机电设备诊断与维修技术第1章精品
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《机电设备管理故障诊断与维修技术》(1-2章)
• 四．故障诊断与维修技术的新发展 • ｌ．故障诊断技术的新发展 • （1）应更加重视现场设备简易诊断方式的应用，应
根据现场工作经验尽可能多的制订简易诊断标准 • （2）设备精密诊断技术向多变量参数综合监测分析
方向发展 • （3）人工智能应用于设备故障诊断 • 专家系统是一类包含知识和推理的智能计算机程序。 • （4）设备诊断应向更广更深的领域发展 • （ 5）远程诊断是诊断技术的发展趋势
《机电设备管理故障诊断与维修技术》
绪论
一．设备管理发展简史
与企业管理的发展历程相适应，各国设备管理的发展，大致经 历了3个主要阶段。
1．事后维修阶段 所谓事后维修，是指机器设备在生产过程中发 生故障或损坏之后才进行修理。
工业革命之前，工场生产是以手工作业为主，生产规模小，技术 水平低，使用的设备和工具比较简单，谈不上设备的维修与管理。
• 设备是企业固定资产的主要组成部分，是企业生产中能供长期使 用并在使用中基本保持其实物形态的物质资料的总称。
• 它是企业进行活动的物质技术基础，是企业生产效能的决定因素 之一。
• 当代设备的技术进步突飞猛进，朝着大型化、集成化、连续化、 密化的方向不断提高，推动了社会生产力的不断发展。
• 1.3设备维修管理方式的演变 • 1.3.1事后维修（故障维修） • 1.3.2预防维修 • 1.计划预维修。 • 2.全员设备维修。 • 3．预知维修（状态检修） •4 ．社会大系统设备维修 •5 ．维修预防
1.4 设备管理的一般规定
• 设备管理是以企业生产经营目标为依据，运用各种技术、经济、 组织措施，对设备从规划、设计、制造、购置、拨交、安装、使 用、转移、封存、维护、修理、更新直至报废的整个设备寿命周 期进行全过程的管理。
第一章机电设备维修与故障诊断
自动化程度高，运行速度快，各部分联系非常紧密，往往有 成千上万个机械零件和电器部件，无论哪一部分出现问题都 是难以避免的，比如机械锈蚀、机械磨损、机械失效、电子 元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干 扰、噪声，参数丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等，都 有可能导致数控机床出现故障甚至使整个机床停机，从而造 成整个生产停顿。
1.3 数控机床维修的方法与步骤
例4：替换法
在机床的运行过程中，X轴运行正常，Z轴出现故障，并且报跟踪误 差过大，图a是正常时的接线图，为了判断具体故障原因，进行如图 b对调现在运行系统，（1）如果此时X轴不能正常运行，Z轴能正常 运行可以得出什么结论？（2）如果对调后，Z轴依然有故障，说明 什么？（3）如果判断故障不是出现在数控系统上，进行如图c对调 现在运行系统，此时如果X轴不能正常运行，Z轴能正常运行，可以 得出什么结论？
1.1 数控机床维修与调试的意义
1.1.1 数控机床维修与调试的必要性
数控机床是集光、机、电、气、液、信息处理等为一体的复 杂而庞大的系统，包括数控系统、伺服系统、可编程控制器、 精密机械、模拟、数字、电力电子、电机拖动、液压与气动、 传感器与检测、网络通信等技术。数控机床具有高精度、高 效率、高适应性的特点，适用于多品种、中小批量精密复杂 零件的加工。
(3)专家诊断系统 专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家
的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编 制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库 和推理机两部分。
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1.3 数控机床维修的方法与步骤
(4)神经网络诊断
神经网络理论是在现代神经科 学研究成果的基础上发展起来的， 神经网络由许多并行的功能单元 组成，这些单元类似于生物神经 系统的单元，神经网络反映了人 脑功能的若干特性，是一种抽象 的数学模型，神经网络的特点是 信息的分布式存储和并行协同处 理，它有很强的容错性和适应性， 善于联想、综合和推广。
