jīng)濟(jì)損失的故障大經(jīng)濟(jì)損失的故障.如機(jī)架或機(jī)體斷裂、車輪脫落、如機(jī)架或機(jī)體斷裂、車輪脫落、發(fā)動(dòng)機(jī)總成報(bào)廢等發(fā)動(dòng)機(jī)總成報(bào)廢等嚴(yán)重故障嚴(yán)重故障 是指嚴(yán)重影響設(shè)備正常使用是指嚴(yán)重影響設(shè)備正常使用,在短期內(nèi)無法在短期內(nèi)無法排除的故障排除的故障.如發(fā)動(dòng)機(jī)燒瓦、曲軸斷裂、箱體開裂、如發(fā)動(dòng)機(jī)燒瓦、曲軸斷裂、箱體開裂、齒輪損壞等齒輪損壞等一般故障一般故障 指影響設(shè)備正常使用指影響設(shè)備正常使用,但在短期

9、內(nèi)能排除的但在短期內(nèi)能排除的故障故障.如如V型帶斷裂、操縱手輪手柄損壞、電器開關(guān)型帶斷裂、操縱手輪手柄損壞、電器開關(guān)損壞、輕微滲漏和一般緊固件松動(dòng)等損壞、輕微滲漏和一般緊固件松動(dòng)等機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的分類二、故障的分類6.按故障表現(xiàn)形式分按故障表現(xiàn)形式分功能故障、潛在故障。功能故障、潛在故障。7.按故障形成的時(shí)間分按故障形成的時(shí)間分 早期故障、隨時(shí)間變早期故障、隨時(shí)間變化的故障、隨機(jī)故障?；墓收稀㈦S機(jī)故障。8.按故障程度和形成快慢分按故障程度和形成快慢分 破壞性故障、漸破壞性故障、漸衰失效性故障。衰失效性故障。機(jī)電設(shè)備故障及零部

10、件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、故障的規(guī)律二、故障的規(guī)律T1早期故障期早期故障期 T2隨機(jī)故障期隨機(jī)故障期 T3耗損故障期耗損故障期(設(shè)計(jì)、制造) (設(shè)計(jì)、零部件缺陷 (耗損) 維護(hù)不良、操作不當(dāng)) 故故障障率率浴浴盆盆曲曲線線機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械零件的磨損機(jī)械零件的磨損世界近一半的能源摩擦和磨損摩擦和磨損80%零件的失效磨損磨損機(jī)械零件的磨損是零件失效的主要模式,設(shè)備零件失效報(bào)廢8080是由磨損引起的機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械零

11、件的磨損機(jī)械零件的磨損兩個(gè)物體接觸摩擦磨損磨損：微觀和動(dòng)態(tài)的過程：1）外形和尺寸變化2）其他各種物理、化學(xué)和機(jī)械的變化通常將磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損、微動(dòng)磨損損、腐蝕磨損、微動(dòng)磨損五種形式。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、磨件磨損的一般規(guī)律一、磨件磨損的一般規(guī)律1.跑合（磨合）磨損階段跑合（磨合）磨損階段磨合的初期摩擦副表面具有磨合的初期摩擦副表面具有微觀波峰微觀波峰,使得零件間實(shí)際使得零件間實(shí)際接觸面積較小接觸面積較小,接觸應(yīng)力很接觸應(yīng)力很大大,因此零件表面的塑性變因此零件表面的塑性變形大、磨損速度

12、快形大、磨損速度快選擇合理的載荷速度和潤滑選擇合理的載荷速度和潤滑等參數(shù)是縮短磨合期的關(guān)鍵等參數(shù)是縮短磨合期的關(guān)鍵因素。因素。磨損特性曲線磨損特性曲線機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、磨件磨損的一般規(guī)律一、磨件磨損的一般規(guī)律磨損特性曲線磨損特性曲線機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、磨件磨損的一般規(guī)律一、磨件磨損的一般規(guī)律磨損特性曲線磨損特性曲線機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、磨損的類型二、磨損的類型機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022

