《机械维修技术》PPT课件.ppt
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1、机械工程学院机械工程学院机自机自11101班班 主讲人:王灿主讲人:王灿机械零件失效知识 主讲内容 机械零件失效分析机械零件失效分析1.1.1.1.机械零件失效形式与诊断机械零件失效形式与诊断机械零件失效形式与诊断机械零件失效形式与诊断2.2.2.2.常见失效形式及特征和诊断常见失效形式及特征和诊断常见失效形式及特征和诊断常见失效形式及特征和诊断3.3.3.3.失效分析的思路和方法失效分析的思路和方法失效分析的思路和方法失效分析的思路和方法4.4.4.4.设计、机械加工和装配中的失误与失效设计、机械加工和装配中的失误与失效设计、机械加工和装配中的失误与失效设计、机械加工和装配中的失误与失效概概
2、概概 述述述述失效:产品失去其规定功能的现象失效:产品失去其规定功能的现象失效:产品失去其规定功能的现象失效:产品失去其规定功能的现象机械产品失效的三种类型机械产品失效的三种类型机械产品失效的三种类型机械产品失效的三种类型机械产品失效的形式:过量的变形、断裂和表面损伤机械产品失效的形式:过量的变形、断裂和表面损伤机械产品失效的形式:过量的变形、断裂和表面损伤机械产品失效的形式:过量的变形、断裂和表面损伤等。等。等。等。失效的后果:直接经济损失、间接经济损失失效的后果:直接经济损失、间接经济损失失效的后果:直接经济损失、间接经济损失失效的后果:直接经济损失、间接经济损失失效学:研究机械装备的失效
3、诊断、失效预测和失效失效学:研究机械装备的失效诊断、失效预测和失效失效学:研究机械装备的失效诊断、失效预测和失效失效学:研究机械装备的失效诊断、失效预测和失效预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门学科。预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门学科。预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门学科。预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门学科。引起失效的因素:材料方面、环境方面引起失效的因素:材料方面、环境方面引起失效的因素:材料方面、环境方面引起失效的因素:材料方面、环境方面失效分析的意义:促进产品质量提高、促进相关科学失效分析的意义:促进产品质量提高、促进相关科学失效分析的意义:促进产品质量提
4、高、促进相关科学失效分析的意义:促进产品质量提高、促进相关科学和工程技术的发展和工程技术的发展和工程技术的发展和工程技术的发展失效分析促进产品质量提高失效分析促进产品质量提高失效分析促进产品质量提高失效分析促进产品质量提高如图所示:如图所示:如图所示:如图所示:失效分析与机械产品可靠性的关系:从失效分析失效分析与机械产品可靠性的关系:从失效分析失效分析与机械产品可靠性的关系:从失效分析失效分析与机械产品可靠性的关系:从失效分析的角度谈产品的可靠性,是指使用的可靠性,它的角度谈产品的可靠性,是指使用的可靠性,它的角度谈产品的可靠性,是指使用的可靠性,它的角度谈产品的可靠性,是指使用的可靠性,它既
5、包括设计和制造中保持产品固有的可靠性,也既包括设计和制造中保持产品固有的可靠性,也既包括设计和制造中保持产品固有的可靠性,也既包括设计和制造中保持产品固有的可靠性,也包括了使用、维修后所体现出来的可靠性。包括了使用、维修后所体现出来的可靠性。包括了使用、维修后所体现出来的可靠性。包括了使用、维修后所体现出来的可靠性。可靠性技术分为三个领域:可靠性工程,主要是可靠性技术分为三个领域:可靠性工程,主要是可靠性技术分为三个领域:可靠性工程,主要是可靠性技术分为三个领域:可靠性工程,主要是系统可靠性分析、系统可靠性设计和评价;可靠系统可靠性分析、系统可靠性设计和评价;可靠系统可靠性分析、系统可靠性设计
