摩擦磨损失效案列分析
磨损失效的主要类型、显微机制、影响因素、注意问题等
磨损失效是机械设备和零部件的三种主要失效形式———断裂、腐蚀和磨损失效形式之一。
通常磨损过程是一个渐进的过程,正常情况下磨损直接的结果也并非灾难性的,因此,人们容易忽视对磨损失效重要性的认识。
实际上,机械设备的磨损失效造成的经济损失是巨大的[1~10,15]。
美国曾有统计,每年因磨损造成的经济损失占其国民生产总值的4%。
2004年底由中国工程院和国家自然科学基金委共同组织的北京摩擦学科与工程前沿研讨会的资料显示,磨损损失了世界一次能源的三分之一,机电设备的70%损坏是由于各种形式的磨损而引起的;我国的GDP只占世界的4%,却消耗了世界的30%以上的钢材;我国每年因摩擦磨损造成的经济损失在1000亿人民币以上,仅磨料磨损每年就要消耗300多万吨金属耐磨材料。
可见减摩、抗磨工作具有节能节材、资源充分利用和保障安全的重要作用,越来越受到国内外的重视。
因此,研究磨损失效的原因,制定抗磨对策、减少磨损耗材、提高机械设备和零件的安全寿命有很大的社会和经济效益。
1 磨损和磨损失效的主要类型磨损———由于机械作用造成物体表面材料逐渐损耗。
磨损失效———由于材料磨损引起的机械产品丧失应有的功能。
通常,按照磨损机理和磨损系统中材料与磨料、材料与材料之间的作用方式划分,磨损的主要类型可分为磨料磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等类型。
1.1 磨料磨损由外部进入摩擦面间的硬颗粒或突出物在较软材料的表面上犁刨出很多沟纹,产生材料的迁移而造成的一种磨损现象称为磨料磨损。
影响这种磨损的主要因素:在多数情况下,材料的硬度越高,耐磨性越好;磨损量随磨损磨粒平均尺寸的增加而增大;磨损量随着磨粒硬度的增大而加大等。
1.2 粘着磨损在两摩擦表面相对滑动时,材料发生"冷焊"后便从一个表面转移到另一个表面,成为表面凸起物,促使摩擦表面进一步磨损的现象称为粘着磨损。
影响粘着磨损的主要因素:同类的摩擦副材料比异类材料容易粘着,采用表面处理(如热处理、喷镀、化学处理等)可以减少粘着磨损;脆性材料比塑性材料抗粘着能力高;材料表面粗糙度值越小,抗粘着能力也越强;控制摩擦表面的温度,采用的润滑剂等可减轻粘着磨损等。
船舶动力机械摩擦失效分析与解决方案拟定
船舶动力机械摩擦失效分析与解决方案拟定摘要:本文针对船舶动力装置的摩擦学失效问题,从材料、受力分析、润滑特性等方面进行了讨论。
针对海水的特性,给出采用合金材料与橡胶材料的建议;针对动力装置重要原件的螺旋桨轴的受载荷状态分析,提出控制振动,减少摩擦学失效的建议。
最后综合对改善船舶动力机械的摩擦学失效问题给出几条建议。
一、概述发展海洋经济、保障海洋安全不仅符合当今中国可持续发展的潮流,也是维护国家安全的战略需要。
因此,近些年我国的船舶工业发展极为迅速。
船舶机械系统由于其工作环境相对于陆地极为苛刻,而且为保证船舶的续航能力,要求其连续工作时间长,基于此,船舶机械更容易发生摩擦、磨损。
作为船舶中核心部分的动力装置,有效地减小它的磨损,对于防止船舶机械失效、延长船舶寿命具有重要意义。
二、动力装置的材料选择2.1海洋环境下材料的特点海洋环境中有以下特点:1、海水粘度低,润滑性能差,摩擦副上既不能形成有效的弹流润滑膜也不能形成有效的边界润滑膜,因而海水中的机械部件极易造成摩擦副表面直接接触,磨损加剧。
2、海水中含有大量电解质盐,对金属具有腐蚀性。
容易造成机械设备的腐蚀,进而加快其磨损速度。
3、海洋气象条件复杂,船舶需要在风浪环境下行进。
由于风浪造成的颠簸、振动、冲击都对船舶动力装置有不同程度的损害,容易使关键部件不定期处于干摩擦状态,接触应力增加,摩擦磨损加剧。
4、海洋中工作的机械不仅要受腐蚀作用,还要耐受摩擦磨损、交变载荷的共同作用。
5、海水中的各种海洋生物、砂石等如果由于密封不良附着在机械设备表面都会不同程度地加剧腐蚀。
2.2船舶动力材料选择的建议首先,我认为机械装置中的大量钢结构都必须采用合金材料。
因为海水具有强腐蚀性,而合金元素的存在可以促使形成微小型四氧化三铁保护性铁锈。
同时,必要的表面处理也是非常必要的。
例如,气缸套和缸体的激光淬火技术,不仅能有效提高汽缸套的耐磨性,延长其使用寿命,并且在这种优化的工艺条件下,与之匹配的非激光处理活塞环的磨损量也得到了大幅降低。
摩擦磨损失效案列分析19页PPT