13、-3-23二、磨損的類型二、磨損的類型 磨料磨損又稱磨粒磨損。它是當(dāng)摩擦副（摩擦副就是相（摩擦副就是相接觸的兩個(gè)物體產(chǎn)生摩擦而組成的一個(gè)摩擦體系）接觸的兩個(gè)物體產(chǎn)生摩擦而組成的一個(gè)摩擦體系）的接觸表面之間存在這硬質(zhì)顆粒，或者當(dāng)摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多時(shí)，所產(chǎn)生的一種類似金屬切削過程的磨損，其特征是在接觸表面上有明顯的切削痕跡。（一）磨料磨損（一）磨料磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23金 屬 表 面金 屬 表 面發(fā) 生 局 部發(fā) 生 局 部塑性變形塑性變形磨粒嵌入金屬磨粒嵌入金屬表面，切割金表面，切割金屬表面屬表面表 面 被 劃表 面

14、被 劃傷傷（一）磨料磨損（一）磨料磨損磨料磨損的過程：磨料磨損的過程：機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23（一）磨料磨損（一）磨料磨損1. 磨料磨損的機(jī)理磨料磨損的機(jī)理（1 1）微量切削：）微量切削：磨料磨損主要是由于磨料顆粒沿摩擦表面進(jìn)行微量切削而引起的，微切削大多呈螺旋狀、彎曲狀或環(huán)狀。（2 2）疲勞破壞：）疲勞破壞：磨料磨損是磨料使金屬表面層受交變應(yīng)力和變形，使材料表面疲勞破壞，并呈小顆粒狀態(tài)從表層脫落下來。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23（一）磨料磨損（一）磨料磨損1. 磨料磨損的機(jī)理磨料磨損的機(jī)理（3 3

15、）壓痕破壞：）壓痕破壞：塑性較大的材料，因磨料在載荷的作用下壓入材料的表面而產(chǎn)生壓痕，并從表層上擠出剝落物。（4 4）斷裂：）斷裂：磨料壓入和劃擦金屬表面時(shí)，壓痕處的金屬要產(chǎn)生變形，磨料壓入深度達(dá)到臨界值時(shí)，伴隨壓入而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力足以產(chǎn)生裂紋。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-232. 磨料磨損的分類磨料磨損的分類（一）磨料磨損（一）磨料磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-233. 影響磨料磨損的主要因素影響磨料磨損的主要因素由于磨料磨損主要是由磨料顆粒與摩擦表面的機(jī)械作用而引起的，而影響它的因素也就取決于這兩方面。（

16、1）磨料：）磨料：磨料磨損與磨料的相對硬度、形狀、大小有密切關(guān)系，如下：。磨料相對于摩擦面材料硬度越大，磨損越嚴(yán)重；。呈棱角狀的磨料比圓滑狀的擠切能力強(qiáng)，磨損率高；。在一定粒度范圍內(nèi)，摩擦表面的磨損量隨磨料尺寸的增加而按比例較快增長，但磨粒達(dá)到臨界尺寸后，磨損量基本不變。（由于本身的缺陷和裂紋導(dǎo)致磨料的抗拉強(qiáng)度降低，容易斷碎破裂）（一）磨料磨損（一）磨料磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-233. 影響磨料磨損的主要因素影響磨料磨損的主要因素（2）摩擦表面材料：）摩擦表面材料：摩擦表面材料的顯微組織，力學(xué)性能如硬度、斷裂韌度、彈性模量等，與磨料磨損也有很大

