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1、精品学习资源机电设备修理的基础学问.txt你诞生的时候，你哭着，四周的人笑着；你逝去的时候，你笑着，而四周的人在哭！喜爱某些人需要一小时, 爱上某些人只需要一天 , 而遗忘一个人得用一生模块一机电设备修理的基础学问机电设备是企业生产的物质技术基础，作为现代化的生产工具在各行各业都有广泛的应用；随着生产力水平的提高，设备技术状态对企业生产的正常运行，对产品生产率、质量、成本、安全、环保和能源消耗等在肯定意义上起着打算性的作用；机电设备在使用过程中，不行防止地会由于磨损、疲惫、断裂、变形、腐蚀和老化等缘由造成设备性能的劣化以致显现故障，从而会使其不能正常运行，最终导致设备损坏和停产而使企业蒙受经济
2、缺失，甚至造成灾难性的后果；因此，减缓机电设备劣化速度，排除故障、复原设备原有的性能和技术要求，需要设备修理从业人员把握一整套系统的、科学的爱护和修理设备的技术和方法；机械设备修理技术是以机械设备为争论对象，探讨设备显现性能劣化的缘由，争论并查找减缓和防止设备性能劣化的技术及方法，保持或复原设备的规定功能并延长其使用寿命；本模块主要争论和争论机电设备修理技术的基础学问；主要内容有：设备修理体系；进展简况和进展趋势；机械零件的失效及其计策；设备修理的一般工作过程和设备修理前的预备；第一节 设备修理体系一、设备的劣化及补偿机械设备在使用或者闲置过程中逐步丢失其原有性能，或者与同类新型设备相比较性能
3、较差，显得旧式化的现象称为设备的劣化；设备的劣化可分为使用劣化，自然劣化和灾难劣化；使用劣化是指设备在使用过程中，由于磨损和腐蚀所造成的耗损、冲击、疲惫和蠕变等所造成的损坏和变形，原材料的附着和尘埃的污染之类现象，使设备失去其原有的性能；自然劣化是指设备在进厂之后不管使用与否， 随着时间的消逝，或者受大气的影响而使材料老朽化，或者遭受意外的灾难而加快这种老朽化的速度的现象；灾难劣化是指由于自然灾难，如暴风、水浸、地震、雷击、爆炸等使设备遭受破坏或设备性能下降的现象；设备劣化仍可分为肯定劣化和相对劣化；肯定劣化就是设备的老朽化，即随着时间的消逝， 设备逐步损耗，逐步老朽直至需要报废；相对劣化是指
4、原有的设备和新型设备相比较，性能低、质量差，因而显得旧式化的现象；设备劣化导致设备技术性能下降，或者与新型设备相比，原有设备的技术性能较差，这一类劣化又称之为技术性劣化；假如从设备的经济价值来看待，随着时间的消逝，其价值也在削减，这又称之为经济性劣化；设备的劣化使设备的性能下降，故障增多，修理费用增加，其所生产的产品产量削减，质量下降，成本增高并且不能保证按期交货，职工的安全感和心情下降等，造成各种缺失；对设备劣化的补偿方法有两种：一是用新设备来替换已经劣化或损耗的旧设备，即进行设备更新；二是在使用过程中通过检修进行局部性的补偿；由于设备零部件的使用寿命是长短不齐的，因此用检修方法进行局部性的
5、补偿，具有重要的经济意义；图 1-1 为设备劣化的周期图；从图中可以看出，设备由建设期进入投产期，其性能逐步达到设计水平，进人稳固生产期；如再经过革新改造，设备性能得到进一步提高，进入正常生产期；在使用中设备逐步劣化，每经过一次修理，复原肯定的性能，但设备性能仍呈下降的趋势；这时，假如进行改造，设备性能就可能向新一代的设备靠近；当设备性能急剧劣化，再修理得不偿失时，就应当进行更新；欢迎下载精品学习资源图 l-1设备劣化周期图二、设备修理体系的三大侧面随着设备技术的飞速进展，先进的设备需要先进的修理技术，更需要先进的治理模式；当代设备修理涉及工种广泛，设备治理成为一门边缘的、综合的、系统的学科；
6、依据设备综合工程学的观点，设备修理具有三大侧面，既技术侧面、经济侧面和经营侧面；技术侧面包括日常保养技术 润滑、清洁、紧固和调整 、设备诊断技术、修理技术以及设备的更新与改遁等；经济侧面包括修理的经济性评判、修理费用和劣化缺失、固定资产的转移和折旧等； 经营侧面包括修理的方针和目标、修理组织和人员、修理治理体系等；设备修理的三个侧面之间有着亲密的关系，技术侧面是以设备硬件为对象，从“物”的角度掌握修理活动；经济侧面是对设备进行的经济价值的考核，是从“钱”的角度掌握修理活动；经营侧面是从经营治理等软件的措施方面掌握修理活动，即从“人”的角度掌握修理活动；三大侧面构成了一个完整的设备修理体系，缺一
