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1、第一章 机电设备故障及零部件失效机理本章主要内容本章主要内容机电设备故障的概念机电设备故障的概念 分类分类 规律规律零部件失效主要模式零部件失效主要模式:1.1.机械零件的磨损机械零件的磨损2.2.金属零件的腐蚀金属零件的腐蚀3.3.机械零件的变形机械零件的变形4.4.机械零件的断裂机械零件的断裂不同失效模式下减少或消除其失效的不同失效模式下减少或消除其失效的2023/4/181 1机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术第一节第一节 概论概论 发动机发动不起来，机床运转不平稳，汽车刹车失灵等等现象都是机械故障的表现形式。发动机发动不起来，机床运转不平稳，汽车刹车失灵等
2、等现象都是机械故障的表现形式。发动机发动不起来，机床运转不平稳，汽车刹车失灵等等现象都是机械故障的表现形式。发动机发动不起来，机床运转不平稳，汽车刹车失灵等等现象都是机械故障的表现形式。故障研究的目的是要查明故障模式故障研究的目的是要查明故障模式,追寻追寻故障机理故障机理,探求减少故障的方法探求减少故障的方法,提高机电设提高机电设备的可靠程度和有效利用率备的可靠程度和有效利用率故障定义故障定义:设备设备系统系统或零部件丧失了规或零部件丧失了规定工能的状态。定工能的状态。故障含两层含义故障含两层含义:一是机械系统偏离正常功能一是机械系统偏离正常功能;二是其功能失效。二是其功能失效。2023/4/
3、182 2机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术关于失效的基本概念关于失效的基本概念1 1 1 1、零件构件的功能、零件构件的功能、零件构件的功能、零件构件的功能 1 1 1 1在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形状和尺寸；状和尺寸；状和尺寸；状和尺寸；2 2 2 2实现规定的机械运动；实现规定的机械运动；实现规定的机械运动；实现规定的机械运动；3 3 3 3传递力和能。传递力和能。传递力和能。传递力和能。2 2 2 2、失效的定义和形式、失效的
4、定义和形式、失效的定义和形式、失效的定义和形式 定义定义定义定义:零件失去设计所要求的效能功能称为零件失去设计所要求的效能功能称为零件失去设计所要求的效能功能称为零件失去设计所要求的效能功能称为失效。失效。失效。失效。常见的失效形式：磨损、腐蚀、过量变形、断裂常见的失效形式：磨损、腐蚀、过量变形、断裂常见的失效形式：磨损、腐蚀、过量变形、断裂常见的失效形式：磨损、腐蚀、过量变形、断裂2023/4/183 3机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术第一节第一节 概论概论 对故障进行研究时，要注意一下几对故障进行研究时，要注意一下几个问题：个问题：1.1.故障状况随规定对象
5、的变化而不同。故障状况随规定对象的变化而不同。2.2.故障状况是针对规定功能而言的。故障状况是针对规定功能而言的。3.3.故障状况应到达一定的程度。故障状况应到达一定的程度。2023/4/184 4机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术二、故障的分类二、故障的分类 机械故障可以从不同角度来进行分机械故障可以从不同角度来进行分类，不同的分类方法反映了机械故障的类，不同的分类方法反映了机械故障的不同侧面，对机械故障进行分类的目的不同侧面，对机械故障进行分类的目的是为了更好地针对不同的故障形式采取是为了更好地针对不同的故障形式采取相应的对策，以下是各种故障分类方法。相应的对
6、策，以下是各种故障分类方法。2023/4/185 5机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障分类1.1.按故障性质分按故障性质分u间歇性故障：间歇性故障：设备只是在短期内丧失某些设备只是在短期内丧失某些功能功能,在对设备稍加修理调试或在外部干扰消失在对设备稍加修理调试或在外部干扰消失后后,功能即可恢复。多半由机电设备外部原因如功能即可恢复。多半由机电设备外部原因如工人误操作、气候变化、环境设施不良等因素工人误操作、气候变化、环境设施不良等因素引起。引起。u永久性故障：永久性故障：此类故障必须经人工修理才此类故障必须经人工修理才能恢复功能。该故障一般是因为某些零部件损
