機械零件失效的主要原因及表現(xiàn)形式
日期:2022-07-21 17:41:28 瀏覽量:1625 標(biāo)簽: 零件失效
機械零件的失效是指零件在使用過程中,零件部分或完全喪失了設(shè)計功能。零件完全被破壞不能繼續(xù)工作;或零件已嚴重損壞,若繼續(xù)工作將失去安全;或雖能安全工作,但已失去設(shè)計精度等現(xiàn)象都屬于失效。
為了預(yù)防零件失效,需對零件進行失效分析,即通過判斷零件失效形式、確定零件失效機理和原因,有針對性地進行選材、確定合理的加工路線,提出預(yù)防失效的措施。
1、機械零件失效形式
機械零件常見的失效方式可以分為三種類型:過量變形失效、斷裂失效和表面損傷失效。
(1)過量變形失效:零件因變形量過大超過允許范圍而造成的失效。它主要包括過量彈性變形、塑性變形和高溫下發(fā)生的蠕變等失效形式。
(2)斷裂失效:因零件承載過大或疲勞損傷等原因而導(dǎo)致分離為互不相連的兩個或兩個以上部分的現(xiàn)象。斷裂是最嚴重的失效形式,它包括韌性斷裂失效、低溫脆性斷裂失效、疲勞斷裂失效、蠕變斷裂失效和環(huán)境破斷失效等幾種形式。
(3)表面損傷失效:零件工作時由于表面的相對摩擦或受到環(huán)境介質(zhì)的腐蝕在零件表面造成損傷或尺寸變化而引起的失效。它主要包括表面磨損失效、腐蝕失效、表面疲勞失效等形式。
需要指出,同一種機械零件在工作中往往不只是一種失效方式起作用。但是,一般造成零件失效時總是一種方式起主導(dǎo)作用。失效分析的核心問題就是要找出主要的失效方式。
2、機械零件失效的原因
引起機械零件失效的因素很多且較為復(fù)雜,涉及零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、材料的加工制造、產(chǎn)品的裝配及使用保養(yǎng)等多個方面。
(1)設(shè)計不合理:主要是指零件結(jié)構(gòu)和形狀不正確或不合理,如零件存在缺口、小圓弧轉(zhuǎn)角、不同形狀過渡區(qū)等。另一方面是指對零件的工作條件、過載情況估計不足,造成零件實際工作能力不足,致使零件早期失效。
(2)選材不合理:設(shè)計中對零件失效的形式判斷錯誤,所選的材料性能不能滿足工作條件需要;選材所依據(jù)的性能指標(biāo)不能反映材料對實際失效形式的抗力,選擇了錯誤的材料;所選用的材料質(zhì)量太差,成分或性能不合格導(dǎo)致不能滿足設(shè)計要求等都屬于選材不合理。
(3)加工工藝不合理:零件的加工工藝不當(dāng),可能會產(chǎn)生各種缺陷,導(dǎo)致零件在使用過程中較早地失效。如熱加工過程中出現(xiàn)過熱、過燒和帶狀組織;熱處理過程中出現(xiàn)脫碳、變形、開裂;冷加工過程出現(xiàn)較深的刀痕、磨削裂紋等。
(4)安裝使用不當(dāng):裝配和安裝過程不符合技術(shù)要求,如安裝時配合過緊、過松,對中不準(zhǔn),固定不穩(wěn)等都可能導(dǎo)致零件不能正常工作或過早出現(xiàn)失效;此外,使用過程中違章操作、超載、超速、不按時維修和保養(yǎng)等也會造成零件過早出現(xiàn)失效。
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