7、不行；其次节设备修理技术的进展简况和进展趋势机器的爱护与修理和机器本身应当是结伴产生的，但其进展并不平稳，设备治理与有方案的预防性修理是最近几十年才进展起来的；越是工业发达的国家，设备治理与修理工作进展得越快速，投入的人力、物力、财力也越多；随着工业生产的进展，设备修理的生产组 一、我国设备修理技术的进展简况我国设备修理工作是在新中国成立后快速建立、进展起来的；党和国家对设备修理与改造工 作很重视； 20 世纪 50 岁月开头尝试推行“方案预修制”；随着国民经济第一个五年方案的执行，各企业间续建立了设备治理组织机构，1954 年全面推行设备治理周期结构和修理间隔期、修理复杂系数等一套定额标准；
8、1961 年国务院颁布国营工业企业工作条例 试行 即工业七十条 ，逐步建立了以岗位责任制为中心的包括设备修理保养制度在内的各项治理制度； 1963 年机械工业出版社开头组织编写资料性、有用性很强的机修手册， 使设备修理技术向标准化、规范化方向迈进了一大步；在设备修理实践中，方案预修制”不断有所改革，如依据设备的实际运转台数和实际的磨损情形编制预修方案：不拘谨于大修、项修、小修的典型工作内容，针对设备存在的问 题，实行针对性修理；一些企业仍结合修理对设备进行改装，提高设备的精度、效率、牢靠性、修理性等；这些已经冲破了原有方案预修制”的束缚；与此同时，相继成立了中国机械工程学会及各级学术组织，开展
9、了多方面的学术和技术沟通活动，推动了我国设备修理与改造工作；群众性的技术革新活动，也给设备修理与改造增加了异彩；这一时期，我国工欢迎下载精品学习资源业企业的设备修理结构有两种形式：一是专业厂修理；二是企业自修；20世纪 70 岁月末，实行改革开放，加强了国际交往，国际沟通不断，取得了可喜的成果；实行走出去、请进来等方法，学习、借鉴英国的“设备综合工程学”和日本的“全员生产修理 TPM ”，掀开了多向综合引进国外先进技术的序幕，并复原全国设备修理学会活动，创办设备修理杂志，原国家经委增设设备治理办公室，1982 年成立中国设备治理协会， 1984 年在西北工业高校筹建中国设备治理培训中心；198
10、7 年国务院颁布全民全部制工业交通企业设备治理条例；国内企业普遍实行“三保大修制”，一些企业结合自己的情形学习和试行“全员生产修理”，初步形成一个适合我国国情的设备治理与修理体制设备综合治理体制，使我国设备修理工作进一步完善并走向正轨；20世纪 90 岁月，随着微电子技术、机电一体化等技术的不断成熟，特殊是我国工业化水平的快速提高，以技术改造和修理相结合的设备修理工作快速进展；这一时期，在设备维修制度上，普遍推行状态修理、定期修理和事后修理等 3 种修理方式，以定期修理为主、向定期修理和状态修理并重的方向进展 事后修理仍旧存在 ；在修理类别上，大修、项修、小修 3 种类别已具有肯定的代表性和普
11、及性；进入 21 世纪后，随着改革开放的不断深化，我国的社会主义市场经济不断完善，国外制造企业不断迁入我国，运算机技术、信号处理技术、测试技术、表面工程技术等不断应用于设备修理技术，改善性修理、无修理设计等得到迅猛进展；随着设备的技术进步，企业的设备操作人员不断削减，而修理人员就不断增加 图 1-2 ；另一方面，操作的技术含量不断降低，而修理的技术含量却在逐年上升（图1-3 ）；现今的修理人员遇到的多是机电一体化，集光电技术、气动技术、激光技术和运算机技术为一体的复杂设备；当代的设备修理已经不是传统意义上的修理工所能胜任的工作；当前，我们面临的任务是大力抓好人才的开发和培育，通过高等院校培育和
12、对在职人员进行补充更新学问的连续训练，尽快造就成一批具有现代修理治理学问和技术的修理专业人员；图 12 设备操作人员与修理图 13 设备修理人员和操作人员的比例关系人员与技术含量的关系二、设备修理技术的进展趋势现代科学技术和社会经济相互渗透、相互促进、相互结合，机电设备越来越机电一体化、高速化、微电子化，这使机电设备的操作越来越简洁，而机电设备故障的诊断和修理就变得困难；而且，机电设备一旦发生故障，特殊是连续化生产设备，往往会导致整套设备停机，从而造成肯定的经济缺失，假如危及到安全和环境，仍会造成严峻的社会影响；随着社会经济的快速进展，生产规模的日益扩大，先进的生产方式的显现和采纳，机电设备修