7、能恢复功能。该故障一般是因为某些零部件损坏引起的。坏引起的。2023/4/186 6机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障分类2.2.按故障程度分按故障程度分u局部性故障：局部性故障：设备只是某一部功能丧失设备只是某一部功能丧失,不不影响设备其它功能的实现影响设备其它功能的实现如冷却电机如冷却电机u整体性故障：整体性故障：虽然设备只是某一部功能丧虽然设备只是某一部功能丧失失,但却使设备整体功能不能实现但却使设备整体功能不能实现如主电动机如主电动机故障故障2023/4/187 7机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障分类3.3.按故障形
8、成速度分按故障形成速度分u突发性故障：突发性故障：故障发生具有偶然性和突发性故障发生具有偶然性和突发性,一般与设备使用时间无关一般与设备使用时间无关,故障发生前无明显征兆故障发生前无明显征兆,通过早期试验或测试很难预测通过早期试验或测试很难预测,一般是由工艺系统本一般是由工艺系统本身不利因素与偶然的外界影响因素共同作用的结果身不利因素与偶然的外界影响因素共同作用的结果u缓变性故障：缓变性故障：故障开展缓慢故障开展缓慢,一般在设备有效一般在设备有效寿命的后期出现寿命的后期出现,其发生概率与使用时间有关其发生概率与使用时间有关,能够能够通过早期试验或测试进行预测通过早期试验或测试进行预测,通常是因
9、零部件的腐通常是因零部件的腐蚀磨损疲劳以及老化等开展形成的蚀磨损疲劳以及老化等开展形成的2023/4/188 8机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障分类4.4.按故障形成原因分按故障形成原因分u操作或管理失误形成的故障：操作或管理失误形成的故障：设备未按原设设备未按原设计规定的条件使用计规定的条件使用,形成设备错用、精机粗用形成设备错用、精机粗用u设备内在原因形成的故障：设备内在原因形成的故障：一般是设备由于设一般是设备由于设计、制造遗留下的缺陷计、制造遗留下的缺陷如加工剩余应力、局部薄弱如加工剩余应力、局部薄弱环节等环节等或材料内部潜在的缺陷造成的或材料内部潜
10、在的缺陷造成的.该故障无法该故障无法预测预测,是突发性故障的重要原因是突发性故障的重要原因u自然故障：自然故障：设备在有效期内设备在有效期内,因受到外部或内部因受到外部或内部多种自然因素影响而引起的故障多种自然因素影响而引起的故障,如正常情况下零部如正常情况下零部件的磨损、断裂、腐蚀、变形、蠕变以及老化等件的磨损、断裂、腐蚀、变形、蠕变以及老化等2023/4/189 9机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障分类5.5.按故障造成的后果分按故障造成的后果分u致命故障：致命故障：危及或导致伤亡、引起设备报废或危及或导致伤亡、引起设备报废或造成重大经济损失的故障。如机架
11、或机体断裂、车造成重大经济损失的故障。如机架或机体断裂、车轮脱落、发动机总成报废等轮脱落、发动机总成报废等u严重故障：严重故障：是指严重影响设备正常使用是指严重影响设备正常使用,在短在短期内无法排除的故障。如发动机烧瓦、曲轴断裂、期内无法排除的故障。如发动机烧瓦、曲轴断裂、箱体开裂、齿轮损坏等箱体开裂、齿轮损坏等u一般故障：一般故障：指影响设备正常使用指影响设备正常使用,但在短期内但在短期内能排除的故障。如能排除的故障。如V V型带断裂、操纵手轮手柄损坏、型带断裂、操纵手轮手柄损坏、电器开关损坏、轻微渗漏和一般紧固件松动等电器开关损坏、轻微渗漏和一般紧固件松动等2023/4/181010机电设
12、备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障分类6.6.按故障表现形式分功能故障和潜在故障按故障表现形式分功能故障和潜在故障7.7.按故障形成的时间分按故障形成的时间分 早期故障和随时间早期故障和随时间变化的故障及随机故障变化的故障及随机故障8.8.按故障程度和形成快慢分按故障程度和形成快慢分 破坏性故障和破坏性故障和渐衰失效性故障渐衰失效性故障2023/4/181111机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 设备的任何局部都将在足够长的使用设备的任何局部都将在足够长的使用周期后产生失效。最可靠的产品最终也要周期后产生失效
13、。最可靠的产品最终也要发生故障。发生故障。故障的发生受其内部隐蔽的规律所支故障的发生受其内部隐蔽的规律所支配，研究和利用故障规律，便可设法从根配，研究和利用故障规律，便可设法从根本上预防故障。本上预防故障。工作应力、环境应力、人为因素、时工作应力、环境应力、人为因素、时间等都是设备产生故障的外因。间等都是设备产生故障的外因。2023/4/181212机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 可靠性可靠性 机电设备的可靠性是指机电设备在规定条件下，在机电设备的可靠性是指机电设备在规定条件下，在规定时间内，无故障地完成其规定功能的能力。规定时间内