17、的關(guān)系。一定范圍內(nèi)，硬度越高，材料越耐磨；斷裂韌度反應(yīng)了材料對裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)散的敏感性；彈性模量反映出被磨材料是否能以彈性變形的形式去適應(yīng)磨料，允許磨料通過而不發(fā)生塑性變形或切削作用，避免或減輕磨損程度。（一）磨料磨損（一）磨料磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23（4）磨料磨損的防止措施）磨料磨損的防止措施 提高表面硬度（從選材方面）；b) 減少磨粒數(shù)量（從工作狀況方面）。（一）磨料磨損（一）磨料磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、磨損的類型二、磨損的類型（二）疲勞磨損（麻點(diǎn)磨損、接觸疲勞）（二）疲勞磨損（

18、麻點(diǎn)磨損、接觸疲勞）定義：定義：零件工作面作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交零件工作面作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力的長期作用下引起的表面疲勞剝落破壞變接觸壓應(yīng)力的長期作用下引起的表面疲勞剝落破壞的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。疲勞磨損機(jī)理：疲勞磨損機(jī)理：按裂紋產(chǎn)生的位置，疲勞磨損的機(jī)理有兩種情況：(1)滾動(dòng)接觸疲勞磨損 滾動(dòng)接觸過程中，材料表層受到周期性載荷作用，引起塑性變形，表面硬化，最后在表面出現(xiàn)初始裂紋，并沿與滾動(dòng)方向呈45方向由表向里擴(kuò)展。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23（二）疲勞磨損（麻點(diǎn)磨損、接觸疲勞）（二）疲勞磨損（麻點(diǎn)磨損、接觸疲勞）1. 疲

19、勞磨損機(jī)理：疲勞磨損機(jī)理：（2）滾滑接觸疲勞磨損 兩滾動(dòng)接觸物體在距表面下0.786b處切應(yīng)力最大，該處塑性變形最劇烈，在周期性載荷作用下的反復(fù)變形使材料局部弱化，并在該處首先出現(xiàn)裂紋，在滑動(dòng)摩擦力引起的切應(yīng)力和法向載荷引起的切應(yīng)力疊加作用下，使最大切應(yīng)力從0.786b( b為平面接觸區(qū)的半寬度 )處向表面移動(dòng)。(二二) 疲勞磨損疲勞磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23(二二) 疲勞磨損疲勞磨損2. 影響接觸疲勞磨損的主要因素：影響接觸疲勞磨損的主要因素：（1）材質(zhì)（2）接觸表面粗糙度 適當(dāng)降低表面粗糙度可有效提高抗疲勞磨損能力（3）表面殘余內(nèi)應(yīng)力 表

20、層在一定深度范圍內(nèi)存在有殘余應(yīng)力，不僅可提高彎曲、扭轉(zhuǎn)疲勞抗力，還能提高接觸疲勞抗力，減小疲勞磨損。（過大殘余應(yīng)力反而有害）（4）其他因素 裝配精度、潤滑油粘度、潤滑油中的化學(xué)添加劑等含有雜質(zhì)應(yīng)力集中裂紋降低接觸疲勞壽命材料組織狀態(tài)：晶粒細(xì)小、均勻，碳化物成球狀且均勻分布硬度在一定范圍內(nèi)增加，其接觸疲勞抗力將隨之增大機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23（3）疲勞磨損的主要防止措施）疲勞磨損的主要防止措施a. 提高材料硬度；b. 提高材料純度；c. 提高零件心部和表面強(qiáng)度；d. 減小表面粗糙度。(二二) 疲勞磨損疲勞磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故

21、障及零部件失效機(jī)理2022-3-23(三三) 粘著磨損粘著磨損定義：定義：當(dāng)構(gòu)成摩擦副的兩個(gè)摩擦表面相互接觸并發(fā)生相對的運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于粘著作用，接觸表面的材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一個(gè)表面所引起的磨損稱為粘著磨損。粘著磨損又稱粘附磨損。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-232. 2. 粘著磨損的分類粘著磨損的分類3. 3. 影響粘著磨損的因素影響粘著磨損的因素（1）摩擦表面的狀態(tài)（潔凈程度和粗糙度）（2）摩擦表面的材料的成分和金相組織1. 1. 粘著磨損機(jī)理粘著磨損機(jī)理載荷和相對運(yùn)動(dòng)粘著 剪斷 再粘著(三三) 粘著磨損粘著磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故