6、和评价;可靠系统可靠性分析、系统可靠性设计和评价;可靠性分析,包括可靠性试验、失效分析与防止;可性分析,包括可靠性试验、失效分析与防止;可性分析,包括可靠性试验、失效分析与防止;可性分析,包括可靠性试验、失效分析与防止;可靠性数学。靠性数学。靠性数学。靠性数学。可靠性、可靠度、失效概率时间的函数可靠性、可靠度、失效概率时间的函数可靠性、可靠度、失效概率时间的函数可靠性、可靠度、失效概率时间的函数失效分析学科的发展失效分析学科的发展失效分析学科的发展失效分析学科的发展机械零件失效机械零件失效形式及诊断形式及诊断失效形式分类失效形式分类失效形式分类失效形式分类按失效的宏观按失效的宏观按失效的宏观按
7、失效的宏观特征分类特征分类特征分类特征分类按失效性质和按失效性质和按失效性质和按失效性质和具体特征分类具体特征分类具体特征分类具体特征分类请看右图请看右图请看右图请看右图失效形式的诊断:一级、二级、三级失效形式的诊断:一级、二级、三级断裂失效形式的诊断依据:残骸分析、断裂失效形式的诊断依据:残骸分析、应力分析、失效模拟应力分析、失效模拟磨损失效形式的诊断依据:磨损表面的磨损失效形式的诊断依据:磨损表面的形貌和次表面组织和性能的变化;磨屑形貌和次表面组织和性能的变化;磨屑形貌、磨屑成分和组织的变化;磨损系形貌、磨屑成分和组织的变化;磨损系统中各参数的关系和变化等统中各参数的关系和变化等磨损失效形
8、式的诊断,必须首先根据零磨损失效形式的诊断,必须首先根据零件性质具体确定磨损失效的件性质具体确定磨损失效的失效点失效点。机械零件失效原因概述机械零件失效原因概述机械零件失效原因概述机械零件失效原因概述零件失效因素:服役条件、材料因素、设计与工艺因零件失效因素:服役条件、材料因素、设计与工艺因零件失效因素:服役条件、材料因素、设计与工艺因零件失效因素:服役条件、材料因素、设计与工艺因素以及使用和维护等及各方面。素以及使用和维护等及各方面。素以及使用和维护等及各方面。素以及使用和维护等及各方面。一、零件的服役条件一、零件的服役条件一、零件的服役条件一、零件的服役条件零件的服役条件包括零件的服役条件
9、包括零件的服役条件包括零件的服役条件包括受力状况和工作环境受力状况和工作环境受力状况和工作环境受力状况和工作环境1.1.受力状况:载荷类型、载荷性质、应力状态受力状况:载荷类型、载荷性质、应力状态受力状况:载荷类型、载荷性质、应力状态受力状况:载荷类型、载荷性质、应力状态(1 1)载荷类型)载荷类型)载荷类型)载荷类型轴向载荷轴向载荷轴向载荷轴向载荷弯曲载荷:轮齿根部、汽车钢板弹簧弯曲载荷:轮齿根部、汽车钢板弹簧弯曲载荷:轮齿根部、汽车钢板弹簧弯曲载荷:轮齿根部、汽车钢板弹簧扭转载荷:传动轴扭转载荷:传动轴扭转载荷:传动轴扭转载荷:传动轴剪切载荷:螺栓剪切载荷:螺栓剪切载荷:螺栓剪切载荷:螺栓
10、接触载荷:轮齿之间、滚珠与轴承内外圈之间接触载荷:轮齿之间、滚珠与轴承内外圈之间接触载荷:轮齿之间、滚珠与轴承内外圈之间接触载荷:轮齿之间、滚珠与轴承内外圈之间对于某一种零件失效原因的准确判断,必须充分考虑对于某一种零件失效原因的准确判断,必须充分考虑环境介质的影响。如下表:环境介质的影响。如下表:二、设计、制造与零件失效二、设计、制造与零件失效二、设计、制造与零件失效二、设计、制造与零件失效 1.1.设计与零件失效设计与零件失效设计与零件失效设计与零件失效设计不合理和设计考虑不周到是零件失效的重要原因设计不合理和设计考虑不周到是零件失效的重要原因设计不合理和设计考虑不周到是零件失效的重要原因