14、，无故障地完成其规定功能的能力。规定时间：规定时间：产品应到达的工作期限。用时间或相当于时间的指产品应到达的工作期限。用时间或相当于时间的指标来表示，如运转的次数、行驶里程等。标来表示，如运转的次数、行驶里程等。l可靠性的数量指标。可靠性的数量指标。设备的技术状况总是随着时间的延长而逐渐恶化的设备的技术状况总是随着时间的延长而逐渐恶化的因而设备的使用寿命总是有限的。由此可知，设备发生因而设备的使用寿命总是有限的。由此可知，设备发生故障的可能性总是随着时间的延长而增大的，因而它可故障的可能性总是随着时间的延长而增大的，因而它可以看作是时间的函数。但同时设备故障的发生具有随机以看作是时间的函数。但
15、同时设备故障的发生具有随机性，即无论哪一种故障、人们都难以预料它确实切发生性，即无论哪一种故障、人们都难以预料它确实切发生时间。故设备发生故障的情况都只能用概率来表示，称时间。故设备发生故障的情况都只能用概率来表示，称为故障概率。为故障概率。2023/4/181313机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 1.1.可靠度无故障概率可靠度无故障概率 机电设备在规定条件下，在规定时间内，无故障地完成其规定功能机电设备在规定条件下，在规定时间内，无故障地完成其规定功能的概率。用的概率。用Rt表示。表示。2.2.故障概率故障概率 机电设备在规定条件
16、下，在规定时间内，发生故障的概率。用机电设备在规定条件下，在规定时间内，发生故障的概率。用Ft表示。表示。图1-1 可靠度曲线 图1-2 故障概率曲线2023/4/181414机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 1.1.可靠度无故障概率可靠度无故障概率 机电设备在规定条件下，在规定时间内，无故障地完成其规定功能机电设备在规定条件下，在规定时间内，无故障地完成其规定功能的概率。用的概率。用Rt表示。表示。图图1-11-1为可靠度曲线。由图可见为可靠度曲线。由图可见，产品的可靠度产品的可靠度 R Rt t是时间是时间t t的函的函数数，随着
17、时间的增长随着时间的增长，产品的可靠度会越来越低产品的可靠度会越来越低，它是一个介于它是一个介于1 1与与0 0之之间的数间的数，即即0R0Rt t11。图1-1 可靠度曲线 112023/4/181515机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 2.2.故障概率故障概率 机电设备在规定条件下，在规定时间内，发生故障的概率。用机电设备在规定条件下，在规定时间内，发生故障的概率。用Ft表示。表示。图图1-21-2为故障概率曲线。由图可见为故障概率曲线。由图可见，产品的故障概率产品的故障概率F Ft t也是时间也是时间t t的函数的函数,随着时间
18、的推移随着时间的推移,产品的故障概率会越来越大产品的故障概率会越来越大,它是一个介于它是一个介于0 0与与1 1之间的数之间的数,即即0F0Ft t11。图1-2 故障概率曲线 112023/4/181616机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术无故障概率与故障概率关系无故障概率与故障概率关系两者是对立事件两者是对立事件故障概率与无故障概率构成了故障概率与无故障概率构成了一个完整的事件组，即一个完整的事件组，即2023/4/181717机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 从概率的概念出发，由概率理论可知，故障概
19、率的分布是其密度函数从概率的概念出发，由概率理论可知，故障概率的分布是其密度函数从概率的概念出发，由概率理论可知，故障概率的分布是其密度函数从概率的概念出发，由概率理论可知，故障概率的分布是其密度函数f f f ft t t t积累函数，即故障发生的时间比率，或单位时间内发生的故障的概率。它是单调增函数。故障概率可用公式表示：积累函数，即故障发生的时间比率，或单位时间内发生的故障的概率。它是单调增函数。故障概率可用公式表示：积累函数，即故障发生的时间比率，或单位时间内发生的故障的概率。它是单调增函数。故障概率可用公式表示：积累函数，即故障发生的时间比率，或单位时间内发生的故障的概率。它是单调增
20、函数。故障概率可用公式表示：式中式中式中式中F F F Ft t t t-故障概率故障概率故障概率故障概率 f f f ft t t t-故障概率分布密度函数故障概率分布密度函数故障概率分布密度函数故障概率分布密度函数 t-t-t-t-时间时间时间时间 当当当当t=t=t=t=时，即时，即时，即时，即 l l故障概率又叫累计故障概率；其密度函数故障概率又叫累计故障概率；其密度函数故障概率又叫累计故障概率；其密度函数故障概率又叫累计故障概率；其密度函数f ft t又叫单位时间内发生故障的概率。又叫单位时间内发生故障的概率。又叫单位时间内发生故障的概率。又叫单位时间内发生故障的概率。有：有：有：有