22、障及零部件失效機(jī)理2022-3-23(三三) 粘著磨損粘著磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23（3）粘著磨損的特點(diǎn)：磨損速度大；破壞嚴(yán)重。）粘著磨損的特點(diǎn)：磨損速度大；破壞嚴(yán)重。（4）防止措施）防止措施合理選材，摩擦幅配對材料選用硬度差較大的異類材料合理選材，摩擦幅配對材料選用硬度差較大的異類材料；例如蝸桿用40Cr(鉻)，蝸輪用銅材;提高表面硬度；提高表面硬度；合理設(shè)計(jì)減小接觸壓應(yīng)力；合理設(shè)計(jì)減小接觸壓應(yīng)力；減小表面粗糙度。減小表面粗糙度。局部粘著局部粘著粘著處粘著處被撕掉被撕掉金屬表面被劃金屬表面被劃傷或者金屬屑傷或者金屬屑粒脫落或遷移粒脫落或遷移

23、(三三) 粘著磨損粘著磨損機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23(四四) 微動(dòng)磨損微動(dòng)磨損定義：定義：兩個(gè)接觸表面由于受相對低振幅震蕩運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的磨損叫做微動(dòng)磨損。產(chǎn)生于相對靜止的接合零件上，往往易被忽視。特點(diǎn)：特點(diǎn)：外界變動(dòng)載荷作用下，產(chǎn)生很小振幅的相對運(yùn)動(dòng)。后果：后果：配合精度下降，緊配合部件緊度下降甚至松動(dòng)，連接件松動(dòng)乃至分離。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23(四四) 微動(dòng)磨損微動(dòng)磨損1. 1. 微動(dòng)磨損的機(jī)理微動(dòng)磨損的機(jī)理2. 2. 影響微動(dòng)磨損的主要因素影響微動(dòng)磨損的主要因素微動(dòng)磨損是一種兼有磨料磨損、粘著

24、磨損和氧化磨損的復(fù)合磨損形式。 實(shí)踐與試驗(yàn)表明，外界條件（載荷、振幅、溫度、潤滑等）及材質(zhì)對微動(dòng)磨損影響相當(dāng)大。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23第三節(jié)第三節(jié) 金屬零件的腐蝕金屬零件的腐蝕機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23定義：定義：金屬零件的腐蝕損傷，是指金屬材料與周圍介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的破壞。金屬腐蝕是普遍存在的自然現(xiàn)象。(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕）分類：分類： 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕金屬零件的腐蝕金屬零件的腐蝕機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、金屬零件的化學(xué)腐

25、蝕一、金屬零件的化學(xué)腐蝕定義：定義：單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕。（腐蝕過程中不產(chǎn)生電流）化學(xué)腐蝕過程（以高溫氧化腐蝕為主）機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23一、金屬零件的化學(xué)腐蝕一、金屬零件的化學(xué)腐蝕膜必須是緊密的，能完整的把金屬表面全部覆蓋住；膜在氣體介質(zhì)中是穩(wěn)定的；膜和基體金屬的結(jié)合力強(qiáng)，且具有一定的強(qiáng)度和塑性；膜具有與基體金屬相當(dāng)?shù)臒崤蛎浵禂?shù)。基體金屬能否繼續(xù)氧化，取決于氧化物薄膜是否致密。提高鋼抗氧化能力：提高鋼抗氧化能力：加入Al、Si、Cr等元素，與氧結(jié)合形成致密的氧化物膜，防止基體金屬進(jìn)一步氧化。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)