13、理技术不断得到人们的重视和关注；设备修理技术的进展必定朝着以运算机技术、信号处理技 术、测试技术、表面工程技术等现代技术为依靠，以现代设备状态监测与故障诊断技术为先导，以机电一体化为背景，以满意现代化工业生产日益提高的要求为目标，以不断完善的修理技术为手段的方向迅猛地进展；三、机电设备修理课程的性质和任务机电设备修理课程既是机电一体化专业的主要专业课程之一，又是机电工程类专业的重要专业课程之一；通过本课程的学习，应使同学达到以下基本要求：1) 把握机电设备修理的基础理论与基本学问；2) 熟识机电设备的解体，设备零件的拆卸、清洗、技术鉴定方法；把握轴与轴承、齿轮、蜗轮蜗杆以及过盈协作件的装配方法
14、；3) 熟识机械零件各种修复技术；具有分析、挑选和应用机械零件复技术的基本才能；欢迎下载精品学习资源4) 熟识常用研、检具和修理电工工具的选用；把握机电设备几何精度的检验方法、装配质量的检验和机床试验方法、机床大修质量检验通用技术要求；5) 把握螺纹联接件、轴与轴承、丝杠螺母副、壳体零件、曲轴连杆机构、分度蜗轮副、齿轮、过盈协作件等典型零部件的修理、装配和调试方法；基本把握常见电气设备故障处理和修理技术；6) 熟识一般机床、数控机床、机电一体化设备等典型机电设备的修理技术，常见故障分析及其排除方法；第三节机械零件的失效形式及其计策机器失去正常工作才能的现象称为故障；在设备使用过程中，机械零件由
15、于设计、材料、工艺及装配等各种缘由，丢失规定的功能，无法连续工作的现象称为失效；当机械设备的关键零部件失效时，就意味着设备处于故障状态；机器发生故障后，其经济技术指标部分或全部下降而达不到预定要求，如功率下降、精度降低、加工表面粗糙度达不到预定等级或发生猛烈振动、显现不正常的声响等；机电设备的故障分为自然故障和事故性故障两类；自然故障是指机器各部分零件的正常磨损或物理、化学变化造成零件的变形、断裂、蚀损等，使机器零件失效所引起的故障；事故性故障是指因爱护和调整不当，违反操作规程或使用了质量不合格的零件和材料等造成的故 障，这种故障是人为造成的，可以防止；机器的故障和机械零件的失效密不行分；机械
16、设备类型很多，其运行工况和环境条件差异很大；机械零件失效模式也很多，主要有磨损、变形、断裂、蚀损等四种一般的、有代表性的失效模式；一、机械零件的磨损及其计策相接触的物体相互移动时发生阻力的现象称为摩擦；相对运动的零件的摩擦表面发生尺寸、外形和表面质量变化的现象称为磨损；摩擦是不行防止的自然现象；磨损是摩擦的必定结果，两者均发生于材料表面；摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件的失效；当机械零件协作面产生的磨损超过肯定限度时，会引起协作性质的转变，使间隙加大、润滑条件变坏；产生冲击，磨损就会变得越来越严峻，在这种情形下极易发生事故；一般机械设备中约有80的零件因磨损而失效报废；据估量，世界上的能源消耗
17、约有 30 50是由于摩擦和磨损造成的；摩擦和磨损涉及的科学技术领域甚广，特殊是磨损，它是一种微观和动态的过程，在这一过程中，机械零件不仅会发生外形和尺寸的变化，而且会显现其他各种物理、化学和机械现象；零件的工作条件是影响磨损的基本因素；这些条件主要包括：运动速度、相对压力、润滑与防护情形、温度、材料、表面质量和协作间隙等；以摩擦副为主要零件的机械设备，在正常运转时，机械零件的磨损过程一般可分为磨合 跑合 阶段、稳固磨损阶段和猛烈磨损阶段，如图 1-4 所示；欢迎下载精品学习资源图 1-4机械磨损过程(1) 磨合阶段新的摩擦副表面具有肯定的表面粗糙度，实际接触面积小；开头磨合时，在肯定载荷作用
18、下，表面逐步磨平，磨损速度较大，如图中的OA 线段；随着磨合的进行，实际接触面积逐步增大，磨损速度减缓；在机械设备正式投入运行前，仔细进行磨合是特别重要的；(2) 稳固磨损阶段经过磨合阶段，摩擦副表面发生加工硬化，微观几何外形转变，建立了弹性接触条件；这一阶段磨损趋于稳固、缓慢，AB线段的斜率就是磨损速度；B点对应的横坐标时间就是零件的耐磨寿命；(3) 猛烈磨损阶段经过B 点以后，由于摩擦条件发生较大的变化，如温度快速上升、金属组织发生变化、冲击增大、磨损速度急剧增加、机械效率下降、精度降低等，从而导致零 件失效，机械设备无法正常运转；通常将机械零件的磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲惫磨损、腐蚀
