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

沿晶断裂 ,穿晶断裂,混晶断裂.
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

零件的失效形式

粘着磨损：摩擦副相对运动时，由于固相焊合作用的结果，
造成接触面金属损耗。
表面疲劳磨损：两接触表面在交变接触压应力的作用下，
材料表面因疲劳而产生物质损失。
腐蚀磨损：零件表面在摩擦的过程中，表面金属与周围介
质发生化学或电化学反应，因而出现的物质损失。
一、零件的失效形式
2、零件的变形失效
（1）变形失效的概念
一、零件的失效形式
4、零件的腐蚀失效
4.2腐蚀失效的类型
常见的腐蚀失效形式有：点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、晶间腐蚀、均匀腐蚀、磨损腐蚀、氢脆等。
机械设备在外力载荷作用下机械设备的变形量不断增加，经过弹性变形阶段和塑性变形阶段后，发生的形状和尺寸的变化而出现裂纹、裂纹扩展直至失效。
一、零件的失效形式
2、零件的变形失效
（2）工程上常见的变形失效形式有：
1、弹性变形失效：机械设备在外力作用下将发生弹性变形，如果弹性变形过量。会使零部件失去有效 T作能力。引起弹性变形失效的原因，主要是零部件的刚度不足。因此，要预防弹性变形失效，应选用弹性模量大的材料。
机械设备维修工程学
机械零件的失效
1零件的失效形式

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、疲劳断裂、变形和锈蚀等。磨损一种常发生于传动齿轮的齿面（如变速箱、换向箱、车轴齿轮箱里的齿轮）、发动机凸轮轴、滑动轴承、滚动轴承中，离合器摩擦片、轮对的磨损。疲劳断裂过程一般都存在于受交变负荷的零件中。常见于各种联接螺栓、减震弹簧、车体走行各部的焊接部件（比如转向架上的制动吊耳）等零件，也会发生在齿轮的轮齿、传动轴等重要零件中。变形主要是发生在各类构件中，比如收轨作业车的插盒、保护边框，会在装卸钢轨作业中发生撞击变形失效。锈蚀常发生在车体表面，制动系统的各部风管及接头。