11、设计不合理和设计考虑不周到是零件失效的重要原因之一。之一。之一。之一。对零件的工作条件估计错误,如对工作中可能的过载对零件的工作条件估计错误,如对工作中可能的过载对零件的工作条件估计错误,如对工作中可能的过载对零件的工作条件估计错误,如对工作中可能的过载估计不足,造成设计的零件的承载能力不够。估计不足,造成设计的零件的承载能力不够。估计不足,造成设计的零件的承载能力不够。估计不足,造成设计的零件的承载能力不够。选材不当是导致失效的另一个重要原因。选材不当是导致失效的另一个重要原因。选材不当是导致失效的另一个重要原因。选材不当是导致失效的另一个重要原因。2.2.材料、制造工艺与零件失效材料、制造
12、工艺与零件失效材料、制造工艺与零件失效材料、制造工艺与零件失效零件的失效原因还与材料的内在质量以及机械制造工零件的失效原因还与材料的内在质量以及机械制造工零件的失效原因还与材料的内在质量以及机械制造工零件的失效原因还与材料的内在质量以及机械制造工艺质量有关。艺质量有关。艺质量有关。艺质量有关。(1 1)冶金质量)冶金质量)冶金质量)冶金质量 (2 2)机械制造工艺缺陷:工艺裂纹、残余内应力、不)机械制造工艺缺陷:工艺裂纹、残余内应力、不)机械制造工艺缺陷:工艺裂纹、残余内应力、不)机械制造工艺缺陷:工艺裂纹、残余内应力、不良的表面质量、不正常的组织状态、达不到要求的机良的表面质量、不正常的组织
13、状态、达不到要求的机良的表面质量、不正常的组织状态、达不到要求的机良的表面质量、不正常的组织状态、达不到要求的机械性能械性能械性能械性能三、使用、维修与零件时效三、使用、维修与零件时效三、使用、维修与零件时效三、使用、维修与零件时效机器在使用过程中机器在使用过程中机器在使用过程中机器在使用过程中超载使用,润滑不良,清洁不好,超载使用,润滑不良,清洁不好,超载使用,润滑不良,清洁不好,超载使用,润滑不良,清洁不好,腐蚀生锈,表面碰伤腐蚀生锈,表面碰伤腐蚀生锈,表面碰伤腐蚀生锈,表面碰伤,在共振频率下使用,违反操作,在共振频率下使用,违反操作,在共振频率下使用,违反操作,在共振频率下使用,违反操作
14、规程,出现偶然事故,没有定期维修或维修不当等,规程,出现偶然事故,没有定期维修或维修不当等,规程,出现偶然事故,没有定期维修或维修不当等,规程,出现偶然事故,没有定期维修或维修不当等,都会造成零件早期破坏失效。都会造成零件早期破坏失效。都会造成零件早期破坏失效。都会造成零件早期破坏失效。例如:某汽车制造厂例如:某汽车制造厂例如:某汽车制造厂例如:某汽车制造厂5050根曲轴疲劳断裂根曲轴疲劳断裂根曲轴疲劳断裂根曲轴疲劳断裂 原因:修复后轴颈圆角半径太小原因:修复后轴颈圆角半径太小原因:修复后轴颈圆角半径太小原因:修复后轴颈圆角半径太小(R R3 3;设计要求;设计要求;设计要求;设计要求R R
15、6 6)例如:工作条件苛刻的重载齿轮箱,齿轮失效表现为:例如:工作条件苛刻的重载齿轮箱,齿轮失效表现为:例如:工作条件苛刻的重载齿轮箱,齿轮失效表现为:例如:工作条件苛刻的重载齿轮箱,齿轮失效表现为:沾着磨损和划伤,齿面烧伤和熔融,齿顶塑性变形,沾着磨损和划伤,齿面烧伤和熔融,齿顶塑性变形,沾着磨损和划伤,齿面烧伤和熔融,齿顶塑性变形,沾着磨损和划伤,齿面烧伤和熔融,齿顶塑性变形,以及过载折齿和疲劳折齿等。以及过载折齿和疲劳折齿等。以及过载折齿和疲劳折齿等。以及过载折齿和疲劳折齿等。原因:齿轮工作过程中原因:齿轮工作过程中原因:齿轮工作过程中原因:齿轮工作过程中严重发热、润滑失效造成齿面严重发
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