19、磨损和微动磨损五种类型；一 粘着磨损粘着磨损又称为粘附磨损，是指当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对运动时，由于粘着作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损；依据零件摩擦表面的破坏程度，粘着磨损可分为稍微磨损、涂抹、擦伤、撕脱和咬死等五类；1粘着磨损机理擦副的表面即使是抛光得很好的光滑表面，但实际上也仍是高低不平的；因此，两个金属零件表面的接触，实际上是微凸体之间的接触，实际接触面积很小，仅为理论接触面的 1 1；所以即使在载荷不大时，单位面积的接触应力也很大，假如当这一接触应力大到足以使微凸体发生塑性变形，并且接触处很洁净，那么这两个零件的金属面将直接接触而产生粘着
20、；当摩擦表面发生相对滑动时，粘着点在切应力作用下变形甚至断裂，造成接触表面的损耗破坏；这时，假如粘着点的粘着力足够大，并超过摩擦接触点两种材料之一的强度，就材料便会从该表面上被扯下，使材料从一个表面转移到另一个表面；通常这种材料的转移是由较软的表面转移到较硬的表面上；在载荷和相对运动作用下，两接触点间重复产生“粘着一剪断一再粘着”的循环过程，使摩擦表面温度显著上升，油膜破坏，严峻时表层金属局部软化或熔化，接触点产生进一步粘着；在金属零件的摩擦中，粘着磨损是猛烈的，常常会导致摩擦副灾难性破坏，应加以避免；但是，在非金属零件或金属零件和聚合物件构成的摩擦副中，摩擦时聚合物会转移到金属表面上形成单分
21、子层，凭借聚合物的润滑特性，可以提高耐磨性，此时粘着磨损就起到有益的作用；2 削减或排除粘着磨损的计策摩擦表面产生粘着是粘着磨损的前提，因此，削减或排除粘着磨损的计策就有两方面；(1) 掌握摩擦表面的状态摩擦表面的状态主要是指表面自然洁净程度和微观粗糙度；摩擦表面越洁净，越光滑，越可能发生表面的粘着；因此，应当尽可能使摩擦表面有吸附物质、氧化物层和润滑剂；例如，润滑油中加入油性添加剂，能有效地防止金属表面产生粘着磨损；而大气中的氧通常会在金属表面形成一层爱护性氧化膜，能防止金属直接接触和发生粘着，有利于削减摩擦和磨损；(2) 掌握摩擦表面材料的成分和金相组织材料成分和金相组织相近的两种金属材料
22、之间最简洁发生粘着磨损；这是由于两个摩擦表面的材料形成固溶体的倾向猛烈，因此，构成摩擦副的材料应当是形成固溶体倾向最小的两种材料，即应当选用不同材料成分和晶体结构的材料；此外，金属间化合物具有良好的抗粘着磨损性能，因此也可选用易于在摩擦表面形成欢迎下载精品学习资源金属问化合物的材料；假如这两个要求都不能满意，就通常在摩擦表面掩盖能有效抗击粘着磨损的材料，如铅、锡、银等软金属或合金；二 磨料磨损磨料磨损也称为磨粒磨损，它是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损；它是机械磨损的一种，特点是在接触面上有明显的切削痕迹
23、；在各类磨损中，磨料磨损约占50是特别常见且危害性最严峻的一种磨损，其磨损速率和磨损强度都很大，致使机械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量消耗；依据摩擦表面所受的应力和冲击的不同，、磨料磨损的形式可分为錾削式、高应力碾碎式和低应力擦伤式三类；1 磨料磨损机理磨料磨损的机理属于磨料颗粒的机械作用，磨料的来源有外界砂尘、切屑侵人、流体带人、表面磨损产物、材料组织的表面硬点及夹杂物等；目前，关于磨料磨损机理有四种假说：(1) 微量切削认为磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的，微量切屑大多数呈螺旋状、弯曲状或环状，与金属切削加工的切屑外形类似；(2) 压痕破坏认为塑性较大的材料
24、，因磨料在载荷的作用下压人材料表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物；(3) 疲惫破坏认为磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力而变形，使材料表面疲惫破坏，并呈小颗粒状态从表层脱落下来；(4) 断裂认为磨料压入和擦划金属表面时，压痕处的金属要产生变形，磨料压人深度达到临界值时，相伴压人而产生的拉伸应力足以产生裂纹；在擦划过程中，产生的裂纹有两种主要类型：一种是垂直于表面的中间裂纹；另一种是从压痕底部向表面扩展的横向裂纹；当横向裂纹相交或扩展到表面时，便发生材料呈微粒状脱落形成磨屑的现象；2 削减或排除磨料磨损的计策磨料磨损是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，因而，削减或排除磨料磨损的计策也有