1.3 数控机床维修的方法与步骤
例4：替换法
在机床的运行过程中，X轴运行正常，Z轴出现故障，并且报跟踪误 差过大，图a是正常时的接线图，为了判断具体故障原因，进行如图 b对调现在运行系统，（1）如果此时X轴不能正常运行，Z轴能正常 运行可以得出什么结论？（2）如果对调后，Z轴依然有故障，说明 什么？（3）如果判断故障不是出现在数控系统上，进行如图c对调 现在运行系统，此时如果X轴不能正常运行，Z轴能正常运行，可以 得出什么结论？
1.1 数控机床维修与调试的意义
1.1.1 数控机床维修与调试的必要性
数控机床是集光、机、电、气、液、信息处理等为一体的复 杂而庞大的系统，包括数控系统、伺服系统、可编程控制器、 精密机械、模拟、数字、电力电子、电机拖动、液压与气动、 传感器与检测、网络通信等技术。数控机床具有高精度、高 效率、高适应性的特点，适用于多品种、中小批量精密复杂 零件的加工。
(3)专家诊断系统 专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家
的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编 制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库 和推理机两部分。
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1.3 数控机床维修的方法与步骤
(4)神经网络诊断
神经网络理论是在现代神经科 学研究成果的基础上发展起来的， 神经网络由许多并行的功能单元 组成，这些单元类似于生物神经 系统的单元，神经网络反映了人 脑功能的若干特性，是一种抽象 的数学模型，神经网络的特点是 信息的分布式存储和并行协同处 理，它有很强的容错性和适应性， 善于联想、综合和推广。
机电设备故障诊断与维修技术
第三章机电设备故障诊断技术第一节概述一、故障诊断及其意义故障诊断：识别机电设备运行状态的科学，它研究的对象是如何利用相关检测方法和监视诊断手段，通过对所检测的信息特征的分析，判断系统的工况状 ^态01、工况：工作情况，工作状态。
诊断技术实施的基础。
2、意义：A、预防事故，保证设备和人身安全；B 、采用合适的维修制度；C 、提高设备效率和运行可靠性；3、故障诊断发展的原因：设备的自动化和集成化4、故障诊断的作用：(1)预防事故，保障人身和设备安全(2)推动设备维修制度的改革(3)提高企业经济效益二、故障诊断的分类1、按目的分：A、功能诊断B 、运行诊断2、按方式分：A、定期诊断 B 、连续监控3、按提取信息的方式分：A、直接诊断 B 、间接诊断4、按运行公况条件分：A、常规工况诊断B、特殊工况诊断5、按诊断时间分： A 、在线诊断B、离线诊断6按功能分： A 、精密诊断 B 、简易诊断三、故障诊断的主要工作环节(补充)1、信息的米集2、信息的分析处理3、工况状态的识别正常与否4、故障诊断、预测、决策对异常工况查明故障部位、性质、程度及发展趋势的预测，并对其处理方案作出决策四、简易的故障诊断方法1、看A、是否有松动、裂纹、其它损伤等；B 、检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象；C 、判断零件的磨损情况；D 、设备运行是否正常等。
2、听是否有不正常的杂音；用手锤敲是否有破裂声3、摸摸温度、振动、间隙的变化。
4、嗅焦味、油烟味等5、问操作人员6杳设备使用记录五、机电设备故障诊断的方法1、振动诊断技术 2 、噪声诊断技术 3 、温度诊断技术4、油液分析与诊断技术 5 、无损检测技术 6 、水平度的检测第二节振动诊断技术当机械设备内部发生异常时，设备就会出现振动加剧的现象。
一、定义：以系统在某种激励下的振动响应作为诊断信息的来源，通过对所测得的振动参量（振动位移、速度、加速度）进行各种处理，借助一定的识别策略，对机械设备的运行状态做出判断，进而对于有故障的设备给出故障部位、故障程度以及故障原因等方面的信息。
机电设备故障诊断与维修第一章
第三的角度进行分类。对故障进行分类的目的 是，估计故障事件的程度分析故障的原因，以便更好地针对不同的 故障形式采取相应的对策。
第三节 故障的分类
