机械零件常见的故障模式
机械零件失效形式及诊断
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。
电气工程知识：机械零件失效和故障有哪些？.doc
电气工程知识：机械零件失效和故障有哪些？
机械失去工作能力称为故障，机器零件丧失规定的工作能力称为失效。
机械的故障和零件的失效是分不开的。
由于零件正常磨损或物理化学变化引起的零件变形、断裂、蚀损等使零件失效而引起的故障，此类故障也叫做自然故障。
1、零件的磨损
磨损是零件失效的最主要和普遍的形式。
2、零件的变形
机器在工作过程中，由于受力的作用，使零件的尺寸和形状发生改变的现象叫变形。
金属的变形包括弹性变形和塑性变形。
3、零件的断裂
零件在外力载荷作用下，首先发生弹性形变，当载荷所引起的应力超出弹性极限而继续增加时，材料可能产生塑性形变，最后应力超过强度极限时发生断裂。
4、蚀损
零件在循环接触应力作用下表面发生的点状剥落称为疲劳点蚀；零件受周围介质的化学及电化学作用使表层金属发生的破坏称为腐蚀；零件在温度变化和介质作用下表面产生针状孔洞，并不断扩大称为穴蚀。
疲劳点蚀、腐蚀和穴蚀统称为蚀损。
第一章机械零件失效的模式及其机理
第一章机械零件失效的模式与其机理在设备使用过程中，机械零件由于设计、材料、工艺与装配等各种原因，丧失规定的功能，无法继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。
机械零件失效的模式，即失效的外在表现形式，主要表现为磨损、变形、断裂等；而失效机理是指失效的物理、化学、机械等变化的过程和内在原因的实质。
第一节机械零件的磨损通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损五种形式。
一、粘着磨损当构成摩擦副的两个摩擦外表相互接触并发生相对运动时，由于粘着作用，接触外表的材料从一个外表转移到另一个外表所引起的磨损称为粘着磨损。
粘着磨损又称粘附磨损。
二、磨料磨损磨料磨损又称磨粒磨损。
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，其特征是在接触面上有明显的切削痕迹。
磨料磨损是十分常见又是危害最严重的一种磨损。
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，能源和材料大量损耗。
三、疲劳磨损疲劳磨损是摩擦外表材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导致产生裂纹和别离出微片或颗粒的一种磨损。
四、腐蚀磨损在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反响或电化学反响，引起金属外表的腐蚀产物剥落，这种现象称为腐蚀磨损。
它是在腐蚀现象与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成的一种机械化学磨损。
它是一种极为复杂的磨损过程，经常发生在高温或潮湿的环境，更容易发生在有酸、碱、盐等特殊介质条件下。
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腐蚀磨损两大类。
五、微动磨损两个接触外表由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。
它产生于相对静止的接合零件上，因而往往易被无视。
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〔一般为2－20微米〕的相对运动，由此发生摩擦磨损。
机械零件的主要失效形式
机械零件的主要失效形式失效:机械零件在设计预定的期间内和规定条件下，不能完成正常的功能。
机械零件失效的形式:整体断裂、塑性变形、腐蚀、磨损、胶合和接触疲劳⼀般设计机械零件的判据: 静强度、疲劳强度、摩擦磨损1．静强度失效机械零件在受拉、压、弯、扭等外载荷作⽤时，由于某⼀危险截⾯上的静应⼒超过零件的强度极限⽽发⽣断裂或破坏。
例如，螺栓受拉后被拉断和键或销的剪断或压溃等均属于此类失效。
此外，当作⽤于零件上的应⼒超过了材料的屈服极限，则零件将产⽣塑性变形。
塑性变形将导致精度下降或定位不准等，严重影响零件的正常⼯作，因此也属于失效。
2．疲劳强度失效⼤部分机械零件是在变应⼒条件下⼯作的，变应⼒的作⽤可以引起零件疲劳破坏⽽导致失效。
另外，零件表⾯受到接触变应⼒长期作⽤也会产⽣裂纹或微粒剥落的现象。