25、两方面；(1) 磨料方面磨料磨损与磨料的相对硬度、外形、大小 粒度 有亲密的关系；磨料的硬度相对于摩擦表面材料硬度越大，磨损越严峻；呈棱角状的磨料比圆滑状的磨料的挤切才能强，磨损率高；实践与试验说明，在肯定粒度范畴内，摩擦表面的磨损量随磨粒尺寸的增大而按比例较快地增加，但当磨料粒度达到肯定尺寸 称为临界尺寸 后，磨损量基本保持不变；这是由于磨料本身的缺陷和裂纹随着磨料尺寸增大而增多，导致磨料的强度降低，易于断裂破裂；(2) 摩擦表面材料方面摩擦表面材料的显微组织、力学性能 如硬度、断裂韧度、弹性模量等 与磨料磨损有很大关系；在肯定范畴内，硬度越高，材料越耐磨，由于硬度反映了被磨损表面抗击磨料压
26、力的才能；断裂韧度反映材料对裂纹的产生和扩散的敏锐性，对材料的磨损特性也有重要的影响；因此必需综合考虑硬度和断裂韧度的取值，只有两者协作合理时，材料的耐磨性才正确；弹性模量的大小，反映被磨材料是否能以弹性变形的方式去适应磨料、答应磨料通过，而不发生塑性变形或切削作用，防止或削减表面材料的磨损； 三 疲惫磨损疲惫磨损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，导致产生裂纹和分别出微片或颗粒的一种磨损；疲惫磨损依据其危害程度可分为非扩展性疲惫磨损和扩展性疲惫磨损两类；1 疲惫磨损机理欢迎下载精品学习资源疲惫磨损的过程就是裂纹产生和扩展的破坏过程；依据裂纹产生的位置，疲惫磨损的机理有两种情
27、形：(1) 滚动接触疲惫磨损在滚动接触过程中，材料表层受到周期性载荷作用，引起塑性变形、表面硬化，最终在表面显现初始裂纹，并沿与滚动方向呈小于45；的倾角方向由表向里扩展；表面上的润滑油由于毛细管的吸附作用而进入裂纹内表面，当滚动体接触到裂1： 3 处时将把裂口封住，使裂纹两侧内壁承担很大的挤压作用，加速裂纹向内扩展；在载荷的连续作用下，形成麻点状剥落，在表面上留下痘斑状凹坑，深度在0 1 0 2mm 以下；(2) 滚滑接触疲惫磨损依据弹性力学，两滚动接触物体在表面下0 786bb为平面接触区的半宽度 处切应力最大；该处塑性变形最猛烈，在周期性载荷作用下的反复变形使材料局部弱化，并在该处第一显
28、现裂纹，在滑动摩擦力引起的切应力和法向载荷引起的切应力叠加作用下，使最大切应力从0 786b 处向表面移动，形成滚滑疲惫磨损，剥落层深度一般为 02 0 4mm；2 削减或排除疲惫磨损的计策疲惫磨损是由于疲惫裂纹的萌生和扩展而产生的，因此，削减或排除疲惫磨损的计策就是掌握影响裂纹萌生和扩展的因素，主要有四个方面：I材质钢中存在的非金属夹杂物，易引起应力集中，这些夹杂物的边缘最易形成裂纹，从而降低材料的接触疲惫寿命；材料的组织状态对其接触疲惫寿命有重要影响；通常，晶粒细小、匀称，碳化物成球状且匀称分布，均有利于提高滚动接触疲惫寿命；轴承钢经处理后，残留奥氏体越多，针状马氏体越粗大，就表层有益的残
29、余压应力和渗碳层强度越低，越简洁发生微裂纹；在未溶解的碳化物状态相同的条件下，马氏体中碳的质量分数在0 4 0 5左右时，材料的强度和韧性协作较佳，接触疲惫寿命高；对未溶解的碳化物，通过适当热处理，使其趋于量少、体小、均布，防止粗大或带状碳化物显现，都有利于防止疲惫裂纹的产生；硬度在肯定范畴内增加，其接触疲惫强度将随之增大；例如，轴承钢表面硬度为62HRC 左右时，其抗疲惫磨损才能最大；对传动齿轮的齿面，硬度在58 62HRC范畴内正确，而当齿面受冲击载荷时，硬度宜取下限；此外，两个接触滚动体表面硬度匹配也很重要；例如，滚动轴承中，滚道和滚动元件的硬度相近，或者滚动元件比滚道硬度高出10为宜；
30、(2) 接触表面粗糙度试验说明，适当降低表面粗糙度可有效提高抗疲惫磨损的才能；例如，滚动轴承表面粗糙度由Ra0 40um 降低到 Ra0 20u m ，寿命可提高2 3 倍；由Ra0 20um 降低到 Ra0 10um，寿命可提高 1 倍；而降低到 Ra0 05um 以下，对寿命的提高影响甚小；表面粗糙度要求的高低与表面承担的接触应力有关，通常接触应力大，或表面硬度高时，均要求表面粗糙度低；(3) 表面残余内应力一般来说，表层在肯定深度范畴内存在有残余压应力，不仅可提高弯曲、扭转疲惫强度，仍能提高接触疲惫强度，减小疲惫磨损；但是，残余压应力过大也 有害；(4) 其他因素润滑油的挑选很重要，润滑