1．按故障形成的原因分 1）操作管理失误造成的故障 如机电设备未按原设计规定条件使用、设备操作不当或错用等造成的故 障就属于此故障 2）机器内在原因造成的故障 此类故障一般是由机器设计、制造遗留下的缺陷（如残余应力、局部薄 弱环节等）或材料内部潜在的缺陷造成的，无法预测，是发生突发性故 障的重要原因。 3）自然故障 机电设备在使用和保有期内，因受到外部或内部多种自然因素影响而引 起的故障，如磨损、断裂、腐蚀、变形、老化等都属于自然故障。
具有随机性，很难预料发生的确切时间，因而在机电设备使用
寿命内，发生故障的可能性用概率表示。 机电设备在规定的使用条件下和规定的时间内不发生故障的概
率称为无故障概率。
第四节 故障的规律
3．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 t之前尚 未发生故障，而在随后的dt时间内可能发生故障的条件概率。
频繁加快、国际竞争更加剧烈的今天。维修更是企业生存、发
展、扩大再生产和更新机电设备的一种投资选择方式。维修成 为实施绿色再制造工程的重要技术措施。
搞好维修可以延长零部件的使用寿命，维持生产，提高效能，
节约资源、能源和资金、外汇。另外，很多报废的机电设备通 过利用高新技术进行维修改造，可再利用。
第五节 设备维修与保养
第一节 故障的概念
故障的定义：“故障”一般定义为“设备零部件丧失了规定功
能的状态”，它包含以下两层含义。
第一层是设备或零部件偏离正常功能，导致机电设备或零部件 偏离正常功能的主要原因是机电设备的工作条件不正常，该故
机电设备故障诊断与维修解析资料
1、黏着磨损
补充：为什么蜗杆硬，蜗轮软？
（3）蜗轮用青铜为原材料因为：
1、青铜有润滑作用，有利于减小摩擦。 2、青铜质地比较软，一般蜗杆的材料都比蜗轮硬，蜗轮是 被动轮，蜗杆是主动轮一般都与电机相连，万一设备发生故 障不能转动，电机可以通过蜗杆把质地软的蜗软损坏，来保 护电机不被烧坏。
09:55 28
共同作用而导致零件表面物质的损失，这种
现象称为腐蚀磨损。 分类：氧化磨损和腐蚀介质磨损
09:55 51
1.2 机械零件常见磨损类型
5、微动磨损 概念：两个接触表面由于相对低振幅震荡运
动而产生的磨损叫微动磨损。
危害：降低配合精度，连接件松动，此外，
也容易引起应力集中，导致连接件疲劳断裂
09:55
52
3
1.1 机器的磨损规律
在设备使用过程中，机械零件由于设计、 材料、工艺及装配等各种原因，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，就意味
着设备处于故障状态。
09:55
4
1.1 机器的磨损规律
引起故障的原因：
1、自身的缺陷（包括材料自身的问题及人为 差错） 2、环境因素（灰尘、温度、有害介质）。
1.2 机械零件常见磨损类型
1、黏着磨损
09:55
29
1.2 机械零件常见磨损类型
1、黏着磨损
即教材上的“撕脱”
09:55
30
1.2 机械零件常见磨损类型
1、黏着磨损
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1.2 机械零件常见磨损类型
学习下节内容前，先看一些视频
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1.2 机械零件常见磨损类型
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补充：为什么蜗杆硬，蜗轮软？
（3）蜗轮用青铜为原材料因为：
1、青铜有润滑作用，有利于减小摩擦。 2、青铜质地比较软，一般蜗杆的材料都比蜗轮硬，蜗轮是 被动轮，蜗杆是主动轮一般都与电机相连，万一设备发生故 障不能转动，电机可以通过蜗杆把质地软的蜗软损坏，来保 护电机不被烧坏。
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共同作用而导致零件表面物质的损失，这种
现象称为腐蚀磨损。 分类：氧化磨损和腐蚀介质磨损
09:55 51
1.2 机械零件常见磨损类型
5、微动磨损 概念：两个接触表面由于相对低振幅震荡运
动而产生的磨损叫微动磨损。
危害：降低配合精度，连接件松动，此外，
也容易引起应力集中，导致连接件疲劳断裂
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3
1.1 机器的磨损规律