工程机械的常见故障与维修方法

工程机械的常见故障与维修方法工程机械在建筑和土木工程中起着至关重要的作用，但由于长时间的使用和恶劣的工作环境，常常会遇到各种故障。

本文将介绍一些工程机械常见的故障及其相应的维修方法，以帮助工程师和维修人员更好地理解和解决这些问题。

一、液压系统故障与维修方法液压系统是工程机械的重要组成部分，常见的故障包括漏油、液压缸卡死、液压系统失效等。

对于漏油问题，首先需要检查液压管路和接头是否密封良好，如有松动或损坏需及时更换。

对于液压缸卡死的情况，可尝试使用润滑剂进行润滑或拆卸液压缸进行清洗。

当液压系统失效时，可以检查油泵、阀门和压力控制装置的工作状态，并修复或更换相关零部件。

二、电气系统故障与维修方法电气系统故障是工程机械常见的问题，如电路短路、电机故障等。

在处理电路短路问题时，需要先断开电源，然后逐一检查电线连接是否牢固，电线是否受损。

对于电机故障，可以检查电机绕组的绝缘状况，如有需要可进行修复或更换。

此外，还应检查电气元件的连接情况，确保线路正常连接。

三、润滑系统故障与维修方法润滑系统的故障可能导致工程机械的摩擦部件磨损加剧，影响整个机器的正常工作。

常见的故障包括润滑油渗漏、润滑油污染等。

检查润滑油渗漏时，可以首先检查密封件是否完好，如有松动或磨损需及时更换。

对于润滑油污染问题，需要定期更换润滑油，并清洗润滑系统中的污垢。

四、传动系统故障与维修方法传动系统是工程机械的关键部分，常见的故障包括传动带断裂、传动轴磨损等。

对于传动带断裂的情况，需要及时更换新的传动带，并确保正确安装和张紧。

对于传动轴磨损问题，可以考虑进行修复或更换传动轴。

五、发动机故障与维修方法发动机是工程机械的心脏，常见的故障包括点火系统故障、燃油系统故障等。

对于点火系统故障，可以检查火花塞是否干净，并进行清洁或更换。

对于燃油系统故障，首先需要检查燃油滤清器是否堵塞，如有需要可对其进行清洗或更换。

此外，还应定期检查发动机的冷却系统，并确保冷却液的正常循环。

机械零部件故障模式原因和机理

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故障模式分类机械零件典型故障模式及机理
按失效的宏观特征，可将零件失效分为四大类。变形失效举例：在工程中常见的断裂失效失效实例？磨损失效腐蚀失效按失效性质和具体特征，每一类型还可以包括几个小类，如图所示。举例说明故障模式及原因，如表所示
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2.1 机械零部件的故障模式和机理
变形失效过量弹性变形失效过量塑性变形失效脆性断裂失效塑性断裂失效环境介质引起的断裂（应力腐蚀、氢脆断裂等）低周疲劳高周疲劳机械零件失效断裂失效疲劳断裂腐蚀疲劳高温疲劳热疲劳冲击断裂蠕变持久断裂磨粒磨损磨损失效粘着磨损氧化磨损接触疲劳腐蚀失效均匀腐蚀局部腐蚀
三向等拉伸时的应力状态最硬；单向拉伸、三向不等拉伸均属“硬性”应力状态；单向压缩、三向不等压缩则属于 “软性”应力状态
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应力状态
不同加载方式下的软性系数
27
应力状态
不同加载方式下的断裂情况，如表所示零件材料的强度指标（剪切屈服强度、切断抗力和正断抗力）与外加载荷所产生的应力状态如何配合，决定零件的断裂形式。决定断裂形式的力学状态图如图所示应力状态对断裂形式的影响：
A
τ α＝ max σmax
1 2
α=
1 4
B
τ
α =1
α=
C
O
σ
图决定断裂形式的力学状态图
30
工作环境
环境介质与零件失效
环境介质包括气体、液体、液体金属、射线辐照、固体磨料和润滑剂等
介质气体：大气、盐雾气氛、水蒸气、气液二相流（CO，CO2）、含 H2S 气氛液体：Cl 、OH 、NaOH、NO2 、H2S、水－固（砂石）液体金属：Hg-Cu 合金；Cd、Sn、Zn－铜、 Pb－铜，Nb、K－不锈钢中子辐照，紫外线照射磨料：矿石、煤、岩石（润滑剂）、泥浆、水溶液