疲劳破坏是随⼯作时间的延续⽽逐渐发⽣的失效形式，是引起机械零件失效的重要原因。
例如，轴受载后由于疲劳裂纹扩展⽽导致断裂、齿根的疲劳折断和点蚀以及链条的疲劳断裂等都是典型的疲劳破坏。
机械零件的静强度失效是由于静⼒超过了屈服极限，并在断裂发⽣之前，往往出现很⼤的变形，因此静强度失效往往是可以发现，并可以预知的。
疲劳强度失效逐步形成但很难事先预知，因此它危害更⼤。
3．摩擦学失效摩擦学失效主要是腐蚀、磨损、打滑、胶合和接触疲劳。
腐蚀是发⽣在⾦属表⾯的⼀种电化学或化学侵蚀现象，其结果将使零件表⾯产⽣锈蚀⽽使零件的抗疲劳能⼒降低。
磨损是两个接触表⾯在作相对运动的过程中，表⾯物质丧失或转移的现象。
胶合是由于两相对运动表⾯间的油膜被破坏，在⾼速、重载的⼯作条件下，发⽣局部粘在⼀起的现象，当两表⾯相对滑动时，相粘结的部位被撕破⽽在表⾯上沿相对运动⽅向形成沟痕，称为胶合。
接触疲劳是受到接触变应⼒长期作⽤的表⾯产⽣裂纹或微粒剥落的现象。
有些零件只有在满⾜某些⼯作条件下才能正常⼯作。
例如，液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常地⼯作，否则滑动轴承将发⽣过热、胶合、磨损等形式的失效，属于摩擦学失效。
工程机械常见故障与排除
工程机械常见故障与排除工程机械是现代建设中必不可少的设备之一，但它们在长时间使用过程中难免会遇到一些常见故障。
本文将介绍工程机械常见故障的排除方法，帮助读者更好地解决问题。
一、液压系统故障及排除1. 液压系统压力不稳定液压系统压力不稳定的原因可能是液体中气体混入、液压泵损坏等。
解决方法是排出液压油中的气体，并更换损坏的液压泵。
2. 液压油温过高液压油温过高可能是由于油液循环不畅或油冷却系统故障造成的。
应检查液压系统的油液循环情况，并修理或更换损坏的油冷却系统。
二、电气系统故障及排除1. 电路保险丝烧断电路保险丝烧断可能是由于电器设备过载或电路接线不良引起的。
解决方法是检查设备的电路负荷，确保不超过额定负荷，并检查电路接线是否牢固。
2. 电瓶电压不稳定电瓶电压不稳定可能是由于电瓶老化或电瓶充电器故障引起的。
应检查电瓶是否需要更换，并修复或更换故障的充电器。
三、机械部件故障及排除1. 发动机启动困难发动机启动困难可能是由于供油不良或发动机点火系统故障引起的。
解决方法是检查供油系统是否正常，并检修或更换损坏的点火系统组件。
2. 轴承损坏轴承损坏可能是由于润滑不良或长时间使用导致的磨损引起的。
应定期加注润滑油，维护轴承，并及时更换损坏的轴承。
四、润滑系统故障及排除1. 润滑油泄漏润滑油泄漏可能是由于密封件老化或机械部件松动造成的。
应更换老化的密封件，并检查机械部件是否紧固。
2. 润滑系统润滑效果不佳润滑系统润滑效果不佳可能是由于润滑油污染或润滑系统堵塞引起的。
解决方法是定期更换润滑油，并清洗润滑系统。
总结：工程机械常见故障的排除需要根据具体情况进行诊断和处理，以上只是列举了一些常见问题及解决方法。
在实际操作中，应根据设备的具体情况进行维修和保养，确保工程机械的正常运行。
同时，及时保养和维修设备，可以减少故障发生的可能性，延长设备的使用寿命。
机械零件失效的概念
机械零件失效是指在使用过程中，由于各种原因导致机械零件无法继续正常工作或完成其预期功能的状态。
这种失效可能发生在单个零件上，也可能涉及整个机械系统。
机械零件失效可以分为以下几种类型：
1.功能失效：机械零件无法继续执行其设计的功能。
例如，一个齿轮出现损坏，导致传动
系统停止工作。
2.结构失效：机械零件的结构损坏或破裂，无法承受设计负载或应力。
这可能是由于材料
疲劳、强度不足、过载等原因引起的。
3.磨损失效：机械零件由于长时间摩擦和磨损而失去预期的尺寸、形状或表面质量。
这包
括磨损、磨蚀、划伤、疲劳断裂等问题。
4.腐蚀失效：机械零件由于腐蚀作用而失去其材料的强度、质量或形状。
腐蚀可以是由化
学反应、湿气、酸碱介质等引起的。
5.疲劳失效：机械零件在长期循环加载下发生疲劳断裂。
这常常出现在频繁受力、振动或
应力集中的部位。
6.过载失效：机械零件由于超负荷工作而失效，导致其结构或性能受损。
7.安装和组装失效：机械零件在安装和组装过程中未正确安装或组装，导致功能故障或结
构失效。
机械零件失效可能对机械设备的正常运行造成严重影响，甚至引发事故。
因此，在设计、制造、安装和维护机械系统时，需要考虑失效模式和原因，并采取相应的预防措施，如材料选择、强度计算、润滑和维护等。
定期检查、维护和更换关键零件也是预防失效的重要措施。
机械设备故障详析
典型设备故障分析 与检修——泵
轴承发热