在设备使用过程中，机械零件由于设计、 材料、工艺及装配等各种原因，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，就意味
着设备处于故障状态。
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4
1.1 机器的磨损规律
引起故障的原因：
1、自身的缺陷（包括材料自身的问题及人为 差错） 2、环境因素（灰尘、温度、有害介质）。
1.2 机械零件常见磨损类型
1、黏着磨损
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1.2 机械零件常见磨损类型
1、黏着磨损
即教材上的“撕脱”
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1.2 机械零件常见磨损类型
1、黏着磨损
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1.2 机械零件常见磨损类型
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1.2 机械零件常见磨损类型
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机电设备维修技术 第一章
机电设备维修技术
第一章 机电设备维修基本知识
第一章
机电设备维修基本知识
定义： 定义：机电设备维修技术就是以机电设备为对象， 研究和探讨其拆卸与装配、零件的修复、修理精度 检验、故障消除的方法以及响应的技术。
本章主要研究讨论机电设备维修技术的基本知识，主 要内容有设备维修技术的地位和作用、设备维修技术的发 展概况和发展趋势、机械零件的失效及其对策、设备维修 前的准备、设备零件修理更换的原则、设备维修方式与修 理类别、设备修理计划的编制与实施。
1、3、2 机械零件的变形及其对策 定义：机械零件或构件在外力的作用下，产生形状或尺寸 变化的现象称为变形。
根据外力去除后变形能否恢复，机械零件或构件的 变形可分弹性变形或塑性变形两大类。
１．弹性变形 定义：金属零件在作用应力小于材料屈服强度时产生的变 形称为弹性变形。 弹性变形的特点： 1）、当外力去除后，零件变形消除，恢复原状。 2）、材料弹性变形时，应变与应力成正比，其比值称为弹 性模量，它表示材料对弹性变形的阻力。 ３）、弹性变形量很小，一般不超过材料原长度的0.1％～ 1.0％。
（五）微动磨损 定义：两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的 磨损称为微动磨损。 1．微动磨损的机理 微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损 的复合磨损形式。
2．减少或消除微动磨损的对策 实践与试验表明，外界条件（如载荷、振幅、温度、润 滑等）及材质对微动磨损影响相当大，因而，减少或消除微动 磨损的对策主要有下列几个方面： （１）载荷 （２）振幅 （３）温度 （４）润滑 （５）材质性能
1、4、2 设备修理方案的确定
1、4、3 设备修理前的技术准备
（一）预检
（二）编制大修理技术文件
计划 理 年度修 理计划
第一章 机电设备维修基本知识
第一章
机电设备维修基本知识
定义： 定义：机电设备维修技术就是以机电设备为对象， 研究和探讨其拆卸与装配、零件的修复、修理精度 检验、故障消除的方法以及响应的技术。
本章主要研究讨论机电设备维修技术的基本知识，主 要内容有设备维修技术的地位和作用、设备维修技术的发 展概况和发展趋势、机械零件的失效及其对策、设备维修 前的准备、设备零件修理更换的原则、设备维修方式与修 理类别、设备修理计划的编制与实施。
1、3、2 机械零件的变形及其对策 定义：机械零件或构件在外力的作用下，产生形状或尺寸 变化的现象称为变形。
根据外力去除后变形能否恢复，机械零件或构件的 变形可分弹性变形或塑性变形两大类。
１．弹性变形 定义：金属零件在作用应力小于材料屈服强度时产生的变 形称为弹性变形。 弹性变形的特点： 1）、当外力去除后，零件变形消除，恢复原状。 2）、材料弹性变形时，应变与应力成正比，其比值称为弹 性模量，它表示材料对弹性变形的阻力。 ３）、弹性变形量很小，一般不超过材料原长度的0.1％～ 1.0％。