21、：2023/4/181818机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 图1-3 故障概率密度函数ftt2023/4/181919机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 3.3.故障率故障率 故障率是指在每一个时间增量里产生故障的次数或在时间故障率是指在每一个时间增量里产生故障的次数或在时间t t之前之前尚未发生故障，而在随后的尚未发生故障，而在随后的d dt t时间之内可能发生故障的条件概率，时间之内可能发生故障的条件概率，用用t来表示，其数学关系式为：来表示，其数学关系式为：该式说明故障
22、率为某一瞬时可能发生的故障，相对于该瞬时无该式说明故障率为某一瞬时可能发生的故障，相对于该瞬时无故障概率之比。故障概率之比。2023/4/182020机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 故障率故障率故障率故障率瞬时故障率瞬时故障率瞬时故障率瞬时故障率产品在某一瞬时产品在某一瞬时产品在某一瞬时产品在某一瞬时t t t t的单位时间内发生故障的概率的单位时间内发生故障的概率的单位时间内发生故障的概率的单位时间内发生故障的概率平均故障率平均故障率平均故障率平均故障率产品在某一段时间内单位时间发生故障的概率产品在某一段时间内单位时间发生故障的概
23、率产品在某一段时间内单位时间发生故障的概率产品在某一段时间内单位时间发生故障的概率平均故障间隔时间平均故障间隔时间平均故障间隔时间平均故障间隔时间MTBFMTBFMTBFMTBF可修复设备在相邻两次故障间隔内正常工作的平均时间。可修复设备在相邻两次故障间隔内正常工作的平均时间。可修复设备在相邻两次故障间隔内正常工作的平均时间。可修复设备在相邻两次故障间隔内正常工作的平均时间。2023/4/182121机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术l一些产品的一些产品的MTBF：电脑产品标准电脑产品标准4000h，大屏幕投影大屏幕投影30000h，硬盘硬盘30000-40000
24、h，磁盘阵列不低于磁盘阵列不低于50000h，方正笔记本电脑方正笔记本电脑70000h，长城电源长城电源120000h。三、三、故障故障的规律的规律 2023/4/182222机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例：例：设有一电子产品工作设有一电子产品工作10001000小时，共发生故障小时，共发生故障5 5次，求该产品次，求该产品MTBFMTBF。参考答案：参考答案：MTBF=200hMTBF=200h其故障率为其故障率为 t t=5/=5/1100011000=0.005/h=0.005/h MTBF=1/MTBF=1/t t三、三、故障故障的规律的规律 202
25、3/4/182323机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术 例：某产品例：某产品例：某产品例：某产品MTBF=16MTBF=16MTBF=16MTBF=16万万万万h18h18h18h18年年年年 =1/MTBF=1/18=5.5%=1/MTBF=1/18=5.5%=1/MTBF=1/18=5.5%=1/MTBF=1/18=5.5%即：某产品即：某产品即：某产品即：某产品1 1 1 1年内平均年内平均年内平均年内平均1000100010001000太设备有太设备有太设备有太设备有55555555台会出故障。台会出故障。台会出故障。台会出故障。三、三、故障故障的规律的规
26、律 2023/4/182424机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术三、三、故障故障的规律的规律 例：例：设设t=0时，投入工作时，投入工作1000只灯泡，当只灯泡，当 t=365天时，发天时，发现有现有30只灯泡坏了。只灯泡坏了。求：故障概率、无故障概率、瞬时故障率、平均故障率求：故障概率、无故障概率、瞬时故障率、平均故障率天、天、MTBF。Ft=30/1000=0.03Rt=1-Ft=0.97 =30/970365=0.84710-4/天天 =30/1000+970/2 365=0.83410-4/天天MTBF=1/t=11806天天32年年2023/4/1825