7、泵轴弯曲。处理方法：矫正泵轴。 8、甩油环变形。甩油环不能转动，带不上油。
处理方法：更新甩油环。 9、联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法：
检查对中情况和调整轴向间隙。
典型设备故障分析 与检修——泵
轴封发热
1、填料压得太紧或干摩擦。处理方法：放松填料， 检查水封管。
机械设备故障分析
剥落、
烧伤
现象六
润滑不良或断油，工作表面接触应力 过大，使工作表面产生金属微粒剥落， 例如齿轮、轴承表面的点蚀就是疲劳 引起的剥落现象。
机械设备故障分析
其它现象
转子不 平衡
转子不 对中
刚性 不足
零部件 松动
摩擦
第二节 典型设备故障分析 与检修——泵
电动机或电源 不正常
平衡管不通畅
典型设备故障分析 泵振动与有 检修——泵
异常声响
二： 密封间隙过大，护圈松动，密封磨损。 处理方法：检查、调整或更换密封。
典型设备故障分析 泵振动与有 检修——泵
异常声响
三： 不对中，联轴器松动；支座或基础共振； 处理方法：找正、加固基础等。
典型设备故障分析 与检修——泵
轴承发热
1、轴承瓦块刮研不合要求。处理方法：重新修理 轴承瓦块或更换。
机械设备故障详析
机械设备故障分析
2、按故障持续时间分类
临时性故障：在很短时间内发生的丧失某些局部 功能的故障，这些故障发生后不需进行修复只进 行调整即可恢复。如螺栓松动引起振动等。
持久性故障：造成设备功能的丧失一直持续到更 换或修复故障零部件后，才能恢复工作能力的故 障。如轴断裂、齿轮打坏等。
机械设备故障分析
机械零件的失效
一． 断口分析方法
对金属材料的室温拉伸或冲击试样的断口宏观观察,可以看到其断 口可分为纤维状区,放射状区及剪切唇区三个不同的区域.
脆性断裂
工程构件在很少或不出现宏 观塑性变形(一般按光滑拉 伸试样的ψ<5%)情况下发 生的断裂称作脆性断裂,因 其断裂应力低于材料的屈服 强度,故又称作低应力断裂。 钢丝绳：断裂有预兆。
磨损失效的基本影响因素
摩擦，磨损和润滑，即磨损失效涉及到摩擦 副的材质和磨损工况
磨损失效
触的一对金属表面，相对运动时金属表 面不断发生损耗或产生塑性变形，使金 属表面状态和尺寸改变的现象称为磨损
防止和减少 磨损的方法 和途径
正确的选材是提高耐磨性的关键。
尽量保证液体润滑，对设备进行正确、 合理的润滑，能有效减少设备零部件 的磨损，延长设备使用寿命。
采用多种表面处理方法：如滚压、化 学表面热处理、镀铬、喷涂等
正确进行摩擦副的结构设计
设备正确的维护与使用对设备的寿命 影响很大。
皮带传动与 磨损：
在同一组中，皮带长短不一或者因为磨 损造成皮带轮槽深浅不一，皮带轮轴弯 曲均会产生较大的振动，对那些精密的 设备还可能形成振动源。
若调得太松，起动时会产生怪叫声，并 且会发生起转慢，主动轮发热；
失效的基本因素
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
STEP5
设计因素—确定 材质，尺寸，结 构，提出必要的 技术文件：图纸, 说明书等.（非标 设备）
制造因素—铸、 锻、焊,机加工和 热处理等达不到 设计要求而导致 零件失效.
装配调试因素— 在安装过程中 , 未达到要求的质 量指标.
材质因素—选材 不当,材质内部缺 陷,毛坯加工或冷 热加工产生的缺 陷
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序号
故障模式
说明
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ断裂
具有有限面积的几何表面分离现象，如：轴类、杆类、支架、齿轮等
2
碎裂
零件变成许多不规则形状的碎块现象，如：轴承、摩擦片、齿轮
3
开裂
零件产生可见缝隙
4
龟裂
零件表面产生的网状裂纹，如摩擦片表面
5
裂纹
在零件表面或内部产生的微小裂缝
6
异常变形
零件在外力作用下超出设计允许的弹、塑性变形的现象，如：轴、杆类的弯曲
13
拉伤
相对运动的金属表面沿滑动方向形成的伤痕，如：缸筒灯等
14
异常磨损
运动零件表面产生的过快的非正常磨损
15
滑扣
螺纹紧固件丧失连接的损坏
7
点蚀
零件表面由于疲劳而产生的点状剥落，如：齿轮面、轴承等
8
烧蚀
零件表面因高温局部融化或改变了金相组织而发生的损坏，如：轴瓦等
9
锈蚀
零件表面因化学反应而产生的损坏
10
剥落
零件表面的片状金属块与原基体分离的现象
11
胶合
两个相对运动的金属表面，由于局部粘合，而又撕裂的损坏，如齿轮齿面
12
压痕
在零件表面产生凹状痕迹