（五）微动磨损 定义：两个接触表面由于受相对低振幅振荡运动而产生的 磨损称为微动磨损。 1．微动磨损的机理 微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损 的复合磨损形式。
2．减少或消除微动磨损的对策 实践与试验表明，外界条件（如载荷、振幅、温度、润 滑等）及材质对微动磨损影响相当大，因而，减少或消除微动 磨损的对策主要有下列几个方面： （１）载荷 （２）振幅 （３）温度 （４）润滑 （５）材质性能
1、4、2 设备修理方案的确定
1、4、3 设备修理前的技术准备
（一）预检
（二）编制大修理技术文件
计划 理 年度修 理计划
机电设备故障诊断与维修技术培训课件(PPT 75页)
设 备
断裂韧度反应了材料对裂纹的产生和扩散的敏感性；
故
障 及
弹性模量反映出被磨材料是否能以弹性变形的形式去适应
零 磨料，允许磨料通过而不发生塑性变形或切削作用，避免
部 件
或减轻磨损程度。
失
效 机
理
28
（一）磨料磨损
（4）磨料磨损的防止措施
机 电
• 提高表面硬度（从选材方面）；
设
备
故
障
及 零 部
b) 减少磨粒数量（从工作状况方面）。
机
理
35
(三) 粘着磨损
类别
破坏现象
损坏原因
实例
轻微 磨损
剪切破坏发生在粘着结合面 上，表面转移的材料极轻微
粘着结合强度比摩擦副的 轴与滑动轴承、
两个基体金属都弱
缸套与活塞环
剪切破坏发生在离粘着结合 粘着结合强度大于较软金
涂抹 部不远的较软金属层内，软金 属的抗剪强度 属涂抹在硬金属表面
主轴轴颈与巴士 合金轴瓦、重载蜗 轮副
性载荷作用下的反复变形使材料局部弱化，并在该处
设
首先出现裂纹，在滑动摩擦力引起的切应力和法向载
备 故
荷引起的切应力叠加作用下，使最大切应力从
障 及
0.786b( b为平面接触区的半宽度 )处向表面移动。
零
部 件
失
效 机
理
31
(二) 疲劳磨损
2. 影响接触疲劳磨损的主要因素：
含有杂质——应力集中——裂纹——降低接触疲劳寿命 （1）材质 材料组织状态：晶粒细小、均匀，碳化物成球状且均匀分布
失 加而按比例较快增长，但磨粒达到临界尺寸后，磨损量基
效 机
本不变。（由于本身的缺陷和裂纹导致磨料的抗拉强度降
机电设备管理故障诊断与维修技术全书内容
机电设备管理故障诊断与维修技术全书内容本书主要涵盖了机电设备管理故障诊断与维修技术方面的知识和技能，包括以下方面的内容：
第一章机电设备管理的概念和作用。
本章主要介绍了机电设备管理的概念和作用，包括机电设备管理的基
本概念、机电设备管理的作用和意义、机电设备管理的目标和任务等方面
的内容。
第二章机电设备故障诊断的基本方法和技巧。
本章主要介绍了机电设备故障诊断的基本方法和技巧，包括故障诊断
的基本原理、故障诊断的基本方法、故障诊断的技巧和注意事项等方面的
内容。
第三章机电设备维修的基本流程和技术。
本章主要介绍了机电设备维修的基本流程和技术，包括机电设备维修
的基本流程、机电设备维修的技术和工具、机电设备维修的注意事项和安
全要求等方面的内容。
第四章机电设备保养与维护。
本章主要介绍了机电设备保养与维护的基本知识和技术，包括机电设
备保养与维护的概念和意义、机电设备保养与维护的基本方法和流程、机
电设备保养与维护的标准和要求等方面的内容。
第五章机电设备故障案例分析和解决实例。
本章主要以实际的机电设备故障案例为基础，逐一分析和解决，旨在帮助读者更好地掌握机电设备故障诊断和维修的技术和方法。
总之，本书内容全面、实用性强，是一本非常有价值的机电设备管理故障诊断与维修技术方面的参考书籍。
相关主题
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第一章 机械零件失效的模式及其机理
失效：设备在使用过程中，零件由于设计、材料、工艺及装配等 各种原因，丧失规定功能，无法继续工作的现象。
失效的模式：即失效的外在表现形式。主要表现为磨损、变形 和断裂等。
失效的机理：失效的物理、化学、机械等变化的过程和内在 原因的实质。2）摩擦表面材料 摩擦表面材料的显微组织，力学性能如硬度、断裂
韧度、弹性模量等，与磨料磨损也有很大的关系。
一定范围内，硬度越高，材料越耐磨；断裂韧度反应了材料对裂纹的 产生和扩散的敏感性；弹性模量反映出被磨材料是否能以弹性变形的 形式去适应磨料，允许磨料通过而不发生塑性变形或切削作用，避免 或减轻磨损程度。