31、油粘度越高越利于改善接触部分的压力分布， 同时不易渗入表面裂纹中，这对抗疲惫磨损均特别有利；而润滑油中加入活性氯化物添加剂或是能产生化学反应形成酸类物质的添加剂，就会降低轴承的疲惫寿命；机械设备装配精度影响齿轮齿面的啮合接触面的大小，自然也对接触疲惫寿命有影响；具有腐蚀作用的环境因素对疲惫往往起有害作用，如润滑油中的水； 四 腐蚀磨损在摩擦过程中，金属同时与四周介质发生化学反应或电化学反应，引起金属表面的腐蚀剥落，这种现象称为腐蚀磨损；它是与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成欢迎下载精品学习资源的一种机械化学磨损；因此，腐蚀磨损的机理与前述三种磨损的机理不同；腐蚀磨损是一种极为复杂
32、的磨损过程，常常发生在高温或潮湿的环境下，更简洁发生在有酸、碱、盐等特殊介质的条件下；按腐蚀介质的不同类型，腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质下的腐蚀磨损两大类；1 氧化磨损我们知道，除金、铂等少数金属外，大多数金属表面都被氧化膜掩盖着；如在摩擦过程中，氧化膜被磨掉，摩擦表面与氧化介质反应速度很快，立刻又形成新的氧化膜，然后又被磨掉，这种氧化膜不断被磨掉又反复形成的过程，就是氧化磨损；氧化磨损的产生必需同时具备以下条件：一是摩擦表面要能够发生氧化，而且氧化膜生成速度大于其磨损破坏速度；二是氧化膜与摩擦表面的结合强度大于摩擦表面承担的切应力；三是氧化膜厚度大于摩擦表面破坏的深度；在通常情形下，氧化
33、磨损比其他磨损稍微得多；削减或排除氧化磨损的计策主要有：(1) 掌握氧化膜生长的速度与厚度在摩擦过程中，金属表面形成氧化物的速度要比非摩擦时快得多；在常温下，金属表面形成的氧化膜厚度特别小，例如铁的氧化膜厚度为1 3mm，铜的氧化膜厚度约为5nm；但是，氧化膜的生成速度随时间而变化；(2) 掌握氧化膜的性质金属表面形成的氧化膜的性质对氧化磨损有重要影响；如氧化膜紧密、完整无孔，与金属表面基体结合坚固，就有利于防止金属表面氧化；如氧化膜本身性脆，与金属表面基体结合差，就简洁被磨掉；例如铝的氧化膜是硬脆的，在无摩擦时，其爱护作用大，但在摩擦时其爱护作用很小；低温下，铁的氧化物是紧密的，与基体结合坚
34、固， 但在高温下，随着厚度增大，内应力也增大，将导致膜层开裂、脱落；(3) 掌握硬度当金属表面氧化膜硬度远大于与其结合的基体金属的硬度时，在摩擦过程中，即使在小的载荷作用下，也易破裂和磨损；当两者相近时，在小载荷、小变形条件 下，因两者变形相近，故氧化膜不易脱落；但如受大载荷作用而产生大变形时，氧化膜也易破裂；最有利的情形是氧化膜硬度和基体硬度都很高，在载荷作用下变形小，氧化膜不易破碎，耐磨性好，例如镀硬铬时，其硬度为900HBS 左右，铬的氧化膜硬度也很高，所以镀硬铬得到广泛应用；然而，大多数金属氧化物都比原金属硬而脆，厚度又很小，故对摩擦表面的爱护作用很有限；但在不引起氧化膜破裂的工况下，
35、表面的氧化膜层有防止金属之间粘着的作用，因而有利于抗粘着磨损；2 特殊介质下的腐蚀磨损特殊介质下的腐蚀磨损是摩擦副表面金属材料与酸、碱、盐等介质作用生成的各种化合物，在摩擦过程中不断被磨掉的磨损过程；其机理与氧化磨损相像，但磨损速度较快；由于其腐蚀本身可能是化学的或电化学的性质，故腐蚀磨损的速度与介质的腐蚀性质和作用温度有关，也与相互摩擦的两个金属形成的电化学腐蚀的电位差有关；介质腐蚀性越 强，作用温度越高，腐蚀磨损速度越快；削减或排除特殊介质下的腐蚀磨损的计策主要有：1) 使摩擦表面受腐蚀时能生成一层结构紧密且与金属基体结合坚固、阻碍腐蚀连续发生或使腐蚀速度减缓的爱护膜，可使腐蚀磨损速度减小