27、25机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术故障率曲线 大多数故障出现的时间和频率与机电设备大多数故障出现的时间和频率与机电设备的使用时间有密切联系。通过工程实践和实验的使用时间有密切联系。通过工程实践和实验说明，机电设备的故障率变化可分为以下三种说明，机电设备的故障率变化可分为以下三种类型：类型：1早期故障期2随机故障期3损耗故障期 2023/4/182626机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术早期故障期特点：故障率较高，但故特点：故障率较高，但故特点：故障率较高，但故特点：故障率较高，但故障随设备工作时间的增障随设备工作时间的增障随设备工
28、作时间的增障随设备工作时间的增加而迅速下降。加而迅速下降。加而迅速下降。加而迅速下降。早期故障一般是由于设计、制造、早期故障一般是由于设计、制造、早期故障一般是由于设计、制造、早期故障一般是由于设计、制造、检验或装配中存在缺陷而导致的。设检验或装配中存在缺陷而导致的。设检验或装配中存在缺陷而导致的。设检验或装配中存在缺陷而导致的。设备进行大修或改造后，早期故障会再备进行大修或改造后，早期故障会再备进行大修或改造后，早期故障会再备进行大修或改造后，早期故障会再次出现。次出现。次出现。次出现。通过运转磨合、检查、排除故障等通过运转磨合、检查、排除故障等通过运转磨合、检查、排除故障等通过运转磨合、检
29、查、排除故障等手段可使其缺陷逐步消除，运转趋于手段可使其缺陷逐步消除，运转趋于手段可使其缺陷逐步消除，运转趋于手段可使其缺陷逐步消除，运转趋于正常，从而实现逐渐减少这类故障的正常，从而实现逐渐减少这类故障的正常，从而实现逐渐减少这类故障的正常，从而实现逐渐减少这类故障的目的。目的。目的。目的。早期故障期故障率曲线早期故障期故障率曲线Ot 2023/4/182727机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术随机故障期O t随机故障期故障率曲线随机故障期故障率曲线特点：故障率低而且稳定，特点：故障率低而且稳定，特点：故障率低而且稳定，特点：故障率低而且稳定，近似为常数。近似为
30、常数。近似为常数。近似为常数。随即故障是由于偶然因素引起的，随即故障是由于偶然因素引起的，随即故障是由于偶然因素引起的，随即故障是由于偶然因素引起的，它不可预测，也不能通过延长磨合期它不可预测，也不能通过延长磨合期它不可预测，也不能通过延长磨合期它不可预测，也不能通过延长磨合期来消除。设计上的缺陷、零部件缺陷、来消除。设计上的缺陷、零部件缺陷、来消除。设计上的缺陷、零部件缺陷、来消除。设计上的缺陷、零部件缺陷、维护不良以及操作不当都会造成随机维护不良以及操作不当都会造成随机维护不良以及操作不当都会造成随机维护不良以及操作不当都会造成随机故障。故障。故障。故障。2023/4/182828机电设备
31、维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术耗损故障期Ot 耗损故障期故障率曲线耗损故障期故障率曲线特点：故障率随运转特点：故障率随运转时间的增加而增高。时间的增加而增高。损耗故障是由于设备零部件的磨耗损耗故障是由于设备零部件的磨耗损耗故障是由于设备零部件的磨耗损耗故障是由于设备零部件的磨耗、疲劳、老化、腐蚀等造成的。、疲劳、老化、腐蚀等造成的。、疲劳、老化、腐蚀等造成的。、疲劳、老化、腐蚀等造成的。这类故障时设备接近大修期或寿命这类故障时设备接近大修期或寿命这类故障时设备接近大修期或寿命这类故障时设备接近大修期或寿命末期的征兆。末期的征兆。末期的征兆。末期的征兆。2023/4/1
32、82929机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机械产品在整个寿命期内故障率曲线机械产品在整个寿命期内故障率曲线机械产品在整个寿命期内故障率曲线机械产品在整个寿命期内故障率曲线1 1 1 1、上述故障率曲线称为、上述故障率曲线称为、上述故障率曲线称为、上述故障率曲线称为“浴盆曲线。浴盆曲线。浴盆曲线。浴盆曲线。2 2 2 2、从不同故障出现的时机来看，机械设备在开始使用阶段具有较高的故障率，而且此故障障率是渐减性；机械设备到了有效寿命的后期，其故障率便不断增大，是渐增性；而在其他使用期内，故障为恒定性，而且其值甚小。、从不同故障出现的时机来看，机械设备在开始使用阶段具
33、有较高的故障率，而且此故障障率是渐减性；机械设备到了有效寿命的后期，其故障率便不断增大，是渐增性；而在其他使用期内，故障为恒定性，而且其值甚小。、从不同故障出现的时机来看，机械设备在开始使用阶段具有较高的故障率，而且此故障障率是渐减性；机械设备到了有效寿命的后期，其故障率便不断增大，是渐增性；而在其他使用期内，故障为恒定性，而且其值甚小。、从不同故障出现的时机来看，机械设备在开始使用阶段具有较高的故障率，而且此故障障率是渐减性；机械设备到了有效寿命的后期，其故障率便不断增大，是渐增性；而在其他使用期内，故障为恒定性，而且其值甚小。3 3 3 3、对应各不同故障率曲线的时间范围分别称为早期故障期