三、疲劳磨损
疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形， 导产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。
1. 疲劳磨损机理 按裂纹产生的位置，疲劳磨损的机理有两种情况： (1)滚动接触疲劳磨损 滚动接触过程中，材料表层受到周期性载荷作 用，引起塑性变形，表面硬化，最后在表面出现初始裂纹，并沿与滚 动方向呈45°方向由表向里扩展。 （2）滚滑接触疲劳磨损 两滚动接触物体在距表面下0.786b处切应力 最大，该处塑性变形最剧烈，在周期性载荷作用下的反复变形使材料局 部弱化，并在该处首先出现裂纹，在滑动摩擦力引起的切应力和法向载 荷引起的切应力叠加作用下，使最大切应力从0.786b处向表面移动。
2. 磨料磨损的分类
3. 影响磨料磨损的因素
由于磨料磨损主要是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，而影
响它的因素也就取决于这两方面。
（1）磨料 磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小有密切关系。 磨料相对于摩擦面材料硬度越大，磨损越严重；
呈棱角状的磨料比圆滑状的挤切能力强，磨损率高；
在一定粒度范围内，摩擦表面的磨损量随磨料尺寸的增加而按比例较快增 长，但磨粒达到临界尺寸后，磨损量基本不变。（由于本身的缺陷和裂纹 导致磨料的抗拉强度降低，容易断碎破裂）
2. 疲劳磨损的分类：
（1）非扩展性疲劳磨损 某些新的摩擦表面上，因接触点较少， 压力较大，容易产生小麻点状的点蚀。经磨合后，接触面积扩大， 实际压力降低，小麻点停止扩展。（运动速度不高的摩擦副影响不 大）
（2）扩展性疲劳磨损 作用在接触表面的交变应力较大时，由于 材料的塑性稍差或润滑不当，在磨合阶段就产生小麻点。在载荷 继续作用下，小麻点就会发展成痘斑状坑，逐渐使零件失效。
80%零件的实效——磨损
两个物体接触——摩擦——磨损
磨损：微观和动态的过程
外形和尺寸变化
其他各种物理、化学和机械的变化
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表面相互接触并发生相对的运动时，由于粘着
作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着 磨损。粘着磨损又称粘附磨损。
减速器齿轮表面、 内燃机铝活塞壁与 缸体
撕脱 剪切破坏发生在摩擦副一方 或两方金属较深处
粘着结合强度大于任一基 体金属的抗剪强度，剪切应 力高于粘着结合强度
主轴-轴瓦
咬死 摩擦副之间咬死，不能相对 运动
粘着结合强度比任一基体 金属的抗剪强度都高，且粘 着区域大，切应力低于粘着 结合强度
齿轮油泵中的轴 与轴承、齿轮副、 不锈钢螺栓与螺母
（2）疲劳破坏：磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力和变形， 使材料表面疲劳破坏，并呈小颗粒状态从表层脱落下来。
（3）压痕破坏：塑性较大的材料，因磨料在载荷的作用下压入材 料的表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物。
（4）断裂：磨料压入和划擦金属表面时，压痕处的金属要产生变 形，磨料压入深度达到临界值时，伴随压入而产生的拉伸应力足以 产生裂纹。
3. 影响接触疲劳磨损的主要因素： 含有杂质——应力集中——裂纹——降低接触疲劳寿命
（1）材质 材料组织状态：晶粒细小、均匀，碳化物成球状且均匀分布 硬度在一定范围内增加，其接触疲劳抗力将随之增大
（2）接触表面粗糙度 适当降低表面粗糙度可有效提高抗疲劳磨损能力 （3）表面残余内应力 表层在一定深度范围内存在有残余应力，不仅 可提高弯曲、扭转疲劳抗力，还能提高接触疲劳抗力，减小疲劳磨损。 （过大残余应力反而有害） （4）其他因素 装配精度、润滑油粘度、润滑油中的化学添加剂等
1. 粘着磨损机理
载荷和相对运动 粘着—剪断—再粘着
2. 粘着磨损的分类 3. 影响粘着磨损的因素 （1）摩擦表面的状态（洁净程度和粗糙度） （2）摩擦表面的材料的成分和金相组织
类别
破坏现象
损坏原因
实例
轻微 磨损 涂抹
擦伤
剪切破坏发生在粘着结合面 粘着结合强度比摩擦副的
