设备管理与维修 教学课件 作者 刘宝权 第12章　机械维修的理论基础.ppt

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1、第12章　机械维修的理论基础12.1　机械故障12.2　机械故障发生的原因12.1　机械故障12.1.1　机械故障的概念机械故障是指机械系统因偏离其设计状态而丧失规定的部分或全部功能的现象。机械故障在结构上表现为机械零部件的损坏及零部件间相互关系的破坏。12.1.2　机械故障的类型如表12⁃1所示，机械故障可以从不同的角度进行分类。表12-1　机械故障的类型12.1　机械故障12.1.3　机械的故障规律机械在运行中发生故障的可能性随时间变化的规律称为机械的故障规律。故障规律曲线如图12⁃1所示，描述的是机械故障失效率随时间变化的规律，也称为“浴盆

2、曲线”。图12-1　故障规律曲线12.2　机械故障发生的原因12.2.1　机械故障发生的原因引起机械设备故障的原因有很多，一般有以下几点：(1)机械设备自身缺陷的影响(内因)零件材料有缺陷或内部残余应力、人为差错(设计、制造、检验、维修、安装和使用不当)等。(2)环境因素影响(外因)主要是指粉尘、温度、湿度、介质腐蚀、振动、应力状态等影响因素。(3)时间因素影响(设备劣化)各种故障一般是先引起零部件失效，继而影响其他零部件而发生机械故障。12.2.2　机械零件的失效形式1.机械磨损12.2　机械故障发生的原因机械设备在运转时，由于机件间不断地摩擦

3、或因介质的冲刷，其摩擦面逐渐产生磨损，因此引起机件几何形状改变，强度降低并破坏了机械的正常工作条件，使机器逐步丧失了原有的精度和功能，称为机械磨损。(1)机械磨损的分类1)自然磨损。2)事故磨损。(2)机械磨损的一般规律　一般磨损现象表现为：由于摩擦的机械作用致使机械零件表面受伤而有所损耗，同时摩擦面的温度因摩擦热而上升，由于摩擦热的作用，摩擦面上会出现小小的裂痕，受这个原因的影响有时表面发生部分剥落，如果温度过高，也会融化流走。12.2　机械故障发生的原因图12-2　机械磨损规律曲线1)初期磨损时期(曲线O1A段),即新机件的试运转磨合时期，1

4、2.2　机械故障发生的原因曲线急剧上升，表示零件在工作的初期具有较大的磨损。2)正常磨损时期(曲线AB段)，即机件的稳定磨损时期，磨损曲线呈直线均匀上升，与水平线呈某一角度。3)事故磨损时期(曲线BC段)，即机件的急剧磨损时期，当间隙超过Smax后，因配合间隙过大增加了零件间的冲击，润滑油膜被破坏，冲击载荷加大，磨损速度急剧增加，产生剧烈的振动，机件处于危险工作状态。(3)机械磨损影响因素及防止措施1)零件材料的影响。2)工作载荷对磨损的影响。3)运动速度对磨损的影响。4)运动形式对磨损的影响。12.2　机械故障发生的原因5)温度、湿度及环境对磨

5、损的影响。6)润滑对磨损的影响。7)表面加工质量对磨损的影响。8)装配、安装质量对磨损的影响。2.零件的变形机械在工作过程中，由于受力的作用，机械零件的尺寸或形态改变的现象称为变形。零件的变形分为弹性变形和塑性变形。零件变形，破坏了组装机件的相互关系，因此其使用寿命也会缩短。(1)工作应力　当外载荷产生的应力超过材料的屈服强度时，就会使零件产生过应力而发生永久的变形。12.2　机械故障发生的原因(2)温度　温度升高，零件材料的原子热振动增大，临界切变抗力下降，容易产生滑移变形，使材料的屈服极限下降；或者由于零件受热不均匀，各处温差较大，产生热应力

6、，引起零件的变形。(3)残余内应力　零件在毛坯制造和切削加工过程中，由于残余内应力的存在，影响零件的静强度和尺寸稳定性；而且会使零件的弹性极限降低，还会产生减小内应力的塑性变形。(4)材料内部缺陷　零件的变形有时也是几种因素的共同作用、多次变形累积的结果。3.断裂失效金属材料的完全破断称为断裂。当金属材料在不同的情况下，局部破断发展到临界裂缝尺寸时，剩余截面所承受的外载荷因超过其强度极限而完全破断的现象称为断裂失效。12.2　机械故障发生的原因(1)过载断裂　当外力超过零件危险截面所能承受的极限应力时，零件将发生断裂。(2)腐蚀断裂　零件在腐蚀介

7、质的环境中承受应力作用，经过一定时间后产生的断裂称为腐蚀断裂。(3)低应力脆性断裂　零件制造工艺不正确或使用环境温度低，材料变脆，在低应力下将发生脆断的现象称为低应力脆性断裂。(4)氢脆断裂　由于氢的作用，零件在低于材料屈服极限的应力作用下将导致断裂的现象称为氢脆断裂。(5)蠕变断裂　金属零件在一定温度下，即使受到小于材料屈服极限应力的作用，也会随着时间的推移，发生缓慢的塑性变形，最后将导致零件断裂的现象称为蠕变断裂。12.2　机械故障发生的原因(6)疲劳断裂　零件在交变应力作用下，经过长时间工作而发生的断裂称为疲劳断裂。图12-3　杯锥状韧性断

8、裂断口12.2　机械故障发生的原因图12-4　疲劳断裂断口的宏观特征4.腐蚀12.2　机械故障发生的原因金属受外部介质作用而引起损坏的现