34、、随机故障期和耗损故障期。、对应各不同故障率曲线的时间范围分别称为早期故障期、随机故障期和耗损故障期。、对应各不同故障率曲线的时间范围分别称为早期故障期、随机故障期和耗损故障期。、对应各不同故障率曲线的时间范围分别称为早期故障期、随机故障期和耗损故障期。4 4 4 4、然而，从机械设备使用者的角度出发，对于曲线所表示的早期故障，由于机械设备在出厂前和安装的过程中经过充分调试，可以认为基本得到消除，因而可发不必考虑。、然而，从机械设备使用者的角度出发，对于曲线所表示的早期故障，由于机械设备在出厂前和安装的过程中经过充分调试，可以认为基本得到消除，因而可发不必考虑。、然而，从机械设备使用者的角度出
35、发，对于曲线所表示的早期故障，由于机械设备在出厂前和安装的过程中经过充分调试，可以认为基本得到消除，因而可发不必考虑。、然而，从机械设备使用者的角度出发，对于曲线所表示的早期故障，由于机械设备在出厂前和安装的过程中经过充分调试，可以认为基本得到消除，因而可发不必考虑。5 5 5 5、随机故障通常容易排除，且一般不决定机械设备的寿命。惟有耗损故障才是影响机械设备有效寿命的决定因素。、随机故障通常容易排除，且一般不决定机械设备的寿命。惟有耗损故障才是影响机械设备有效寿命的决定因素。、随机故障通常容易排除，且一般不决定机械设备的寿命。惟有耗损故障才是影响机械设备有效寿命的决定因素。、随机故障通常容易
36、排除，且一般不决定机械设备的寿命。惟有耗损故障才是影响机械设备有效寿命的决定因素。Ott有效寿命早期故障期随机故障期耗损故障期2023/4/183030机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术 所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触做相互运所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触做相互运所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触做相互运所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触做相互运动的对偶外表，在摩擦作用下发生尺寸、形状和外表质量动的对偶外表，在摩擦作用下发生尺寸、形状和外表质量动的对偶外表，在摩擦作用下发生尺寸、形状和外表质量动的对偶外表，在摩擦作用下发生尺寸、形状和外表质
37、量变化的现象。变化的现象。变化的现象。变化的现象。相接触的物体相互移动发生阻力的现象称为摩擦。摩相接触的物体相互移动发生阻力的现象称为摩擦。摩相接触的物体相互移动发生阻力的现象称为摩擦。摩相接触的物体相互移动发生阻力的现象称为摩擦。摩擦是不可防止的自然现象；磨损是摩擦得必然结果，两者擦是不可防止的自然现象；磨损是摩擦得必然结果，两者擦是不可防止的自然现象；磨损是摩擦得必然结果，两者擦是不可防止的自然现象；磨损是摩擦得必然结果，两者均发生在材料外表。摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件均发生在材料外表。摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件均发生在材料外表。摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件均发生在材料外表
38、。摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件的失效。一般机械设备中约有的失效。一般机械设备中约有的失效。一般机械设备中约有的失效。一般机械设备中约有80%80%80%80%的零件因磨损而报废失的零件因磨损而报废失的零件因磨损而报废失的零件因磨损而报废失效。据估计，世界上的能源消耗约有效。据估计，世界上的能源消耗约有效。据估计，世界上的能源消耗约有效。据估计，世界上的能源消耗约有3030303050%50%50%50%是由于摩擦是由于摩擦是由于摩擦是由于摩擦和磨损造成。和磨损造成。和磨损造成。和磨损造成。第二节第二节 机械零件的磨损机械零件的磨损 2023/4/183131机电设备维修技术机电设备维修技术