上，表面转移的材料极轻微
两个基体金属都弱
剪切破坏发生在离粘着结合 粘着结合强度大于较软金 部不远的较软金属层内，软金 属的抗剪强度 属涂抹在硬金属表面
剪切破坏，主要发生在较软 金属的亚表层内，有时硬金属 的亚表层也有划痕
粘着结合强度比两基体 金属抗剪强度都高，转移到 硬面上的粘着物质又拉削软 金属表面
轴与滑动轴承、 缸套与活塞环
主轴轴颈与巴士 合金轴瓦、重载蜗 轮副
四、腐蚀磨损
（氧化磨损和特殊介质磨损）
在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应引起金属表
面的腐蚀产物剥落，这种现象成为腐蚀磨损。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。
弹簧材料为碳素弹簧钢，长期在含有氧、 硫的水油混和物中浸泡，受到严重腐蚀， 表面腐蚀产物从材料表面剥落，减少了弹 簧丝的截面，同时弹簧因腐蚀而变脆。在 阀芯受到向上的作用力F时，弹簧破断。 当作用力去除后，阀芯在重力和气罐内气 压的作用下，阀芯与阀座间尚能起到一定 的密封作用。但如果车辆受到强烈震动， 阀芯会跳离阀座，破断的弹簧丝会卡入阀 芯、阀座的密封面处，使气体泄漏，造成 气压降低，刹车失灵。
二、磨料磨损 磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副的接触表面之间存在这硬质 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，其特征是在接触表面上有明显的切削痕迹。
1. 磨料磨损的机理（假说）
（1）微量切削：磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量 切削而引起的，微切削大多呈螺旋状、弯曲状或环状。
失效：设备在使用过程中，零件由于设计、材料、工艺及装配等 各种原因，丧失规定功能，无法继续工作的现象。
失效的模式：即失效的外在表现形式。主要表现为磨损、变形 和断裂等。
失效的机理：失效的物理、化学、机械等变化的过程和内在 原因的实质。2）摩擦表面材料 摩擦表面材料的显微组织，力学性能如硬度、断裂
韧度、弹性模量等，与磨料磨损也有很大的关系。
一定范围内，硬度越高，材料越耐磨；断裂韧度反应了材料对裂纹的 产生和扩散的敏感性；弹性模量反映出被磨材料是否能以弹性变形的 形式去适应磨料，允许磨料通过而不发生塑性变形或切削作用，避免 或减轻磨损程度。
三、疲劳磨损
疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形， 导产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。
1. 疲劳磨损机理 按裂纹产生的位置，疲劳磨损的机理有两种情况： (1)滚动接触疲劳磨损 滚动接触过程中，材料表层受到周期性载荷作 用，引起塑性变形，表面硬化，最后在表面出现初始裂纹，并沿与滚 动方向呈45°方向由表向里扩展。 （2）滚滑接触疲劳磨损 两滚动接触物体在距表面下0.786b处切应力 最大，该处塑性变形最剧烈，在周期性载荷作用下的反复变形使材料局 部弱化，并在该处首先出现裂纹，在滑动摩擦力引起的切应力和法向载 荷引起的切应力叠加作用下，使最大切应力从0.786b处向表面移动。
2. 磨料磨损的分类
3. 影响磨料磨损的因素
由于磨料磨损主要是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，而影
响它的因素也就取决于这两方面。
（1）磨料 磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小有密切关系。 磨料相对于摩擦面材料硬度越大，磨损越严重；
呈棱角状的磨料比圆滑状的挤切能力强，磨损率高；
在一定粒度范围内，摩擦表面的磨损量随磨料尺寸的增加而按比例较快增 长，但磨粒达到临界尺寸后，磨损量基本不变。（由于本身的缺陷和裂纹 导致磨料的抗拉强度降低，容易断碎破裂）
2. 疲劳磨损的分类：
（1）非扩展性疲劳磨损 某些新的摩擦表面上，因接触点较少， 压力较大，容易产生小麻点状的点蚀。经磨合后，接触面积扩大， 实际压力降低，小麻点停止扩展。（运动速度不高的摩擦副影响不 大）