机械故障模式与失效机理分析

机械故障模式与失效机理分析引言：机械故障是生活中常见的问题，但往往我们只关注解决问题的方法，很少去深入了解故障背后的原因和机理。

本文将对机械故障的模式和失效机理展开分析，以期提高我们对机械故障的认识和理解。

一、机械故障模式及其特征机械故障模式通常可以分为以下几种：磨损故障、断裂故障、变形故障和润滑故障等。

磨损故障是机械常见的故障模式之一。

其特征是在长期运转过程中，由于摩擦力的作用，机械零件与零件之间的接触面逐渐磨损，在磨损达到一定程度后发生故障。

此模式常见于传动机构、轴承和齿轮装置等部件。

断裂故障是机械故障中非常严重的一种。

机械零件在承受超过其强度极限的负荷时，会发生断裂故障。

这种故障模式通常由于设计缺陷、材料瑕疵或者外部力量过度施加等原因引起。

变形故障通常发生在机械零件的载荷超过其可承受范围时。

机械零件在运行中长时间受到大的载荷、冲击和振动等作用，会发生塑性变形。

这种故障模式常见于钢结构、齿轮传动和弹簧装置等。

润滑故障是机械故障的一种常见模式。

由于润滑油质量不佳、润滑周期不合理或者使用中忽视润滑维护等原因，导致机械零件表面接触不到足够的润滑油，从而引发摩擦、磨损和加速故障的发生。

二、机械故障的失效机理机械故障的失效机理是指故障产生的根本原因和过程。

了解机械故障的失效机理是预防故障和提高设备可靠性的关键。

磨损故障的失效机理通常可以归结为磨损、疲劳和腐蚀等多种因素的综合作用。

磨损是由于摩擦力导致材料表面逐渐磨损，而疲劳是由于反复加载导致材料内部形成微裂纹，最终失效。

腐蚀则是由于介质的腐蚀性作用导致材料表面被侵蚀。

断裂故障的失效机理主要包括静态强度不足、动态载荷作用和冲击载荷作用等因素。

当机械零部件在超过其静态强度或疲劳强度极限的载荷作用下，会出现断裂失效。

而动态载荷和冲击载荷则是由于负载在短时间内剧烈变化，导致机械零部件不能承受而断裂。

变形故障的失效机理主要是超过材料的弹性极限，导致塑性变形或形状失准。

机械故障分类

机械故障分类
1. 磨损性故障啊！就好比一辆老车，零部件经过长时间的摩擦，像刹车片变薄啦，这就是典型的磨损性故障例子呀！
2. 腐蚀性故障呢！你想想，有些机器放在恶劣的环境里，就像铁制品长时间处在潮湿环境会生锈一样，那就是腐蚀性故障呀！比如那些长期接触腐蚀性物质的设备出现故障。

3. 断裂性故障哟！这就好像一根筷子，用力一掰就断了，一些机械零件突然断裂可不就是这样嘛！比如某个关键部位的零件突然断开了。

4. 老化性故障呀！就像人的衰老一样，机器用久了也会老化呀！比如那些用了很多年的电器，性能大不如前就是老化性故障的表现。

5. 失调性故障呐！可以类比成一个人身体失调会不舒服，机器的运行失调也会出问题呀！像某个机器运转节奏不正常就是这种故障。

6. 堵塞性故障嘿！就像是家里的下水道被堵住一样，机器的某些通道堵住了不就运行不顺畅了嘛！比如某些管道被杂质堵住了的情况。

7. 松脱性故障啊！这不就像你扣错了扣子一样嘛，机械上的零部件松脱了可不行呀！比如某个螺丝没拧紧导致的故障。

我的观点结论就是：了解这些机械故障分类真的太重要啦，可以帮助我们更好地维护和使用机器，减少故障的发生呀！。

机械零部件故障模式原因和机理

实际零件工作中往往不是只受单一载荷作用的，而是同时承受几种类型载荷的复合作用。
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基本载荷类型
应力分布情况载荷类型轴向载荷
弯曲载荷
扭转载荷
剪切载荷
接触载荷
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载荷性质
静载荷
缓缓地施加于零件上的载荷，或恒定的载荷
冲击载荷
以很大速度作用于零件上的载荷，冲击载荷往往表现为能量载荷
交变载荷
载荷的大小、方向随时间变化的载荷，其变化可以是周期性的，也可以是无规则的
机械可靠性设计分析
(第二部分)
张建国
北京航空航天大学工程系统工程系
1
机械零部件故障模式、原因和机理
故障模式分析
故障模式的基本概念机械零件典型故障模式分类失效分析方法
故障原因分析
受力状况载荷类型载荷性质应力状态工作环境环境介质与零件失效环境温度与零件失效机械设计材料性能与生产情况使用维护
τ xy , τ yx , τ xz , τ zx , τ yz , τ zy , σ x , σ y , σ z
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应力状态
定义：
零件的应力状态是指通过受载零件任一点所作的各个截面上的应力状态
分类：
零件的应力状态可分为单向应力，多向应力等。 “软性”应力状态、“硬性”应力状态
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应力状态
软性系数
34
使用维护情况
可能造成故障的使用维护情况
超载使用，润滑不良，清洁不好，腐蚀生锈，表面碰伤，在共振频率下使用，违反操作规程，出现偶然事故，没有定期维修或维修不当等，都会造成零件的早期破坏。例如对某发动机疲劳断裂的50根曲轴进行分析，结果表明，其中40根曲轴疲劳断裂是由于修复后，轴颈圆角半径太小（3mm，设计要求6mm）造成的。