39、机电设备维修技术机电设备维修技术例：轴承之磨损失效322023/4/183232机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例：轴承之接触疲劳失效332023/4/183333机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例：轴承之腐蚀失效342023/4/183434机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例：轴承之断裂失效352023/4/183535机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例2：齿轮之齿面磨损362023/4/183636机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例
40、2：齿轮之轮齿折断372023/4/183737机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例2：齿轮之齿面点蚀382023/4/183838机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例2：齿轮之齿面胶合392023/4/183939机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术例2：齿轮之齿面塑性变形402023/4/184040机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术第二节第二节 机械零件的磨损机械零件的磨损 一、零件磨损的一般规律一、零件磨损的一般规律一、零件磨损的一般规律一、零件磨损的一般规律 磨合阶段
41、磨合阶段磨合阶段磨合阶段 稳定磨损阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段 急剧磨损阶段急剧磨损阶段急剧磨损阶段急剧磨损阶段2023/4/184141机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术42磨损特性曲线磨损特性曲线2023/4/184242机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术磨合阶段磨合阶段l新的摩擦副外表具有一定的外表粗糙度，实新的摩擦副外表具有一定的外表粗糙度，实新的摩擦副外表具有一定的外表粗糙度，实新的摩擦副外表具有一定的外表粗糙度，实际接触面积小。开始磨合时，在一定载荷作用际接触面积小。开始磨合时，在一定载荷作用际接触面积小。开始
42、磨合时，在一定载荷作用际接触面积小。开始磨合时，在一定载荷作用下，外表逐渐磨平，磨损速度较大，如图中的下，外表逐渐磨平，磨损速度较大，如图中的下，外表逐渐磨平，磨损速度较大，如图中的下，外表逐渐磨平，磨损速度较大，如图中的OAOAOAOA线段。随着磨合的进行，实际接触面积逐渐线段。随着磨合的进行，实际接触面积逐渐线段。随着磨合的进行，实际接触面积逐渐线段。随着磨合的进行，实际接触面积逐渐增大，磨损速度减缓。在机械设备正式投入运增大，磨损速度减缓。在机械设备正式投入运增大，磨损速度减缓。在机械设备正式投入运增大，磨损速度减缓。在机械设备正式投入运行前，认真进行磨合是十分重要的。行前，认真进行磨合
43、是十分重要的。行前，认真进行磨合是十分重要的。行前，认真进行磨合是十分重要的。2023/4/18432023/4/184343机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术稳定磨损阶段l经过磨合阶段，摩擦副外表发生加工硬化，微经过磨合阶段，摩擦副外表发生加工硬化，微经过磨合阶段，摩擦副外表发生加工硬化，微经过磨合阶段，摩擦副外表发生加工硬化，微观几何形状改变，建立了弹性接触条件。这一观几何形状改变，建立了弹性接触条件。这一观几何形状改变，建立了弹性接触条件。这一观几何形状改变，建立了弹性接触条件。这一阶段磨损趋于稳定、缓慢，阶段磨损趋于稳定、缓慢，阶段磨损趋于稳定、缓慢，阶段
44、磨损趋于稳定、缓慢，ABABABAB线段的斜率就是线段的斜率就是线段的斜率就是线段的斜率就是磨损速度；磨损速度；磨损速度；磨损速度；B B B B点对应的横坐标时间就是零件的耐点对应的横坐标时间就是零件的耐点对应的横坐标时间就是零件的耐点对应的横坐标时间就是零件的耐磨寿命。磨寿命。磨寿命。磨寿命。2023/4/18442023/4/184444机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术急剧磨损阶段l阶段经过阶段经过阶段经过阶段经过B B B B点以后，由于摩擦条件发生较大的变点以后，由于摩擦条件发生较大的变点以后，由于摩擦条件发生较大的变点以后，由于摩擦条件发生较大的变化