36、；2) 掌握机械零件或构件所处的应力状态，由于这对腐蚀影响很大；当机械零件受到重复应力作用时，所产生的腐蚀速度比不受应力时快得多；五 微动磨损两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损称为微动磨损；它产生于相对静止的接合零件上，因而往往易被忽视；微动磨损的最大特点是：在外界变动载荷作用下，产生振幅很小 小于 100m，一般为 2 20m的相对运动，由此发生摩擦磨损；例如在键联接欢迎下载精品学习资源处、过盈协作处、螺栓联接处、铆钉联接接头处等结合上产生的磨损；微动磨损使协作精度下降，过盈协作部件结合紧度下降甚至松动，联接件松动乃至分别，严峻者会引起事故；微动磨损仍易引起应力集中，导致联接件
37、疲惫断裂；1 微动磨损的机理由于微动磨损集中在局部范畴内，同时两个摩擦表面永久不脱离接触，磨损产物不易往外排除，磨屑在摩擦表面起着磨料的作用；又因摩擦表面之间的压力使表面凸起部分粘着， 粘着处被外界小振幅引起的摇摆所剪切，剪切处表面又被氧化，所以微动磨损兼有粘着磨损和氧化磨损的作用；微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损形式；2 削减或排除微动磨损的计策实践与试验说明，外界条件 如载荷、振幅、温度、润滑等 及材质对微动磨损影响相当大，因而，削减或排除微动磨损的计策主要有以下几个方面：(1) 载荷在肯定条件下，随着载荷增大，微动磨损量将增加，但是当超过某临界载荷之后，微动磨损量
38、将减小；采纳超过临界载荷的紧固方式可有效削减微动磨损；(2) 振幅当振幅较小时，单位磨损率较小；当振幅超过50 150um 时，单位磨损率显著上升；因此，应有效地将振幅掌握在30um以内；(3) 温度低碳钢，在0；以上时，微动磨损量随温度上升而逐步降低；在150； C 200；C 时，微动磨损量突然降低；连续上升温度，微动磨损量上升；温度从135； C 上升到400；C 时，微动磨损量增加15 倍；中碳钢，在其他条件不变、温度为130；C 时，微动磨损量发生转折；超过此温度，微动磨损量大幅度降低；(4) 润滑用粘度大、抗剪切强度高的润滑脂有肯定成效，固体润滑剂 如 MoS2、PT-FE等 成效
39、更好；而一般的液体润滑剂对防止微动磨损成效不佳；(5) 材质性能提高硬度及挑选适当材料配副都可以减小微动磨损；将一般碳钢表面硬度从 180HV 提高到 700HV 时，微动磨损量可降低50；一般来说，抗粘着性能好的材料配副 对抗微动磨损也好；采纳表面处理 如硫化或磷化处理以及镀上金属镀层 是降低微动磨损的有效措施；二、机械零件的变形及其计策机械零件或构件在外力的作用下，产生外形或尺寸变化的现象称为变形；过量的变形是机械失效的重要类型，也是判定韧性断裂的明显征兆；例如，各类传动轴的弯曲变形；桥式起重机主梁在变形下挠曲或扭曲；汽车大梁的扭曲变形；弹簧的变形等；变形量随着时间的不断增加，逐步转变了产
40、品的初始参数，当超过答应极限时，将丢失规定的功能；有的机械零件因变形引起结合零件显现附加载荷、相互关系失常或加速磨损，甚至造成断裂等灾难性后果；依据外力去除后变形能否复原，机械零件或构件的变形可分为弹性变形和塑性变形两大类；1 弹性变形金属零件在作用应力小于材料屈服强度时产生的变形称为弹性变形；弹性变形的特点是：1) 当外力去除后，零件变形排除，复原原状；2) 材料弹性变形时，应变与应力成正比，其比值称为弹性模量，它表示材料对弹性变形的阻力；在其他条件相同时，材料的弹性模量越高，由这种材料制成的机械零件或构件的刚度便越高，在受到外力作用时保持其固有的尺寸和外形的才能就越强；3) 弹性变形量很小
41、，一般不超过材料原长度的0 1 1.O；在金属零件使用过程中，如产生超量弹性变形 超量弹性变形是指超过设计答应的弹性欢迎下载精品学习资源变形 ，就会影响零件正常工作；例如，当传动轴工作时，超量弹性变形会引起轴上齿轮啮合状况恶化，影响齿轮和支承它的滚动轴承的工作寿命；机床导轨或主轴超量弹性变形，会引起加工精度降低甚至不能满意加工精度；因此，在机械设备运行中，防止超量弹性变形是特别必要的；除了正确设计外，正确使用特别重要，应严防超载运行，留意运行温度规范， 防止热变形等；2 塑性变形塑性变形又称为永久变形，是指机械零件在外加载荷去除后留下来的一部分不行复原的变形；金属零件的塑性变形从宏观形貌特点上