内部零件故障类型

汽车常见内部零件故障模式如下：(1) 元件损坏型：由于元器件、零部件损坏、变形导致的故障模式。

(2) 元件退化型：由于元器件、零部件老化、退化导致的故障模式。

(3) 元件错用型：由于元器件、零部件被错用、错换导致的故障模式。

(4) 安装松脱型：由于安装不到位、锁定不牢导致的故障模式。

(5) 装配错误型：由于装配失误、装配不当导致的故障模式。

(6) 调整不当型：由于调整参数及间隙不当导致的故障模式。

(7) 润滑不良型：由于润滑油质量、黏度及压力流量不当导致的故障模式。

(8) 密封不严型：因磨损引起机械部件间密闭不严导致的故障模式。

(9) 油液亏缺型：由各种油液亏损导致的各总成机构装置等工作失常导致的故障模式。

(10) 气液漏堵型：由于各种气体液体管路泄漏、堵塞导致的故障模式。

(11) 结焦结垢型：由于各部分结焦、结垢、生锈、氧化等导致的故障模式。

(12) 相互干涉型：由于机械部件发生运动干涉导致的故障模式。

(13) 控制失调型：由于机械控制及电子控制失调导致的故障模式。

(14) 匹配不当型：因控制电脑软硬件及动力传动匹配不当导致的故障模式。

(15) 紧急模式型：因控制电脑处于备用模式导致故障现象发生的故障模式。

(16) 短路断路型：由于汽车各部电路短路、断路导致的故障模式。

(17) 漏电击穿型：由于电器、电子元器件漏电击穿、搭铁导致的故障模式。

(18) 接触不良型：由各种开关、插头、接地点接触不良导致的故障模式。

(19) 线路损伤型：由于线路烧坏、机械破损等原因导致的故障模式。

(20) 虚焊烧蚀型：由于虚焊和烧蚀导致的电路板及插头插座故障模式。

机械零件的失效形式有哪些？

机械设备中各种零件或构件都具有一定的功能，如传递运动、力或能量，实现规定的动作，保持一定的几何形状等等。

当机件在载荷（包括机械载荷、热载荷、腐蚀及综合载荷等）作用下丧失最初规定的功能时，即称为失效。

一个机件处于下列三种状态之一就认为是失效，这三个条件可以作为机件失效与否的判断原则：1.完全不能工作。

2.不能按确定的规范完成规定功能。

3.不能可靠和安全地继续使用。

机械零件失效的基本形式一般机械零件的失效形式是按失效件的外部形态特征来分类的，大体包括：磨损失效、断裂失效、腐蚀失效和畸变失效。

在生产实践中，最主要的失效形式是零件工作表面的磨损失效，而最危险的失效形式是瞬间出现裂纹和破断，统称为断裂失效。

1.零件的磨损失效摩擦与磨损是自然界的一种普遍现象。

当零件之间或零件与其他物质之间相互接触，并产生相对运动时，就称为摩擦。

零件的摩擦表面上出现材料耗损的现象称为零件的磨损。

材料磨损包括两个方面：一是材料组织结构的损坏，二是尺寸、形状及表面质量（粗糙度）的变化。

如果零件的磨损超过了某一限度，就会丧失其规定的功能，引起设备性能下降或不能工作，这种情形即称为磨损失效。

根据摩擦学理论，零件磨损按其性质可以分为磨料磨损、粘着磨损、微动磨损、冲蚀磨损和腐蚀磨损。

①磨料磨损：零件表面与磨料相互摩擦，而引起表层材料损失的现象称为磨料磨损或磨粒磨损。

磨料也包括对零件表面上硬的微凸体。

在磨损失效中，磨料磨损失效是最常见、危害最为严重的一种。

②粘着磨损：粘着磨损是指两个作相对滑动的表面，在局部发生相互焊合，使一个表面的材料转移到另一个表面所引起的磨损。

③疲劳磨损：当摩擦副两接触表面做相对滚动或滑动时，周期性的载荷使接触区受到很大的交变接触应力，使金属表层产生疲劳裂纹并不断扩展、引起表层材料脱落，造成点蚀和剥落，这一现象称为表面疲劳磨损。