45、，如温度快速升高、金属组织发生变化、冲化，如温度快速升高、金属组织发生变化、冲化，如温度快速升高、金属组织发生变化、冲化，如温度快速升高、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、击增大、磨损速度急剧增加、机械效率下降、击增大、磨损速度急剧增加、机械效率下降、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，机械设备无精度降低等，从而导致零件失效，机械设备无精度降低等，从而导致零件失效，机械设备无精度降低等，从而导致零件失效，机械设备无法正常运转。法正常运转。法正常运转。法正常运转。2023/4/18452023/4/184545机电设备维修技术机电设备维
46、修技术机电设备维修技术机电设备维修技术第二节第二节 机械零件的磨损机械零件的磨损 二、磨损的类型二、磨损的类型二、磨损的类型二、磨损的类型 磨料粒磨损磨料粒磨损磨料粒磨损磨料粒磨损 疲劳磨损疲劳磨损疲劳磨损疲劳磨损 粘着磨损粘着磨损粘着磨损粘着磨损 腐蚀磨损腐蚀磨损腐蚀磨损腐蚀磨损 微动磨损微动磨损微动磨损微动磨损一磨料磨损一磨料磨损一磨料磨损一磨料磨损 磨料磨损也称为磨粒磨损，它是当摩擦副的接触外表之间磨料磨损也称为磨粒磨损，它是当摩擦副的接触外表之间磨料磨损也称为磨粒磨损，它是当摩擦副的接触外表之间磨料磨损也称为磨粒磨损，它是当摩擦副的接触外表之间存在着硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度
47、比另一方的存在着硬质颗粒，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。它硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损。它硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损。它硬度大得多时，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，特征是在接触面上有明显的切削痕迹。是机械磨损的一种，特征是在接触面上有明显的切削痕迹。是机械磨损的一种，特征是在接触面上有明显的切削痕迹。是机械磨损的一种，特征是在接触面上有明显的切削痕迹。在各类磨损中，磨料
48、磨损约占在各类磨损中，磨料磨损约占在各类磨损中，磨料磨损约占在各类磨损中，磨料磨损约占50505050是十分常见且危害性是十分常见且危害性是十分常见且危害性是十分常见且危害性最严重的一种磨损，其磨损速率和磨损强度都很大，致使机最严重的一种磨损，其磨损速率和磨损强度都很大，致使机最严重的一种磨损，其磨损速率和磨损强度都很大，致使机最严重的一种磨损，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。械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量消耗。械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量消耗。械设备的使用寿命大大降低，能源和材料大量消耗。2023/4/184646机电设备
49、维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术第二节第二节 机械零件的磨损机械零件的磨损 2023/4/184747机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术垂直垂直分力分力塑性材料:外表产生密集的压痕,最终疲劳破坏脆性材料:外表不变形,产生脆性破坏水平水平分力分力塑性材料:以耕犁为主,外表被切下一条切屑,犁沟两侧材料隆起脆性材料:以微切削为主,外表被切下许多切屑产生脆性破坏1 1 1 1、机理：、机理：、机理：、机理：磨料磨损的过程实质上是零件外表在磨磨料磨损的过程实质上是零件外表在磨磨料磨损的过程实质上是零件外表在磨磨料磨损的过程实质上是零件外表在磨粒作用下
50、粒作用下粒作用下粒作用下发生局部塑性变发生局部塑性变发生局部塑性变发生局部塑性变形，磨粒嵌入形，磨粒嵌入形，磨粒嵌入形，磨粒嵌入切削切削切削切削与断裂的过程。磨粒对零件外表的与断裂的过程。磨粒对零件外表的与断裂的过程。磨粒对零件外表的与断裂的过程。磨粒对零件外表的作用力分为作用力分为作用力分为作用力分为垂直于垂直于垂直于垂直于外表与平行于外表的两个分力。外表与平行于外表的两个分力。外表与平行于外表的两个分力。外表与平行于外表的两个分力。第二节第二节 机械零件的磨损机械零件的磨损 2023/4/184848机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术机电设备维修技术2023/4/184949