26、備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23防止化學(xué)腐蝕的措施：防止化學(xué)腐蝕的措施：常采用以下方式：常采用以下方式：選擇抗氧化材料如耐熱鋼、高溫合金、陶瓷材料選擇抗氧化材料如耐熱鋼、高溫合金、陶瓷材料等；等；b) 零件表面涂層。零件表面涂層。一、金屬零件的化學(xué)腐蝕一、金屬零件的化學(xué)腐蝕機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕常見的電化學(xué)腐蝕形式有：在熔融鹽中的腐蝕大氣腐蝕（潮濕空氣）土壤腐蝕（地下管線）在電解質(zhì)溶液中的腐蝕定義：定義：電化學(xué)腐蝕是金屬與電解物質(zhì)接觸時(shí)產(chǎn)生的腐蝕。（產(chǎn)生電流）機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理

27、機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕的根本原因：電化學(xué)腐蝕的根本原因：是腐蝕電池的形成。需要形成腐蝕電池的三個(gè)條件是：有兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同電極電位的物體，或在同一物體具有不同電極電位的區(qū)域，以形成正、負(fù)極；電極之間需要有導(dǎo)體相連接或電極直接接觸； 要有電解液。電化學(xué)腐蝕形成條件：電化學(xué)腐蝕形成條件：存在電極電位差，并且相互接觸并處于相互聯(lián)通的電介質(zhì)溶液中形成微電池。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕減輕電化學(xué)腐蝕危害的措施：減輕電化學(xué)腐蝕

28、危害的措施：正確選材：選擇耐腐蝕材料2. 合理設(shè)計(jì):犧牲陽極保護(hù)法 、外加電流保護(hù)法3. 覆蓋保護(hù)層：表面涂層,采用噴油漆，涂油脂，電鍍，噴鍍或表面鈍化等方法是金屬與介質(zhì)隔離，以防腐蝕 4. 電化學(xué)保護(hù):電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。 金屬活動(dòng)性順序表：K 、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕二、金屬零件的電化學(xué)腐蝕減輕電化學(xué)腐蝕危害的措施：減輕電化學(xué)腐蝕危害的措施：5.

29、 添加緩蝕劑：在腐蝕性介質(zhì)中加入少量能減少腐蝕速度的物質(zhì)，即緩蝕劑，可減輕腐蝕。6.改變環(huán)境條件：即將環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)除去，以減少其腐蝕作用。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23金屬零件腐蝕的應(yīng)用：金屬零件腐蝕的應(yīng)用： 金屬的腐蝕雖然對生產(chǎn)帶來很大危害，但也可以利用腐蝕的原理為生產(chǎn)服務(wù)，發(fā)展為腐蝕加工技術(shù)。例如，在電子工業(yè)上，廣泛采用印刷電路。其制作方法及原理是用照相復(fù)印的方法將線路印在銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護(hù)的銅用三氯化鐵溶液腐蝕，就可以得到線條清晰的印刷電路板。三氯化鐵腐蝕銅的反應(yīng)如下：2FeCl3 + Cu=2FeC12 + CuCl2

30、此外，還有電化學(xué)刻蝕、等離子體刻蝕新技術(shù)，比用三氯化鐵腐蝕銅的濕化學(xué)刻蝕的方法更好，分辨率更高。金屬零件腐蝕的工業(yè)應(yīng)用金屬零件腐蝕的工業(yè)應(yīng)用機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23三、氣蝕三、氣蝕氣蝕是一種比較復(fù)雜的破壞現(xiàn)象，它不單是機(jī)械作用，還有化學(xué)、電化學(xué)作用，當(dāng)液體中含有雜質(zhì)或磨粒時(shí)，就會(huì)加劇這一破壞過程。氣蝕的實(shí)質(zhì)：氣蝕的實(shí)質(zhì)：氣泡被壓潰瞬時(shí)產(chǎn)生的局部高壓和微射流沖擊金屬的反復(fù)作用，使零件表面發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致疲勞損壞而脫落。當(dāng)液體中含有雜質(zhì)或磨粒時(shí)，會(huì)加劇這一破壞過程。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23三、氣蝕