④微动磨损：微动磨损是两固定接触面上出现相对小幅振动而造成的表面损伤，主要发生在宏观相对静止的零件结合面上。

机械零件失效的四种形式

为避免这种情况出现可采取以下措施：
①选择合适的材料和构件结构，采用如
Ｅ值高的材料或者增加承载面积
②准确确定构件的工作载荷，确进行正
应力计算。
③严格工艺流程，减少残余应力等。
２断裂
断裂是金属构件在应力作用下材料分离为互不相连的两个或两个以上的部分的现
期存放不用，必须按以下要求进行保养和检
查：
（）５放净燃油及冷却水（如加注的防锈防冻液，则不要放）。（）６门架降到最低位置。
（）７刹住停车制动。（）后轮胎用楔块垫好。８前
一
ｌ叉车长期存放注意事项
除按《使用维护说明书》司机手册》和《中关于“ 存放” 要求的“ 日常存放” 基础外，还应做下列保养和检查：
进行后处理工艺。即表面强化工艺如感应热处理、化学热处理、丸等。③ 对于承受热疲喷
性、单质性、变形量小等特点，以造成的危所
害性不大。而塑性变形是不可逆的变形即卸去外载荷后变形不会消失。这样的过量变形就会影响构件使用功能。
（）季需停放在较高且干燥的地方，１雨夏季避免将车辆停放在软质地面上，沥青地如
（）９即使长期不使用时，也应每星期开动次车辆。开动时，装上电瓶，擦掉油缸活塞
杆上的防锈剂，加满燃油及冷却水（冷却水已排掉）启动发动机，，使其完全预热。操作时，应将车辆前后开几趟，同时将门架、液压系统、各操作件运动几次，检查是否有渗漏等异常现象，使其保持良好状态。（０若叉车储存半年以上不用，１）则应对车辆全面检查一次。检查各种橡胶件、密封

机械零件常见的故障模式

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
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
10ห้องสมุดไป่ตู้
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
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
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13拉伤相对运动的金属表面沿滑动方向形成的伤痕如
机械零件常见的故障模式
序号
故障模式
说明
1
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
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

机械设备常见故障类型

机械设备常见故障类型
机械设备常见故障类型包括：
1. 机械零部件磨损：随着设备长期使用，零部件表面磨损，导致设备不正常运转或无法工作。

2. 机械零部件断裂：由于设备受到过载、振动等外力作用，零部件可能发生断裂，导致设备停止运行。

3. 机械零部件松动：设备在长期使用过程中，零部件的螺栓、螺母等连接件可能松动，影响设备的正常运行。

4. 机械设备润滑不良：设备的摩擦表面需要定期润滑，否则摩擦产生过多的热量，导致设备损坏或过早磨损。

5. 电气故障：机械设备中的电气元件如电机、开关等可能遭遇电路短路、绝缘破损等故障，导致设备无法正常工作。

6. 气动元件故障：机械设备中的气动元件如气缸、气动阀门等可能受到损坏或堵塞，导致气压无法正常传递，影响设备的工作。

7. 液压元件故障：机械设备中的液压元件如泵、阀门等可能发生泄漏、堵塞，导致液压系统无法正常工作。

8. 控制系统故障：设备的控制系统如PLC、传感器等可能由于电路故障或传感器故障，导致设备无法被准确控制。

9. 设备磨损导致几何参数变化：长期使用会导致设备的几何参数改变，如轴线弯曲、传动链条松弛等，进而引发设备故障。

10. 设备清洁不当：设备在使用过程中可能受到尘土、污垢等外界物质的污染，导致运行不正常或故障发生。