42、看，主要有翘曲变形、体积变形和时效变形三种形式；(1) 翘曲变形 当金属零件本身受到某种应力 例如机械应力、热应力或组织应力等 的作用，其实际应力值超过了金属在该状态下的拉伸屈服强度或压缩屈服强度后，就会产生呈翘曲、椭圆或歪扭的塑性变形；因此，金属零件产生翘曲变形是它自身受复杂应力综合作用的结果；翘曲变形常见于瘦长轴类、薄板状零件以及薄壁的环形和套类零件；(2) 体积变形金属零件在受热与冷却过程中，由于金相组织转变引起比容变化，导致金属零件体积胀缩的现象称为体积变形；例如，钢件淬火相变时，奥氏体转变为马氏体或下贝氏体时比容增大，体积膨胀，淬火相变后残留奥氏体的比容减小，体积收缩；马氏体形成时的
43、体积变化程度，与淬火相变时马氏体中的含碳量有关；钢件中含碳量越多，形成马氏体时的比容变化越大，膨胀量也越大；此外，钢中碳化物不匀称分布往往会增大变形程度；(3) 时效变形钢件热处理后产生不稳固组织，由此引起的内应力处于不稳固状态；铸件在铸造过程中形成的铸造内应力也处于不稳固状态；在常温下较长时间的放置或使用，不稳固状态的应力会逐步发生转变，并趋于稳固，由此相伴产生的变形称为时效变形；塑性变形导致机械零件各部分尺寸和外形的变化，将引起一系列不良后果；例如，机床主轴塑性弯曲，将不能保证加工精度，导致废品率增大，甚至使主轴不能工作；零件的局部塑性变形虽然不像零件的整体塑性变形那样引起明显失效，但也是
44、引起零件失效的重要形式；如键联接、花键联接、挡块和销钉等，由于静压力作用，通常会引起协作的一方或双方的接触表面挤压 局部塑性变形 ，随着挤压变形的增大，特殊是那些能够反向运动的零件将引起冲击，使原协作关系破坏的过程加剧，从而导致机械零件失效；3 防止和削减机械零件变形的计策变形是不行防止的，我们可从以下四个方面实行相应的计策防止和削减机械零件变形；(1) 设计设计时不仅要考虑零件的强度，仍要重视零件的刚度和制造、装配、使用、拆卸、修理等问题；1) 正确选用材料，留意工艺性能；如铸造的流淌性、收缩性；锻造的可锻性、冷镦性； 焊接的冷裂、热裂倾向性；机加工的可切削性；热处理的淬透性、冷脆性等；2)
45、 合理布置零件，挑选适当的结构尺寸；如防止尖角，棱角改为圆角、倒角；厚薄悬殊的部分可开工艺孔或加厚太薄的地方；支配好孔洞位置，把盲孔改为通孔等；外形复杂的零件在可能条件下采纳组合结构、镶拼结构，改善受力状况；3) 在设计中，留意应用新技术、新工艺和新材料，削减制造时的内应力和变形；(2) 加工在加工中要实行一系列工艺措施来防止和削减变形；对毛坯要进行时效以排除其残余内应力；时效有自然时效和人工时效两种；自然时效，可以将生产出来的毛坯在露天存放 12 年，这是由于毛坯材料的内应力有在1220 个月逐步消逝的特点，其时效成效正确；缺点是时效周期太长；人工时效可使毛坯通过高温退火、保温缓冷而排除内应
46、力；也可利用振动作用来进行人工时效；高精度零件在精加工过程中必需支配人工时效；在制定零件机械加工工艺规程中，均要在工序、工步的支配上，工艺装备和操作上实行削减变形的工艺措施；例如，粗精加工分开的原就，在粗精加工中间留出一段存放时间；以欢迎下载精品学习资源利于排除内应力；机械零件在加工和修理过程中要削减基准的转换，保留加工基准留给修理时使用，削减修理加工中因基准不统一而造成的误差；对于经过热处理的零件来说，留意预留加工余量、调整加工尺寸、预加变形，这是特别必要的；在知道零件的变形规律之后，可预先加以反向变形量，经热处理后两者抵消；也可预加应力或掌握应力的产生和变化，使最终变形量符合要求，达到削减
47、变形的目的；(3) 修理 在修理中，既要满意复原零件的尺寸、协作精度、表面质量等技术要求，仍要检查和修复主要零件的外形、位置误差；为了尽量削减零件在修理中产生的应力和变形，应当制定出与变形有关的标准和修理规范，设计简洁牢靠、好用的专用量具和工夹具，同时留意大力推广“三新”技术，特殊是新的修复技术，如刷镀、粘接等；(4) 使用 加强设备治理，制定并严格执行操作规程，加强机械设备的检查和爱护，不超负荷运行，防止局部超载或过热等；三、机械零件的断裂及其计策断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合作用下，其本身连续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分的现象；机械零件断裂后不仅完全丢失工作才能，而且仍可能造成重大的经济缺失或伤亡事故；特殊是现代机械设备日益向着大功率、高转速的趋势进展，机械零件断裂失效的几率有所提高；尽管与磨损、变形相比，机械零件因断裂而失效的机会很少，但机械零件的断裂往往会造成严峻的机械事故，产生严峻的后果，是一种最危急的失效形式；