（2）扩展性疲劳磨损 作用在接触表面的交变应力较大时，由于 材料的塑性稍差或润滑不当，在磨合阶段就产生小麻点。在载荷 继续作用下，小麻点就会发展成痘斑状坑，逐渐使零件失效。
80%零件的实效——磨损
两个物体接触——摩擦——磨损
磨损：微观和动态的过程
外形和尺寸变化
其他各种物理、化学和机械的变化
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表面相互接触并发生相对的运动时，由于粘着
作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着 磨损。粘着磨损又称粘附磨损。
减速器齿轮表面、 内燃机铝活塞壁与 缸体
撕脱 剪切破坏发生在摩擦副一方 或两方金属较深处
粘着结合强度大于任一基 体金属的抗剪强度，剪切应 力高于粘着结合强度
主轴-轴瓦
咬死 摩擦副之间咬死，不能相对 运动
粘着结合强度比任一基体 金属的抗剪强度都高，且粘 着区域大，切应力低于粘着 结合强度
齿轮油泵中的轴 与轴承、齿轮副、 不锈钢螺栓与螺母
（2）疲劳破坏：磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力和变形， 使材料表面疲劳破坏，并呈小颗粒状态从表层脱落下来。
（3）压痕破坏：塑性较大的材料，因磨料在载荷的作用下压入材 料的表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物。
（4）断裂：磨料压入和划擦金属表面时，压痕处的金属要产生变 形，磨料压入深度达到临界值时，伴随压入而产生的拉伸应力足以 产生裂纹。
3. 影响接触疲劳磨损的主要因素： 含有杂质——应力集中——裂纹——降低接触疲劳寿命
（1）材质 材料组织状态：晶粒细小、均匀，碳化物成球状且均匀分布 硬度在一定范围内增加，其接触疲劳抗力将随之增大
（2）接触表面粗糙度 适当降低表面粗糙度可有效提高抗疲劳磨损能力 （3）表面残余内应力 表层在一定深度范围内存在有残余应力，不仅 可提高弯曲、扭转疲劳抗力，还能提高接触疲劳抗力，减小疲劳磨损。 （过大残余应力反而有害） （4）其他因素 装配精度、润滑油粘度、润滑油中的化学添加剂等
1. 粘着磨损机理
载荷和相对运动 粘着—剪断—再粘着
2. 粘着磨损的分类 3. 影响粘着磨损的因素 （1）摩擦表面的状态（洁净程度和粗糙度） （2）摩擦表面的材料的成分和金相组织
类别
破坏现象
损坏原因
实例
轻微 磨损 涂抹
擦伤
剪切破坏发生在粘着结合面 粘着结合强度比摩擦副的
上，表面转移的材料极轻微
两个基体金属都弱
剪切破坏发生在离粘着结合 粘着结合强度大于较软金 部不远的较软金属层内，软金 属的抗剪强度 属涂抹在硬金属表面
剪切破坏，主要发生在较软 金属的亚表层内，有时硬金属 的亚表层也有划痕
粘着结合强度比两基体 金属抗剪强度都高，转移到 硬面上的粘着物质又拉削软 金属表面
轴与滑动轴承、 缸套与活塞环
主轴轴颈与巴士 合金轴瓦、重载蜗 轮副
四、腐蚀磨损
（氧化磨损和特殊介质磨损）
在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应引起金属表
面的腐蚀产物剥落，这种现象成为腐蚀磨损。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。
弹簧材料为碳素弹簧钢，长期在含有氧、 硫的水油混和物中浸泡，受到严重腐蚀， 表面腐蚀产物从材料表面剥落，减少了弹 簧丝的截面，同时弹簧因腐蚀而变脆。在 阀芯受到向上的作用力F时，弹簧破断。 当作用力去除后，阀芯在重力和气罐内气 压的作用下，阀芯与阀座间尚能起到一定 的密封作用。但如果车辆受到强烈震动， 阀芯会跳离阀座，破断的弹簧丝会卡入阀 芯、阀座的密封面处，使气体泄漏，造成 气压降低，刹车失灵。
二、磨料磨损 磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副的接触表面之间存在这硬质 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，其特征是在接触表面上有明显的切削痕迹。
1. 磨料磨损的机理（假说）
（1）微量切削：磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量 切削而引起的，微切削大多呈螺旋状、弯曲状或环状。