31、三、氣蝕氣蝕的危害氣蝕的危害1、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲：、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲：氣泡潰滅時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)互相撞擊，同時(shí)也撞擊金屬表面，產(chǎn)生各種頻率的噪聲，嚴(yán)重時(shí)可聽見泵內(nèi)有“劈啪”的爆炸聲，同時(shí)引起機(jī)組振動(dòng)。2、降低泵的性能：、降低泵的性能：汽蝕產(chǎn)生了大量的氣泡，堵塞了流道，破壞了泵內(nèi)液體的連續(xù)流動(dòng)，使泵的流量、揚(yáng)程和效率明顯下降。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23三、氣蝕三、氣蝕氣蝕的危害氣蝕的危害3、破壞過流部件：、破壞過流部件：因機(jī)械剝蝕和電化學(xué)腐蝕的作用，使金屬材料發(fā)生破壞，通常受汽蝕破壞的部位多在葉輪出口附近和排液室進(jìn)口附近。汽蝕初期，表現(xiàn)為金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，繼

32、而表面呈現(xiàn)海綿狀、溝槽狀、蜂窩狀、魚鱗狀等痕跡；嚴(yán)重時(shí)可造成葉片或前后蓋板穿孔、甚至葉輪破裂，釀成嚴(yán)重事故。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：1）油液的抗泡沫性差，就很容易產(chǎn)生泡沫，從而導(dǎo)致氣蝕的發(fā)生。2）油液壓力的變化頻率過快、過高，也將直接造成氣泡的形成，加速氣泡的破裂速度。試驗(yàn)證明，壓力變化頻率高的部位出現(xiàn)氣蝕的速度就會(huì)加快。如液壓缸進(jìn)、回油口處等，由于壓力變化的頻率相對較高，氣蝕的程度也相對高于其他部位。3）油液過熱也會(huì)增加氣蝕發(fā)生的幾率。 常見氣蝕原因常見氣蝕原因1：液壓油質(zhì)量不合格液壓油質(zhì)量不合格機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)

33、理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 由于在裝配或維修時(shí)未注意使液壓系統(tǒng)充分排氣，從而導(dǎo)致系統(tǒng)中存在氣體，在高溫、高壓的作用下即可產(chǎn)生氣蝕。常見氣蝕原因常見氣蝕原因2：維修操作不當(dāng)維修操作不當(dāng)機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 當(dāng)冷卻液中含有腐蝕介質(zhì)，如各種酸根離子、氧化劑等，則易發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)腐蝕等，在它們的聯(lián)合作用下，也會(huì)加快氣蝕的速度;若冷卻系統(tǒng)維護(hù)得好，可預(yù)防氣蝕的發(fā)生。例如，冷卻系統(tǒng)散熱器的壓力蓋，如果維護(hù)得好，就可以使散熱器的冷卻液壓力始終高于蒸氣壓力，從而防止氣蝕的產(chǎn)生。再如，冷卻系統(tǒng)的

34、節(jié)溫器;一個(gè)性能良好的節(jié)溫器可以使冷卻液保持在合適的溫度范圍內(nèi)，就能降低氣泡破裂時(shí)所釋放的能量。常見氣蝕原因常見氣蝕原因3：冷卻液質(zhì)量問題冷卻液質(zhì)量問題機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-231）選用質(zhì)量好的液壓油，可以有效地防止液壓系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)氣泡。2）在選用油液時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的最低氣溫進(jìn)行選擇，并按油尺標(biāo)準(zhǔn)加注液壓油。3）保持液壓系統(tǒng)的清潔(加注液壓油時(shí)，應(yīng)防止將水分和其他雜質(zhì)帶入)。4）經(jīng)常檢查液壓油的油質(zhì)、油位和油色，如果發(fā)現(xiàn)液壓油中出現(xiàn)水泡、泡沫，或油液變成乳白色時(shí)，應(yīng)認(rèn)真地查找油液中空氣的來源，并及時(shí)加以消除。氣蝕的預(yù)防措施氣蝕的預(yù)防措

35、施1：嚴(yán)把液壓油選用關(guān)嚴(yán)把液壓油選用關(guān)機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23合理設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)、防止油溫過高，是保持液壓油油溫正常的關(guān)鍵。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)查找原因，及時(shí)排除。在操縱液壓操縱桿和分配閥時(shí)，要力求平穩(wěn)，不宜過快、過猛，也不宜頻繁地加大發(fā)動(dòng)機(jī)油門，盡量減輕液壓油對液壓元件的沖擊。同時(shí)，還應(yīng)及時(shí)地維護(hù)冷卻系統(tǒng)，使冷卻系統(tǒng)的溫度保持在合適的范圍內(nèi)，以降低氣泡破裂時(shí)釋放的能量。在不影響冷卻液正常循環(huán)的同時(shí)，可以適當(dāng)?shù)靥砑右欢康胤栏砑觿﹣硪种其P蝕。氣蝕的預(yù)防措施氣蝕的預(yù)防措施2：防止油溫過高防止油溫過高機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效

36、機(jī)理2022-3-231）在制造或修理液壓缸的主要零件(如缸體、活塞桿等)時(shí)，應(yīng)按照裝配尺寸的公差下限值進(jìn)行裝配，實(shí)踐證明，這樣可以很好地減少氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生。2）如果液壓元件已經(jīng)出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，則只能采用金相砂紙拋光技術(shù)除去氣蝕的麻點(diǎn)和表面積炭，切不可用一般的細(xì)砂紙進(jìn)行打磨處理。 知識(shí)延展：知識(shí)延展：金相砂紙：505000目目：每平方英尺網(wǎng)孔數(shù)一英尺=25.4mm氣蝕的預(yù)防措施氣蝕的預(yù)防措施3：保證液壓元件結(jié)合面的正常間隙保證液壓元件結(jié)合面的正常間隙機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-231）液壓缸在維修后，應(yīng)使液壓系統(tǒng)平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)一定的時(shí)間，以使液壓系統(tǒng)中的液壓

37、油得到充分循環(huán)。2）必要時(shí)，可將液壓缸進(jìn)油管(或回油管)拆開，使液壓油溢出，以達(dá)到單只液壓缸排氣的效果。氣蝕的預(yù)防措施氣蝕的預(yù)防措施4：維修時(shí)注意排氣維修時(shí)注意排氣機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-231）減小與液體接觸表面的振動(dòng)，以減少水擊現(xiàn)象的發(fā)生。2）選用耐氣蝕的材料。3）零件表面涂塑料、陶瓷等防氣蝕材料，也可在表面鍍鉻。4）改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)，減小表面粗糙度，減少渦流現(xiàn)象。5）水中添加乳化油，減小氣泡爆破時(shí)的沖擊力。氣蝕的其他預(yù)防措施：氣蝕的其他預(yù)防措施：機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械零件的變形

38、機(jī)械零件的變形定義：定義：機(jī)械零件或構(gòu)件在外力的作用下，產(chǎn)生形狀或尺寸變化的現(xiàn)象稱為變形。過量的變形是機(jī)械失效的重要類型，也是判斷韌性的明顯征兆。變形量隨著時(shí)間的不斷增加，逐漸改變了產(chǎn)品的初始參數(shù)，當(dāng)超過允許極限超過允許極限時(shí)，將喪失喪失規(guī)定的功功能能。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3-23變形的種類變形的種類1：彈性變形：彈性變形根據(jù)外力去除后變形能否恢復(fù)，變形可分為彈性變形彈性變形和塑性變形塑性變形。1 1）彈性變形：）彈性變形：金屬零件在作用應(yīng)力小于材料屈服強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的變形稱為彈性變形。金屬零件在使用過程中，若產(chǎn)生超過設(shè)計(jì)允許的彈性變形（稱為超量彈性變形），則會(huì)影響零件正常工作。機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理機(jī)電設(shè)備故障及零部件失效機(jī)理2022-3