摩擦磨损失效案列分析
6
、
露
凝
无
游
氛
,
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕,双双入我庐 ,先巢故尚在,相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
,
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明( 约 365年 —427年 ),字 元亮, (又 一说名 潜,字 渊明 )号五 柳先生 ,私 谥“靖 节”, 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散10来自、倚南
窗
以
寄
傲
,
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
煤矿机械磨损失效分析及抗磨措施
煤矿机械磨损失效分析及抗磨措施煤矿机械磨损的主要原因有:作业环境与机械本身。
我国煤炭开采环境恶劣,往往是在数百米的地下。
地下存在着湿度高、温度高以及煤尘大等各种问题,再加上煤矿机械往往体积大、重量大,现代化程度越高的机械,其精密度便越高,受恶劣作业环境的影响便越大。
1.1作业环境湿度大我国绝大多数煤矿都是地下开采,地下开采的一个显著特点便是井下工作环境湿度大,这也是煤矿机械工作的基本环境。
据有关文献表明:当井下湿度达到80%以上时,水分对于机械设备的影响与机械设备在水中浸泡的影响几乎一致,煤矿机械中金属部件因此会发生化学反应,引起金属部件表面突起,进而加剧机械的磨损。
工作环境湿度大是影响煤矿机械使用寿命的主要原因。
1.2作业环境酸碱度高金属最适宜在中性环境中,可以保存多年而不出现腐蚀现象。
无论金属处于酸性环境或者碱性环境,都会加速金属的腐蚀。
我国煤矿井下环境的pH值一般为弱碱性,煤矿机械长时间在这种环境里,会使机械设备的机体质量严重下降,进而缩短煤矿机械的使用寿命。
1.3杂散电流在煤矿井下施工或者生产作业,由于地质条件的影响,煤层中会存在着一定的杂散电流。
杂散电流的存在会产生弱电离作用,进而使得煤矿机械的腐蚀加剧,最终使得煤矿机械使用寿命缩短。
1.4机械设备本身原因煤炭开采所用的机械设备具有体积大、重量大的特点,而且随着煤炭开采自动化的不断提高,机械设备的精密度也在不断提高,这就存在着机械受细小颗粒的影响,尤其是细小颗粒对于机械轴承的影响非常明显。
煤层中的成分较为复杂,存在着大量的杂质,而有些杂质质地坚硬,比如石英石、方解石等,再加上机械设备在作业过程中始终处于高速运转状态,工作压强大,而且运维人员对此种状况的维护难度大,造成煤矿机械的使用寿命缩短。
2.机械设备磨损特征在煤矿机械设备的使用过程中,就轴承来说,正常的滑动轴承值在0.25—0.30之间,而且滚动轴承能够调整的范围在。
0.50—0.14之间,最大允许误差为。
一则电梯钢带外包覆层严重磨损案例分析
—174—故障维修1 背景介绍河南某大学对3#基础教育楼的4台电梯申报定期检验,2017年12月5日,我院检验人员按照TSG T7001-2009《电梯监督检验与定期检验规则》中的定期检验项目对每台电梯进行现场检验,。
在对其中一台电梯进行井道内项目检验时发现有一段曳引钢带出现磨损,外层聚氨酯层已破损,内部钢带已经裸露,现场情况如下:2 设备基本信息使用单位:河南某大学使用地点:制造单位:奥的斯电梯(中国)有限公司3#基础教育楼西梯(南)型号规格:GeN2CN-MRL 产品编号:106153额定起重量:1000kg 额定速度:1.0m/s 层站数:6层6站6门控制方式:集 选此电梯的制造日期为2009年,平时学生使用频率较高,维护保养单位为奥的斯电梯(中国)有限公司郑州分公司3 缺陷描述从左图可见,两根钢带都有不同程度磨损,并且属于钢带与曳引轮接触侧发生磨损,同时内部钢带已经出现锈蚀,从右图可见,钢带外侧聚氨酯凸起,可见此段外层聚氨酯已经失去保护和防锈效果。
当时轿厢位于4层与5层中间位置,并且此电梯共有4根钢带,都在同一位置出现不同程度的磨损。
4 隐患和事故分析磨损位置比较隐蔽,如果维保过程中维保人员长期未发现,内部钢芯长期锈蚀严重。
钢带会存在断裂的风险,电梯也会有很大的安全隐患,加上此电梯位于学校教学楼内,使用频率较高,如果出现事故对社会造成的影响也比较大,因此,在这些场所进行维保的人员要更加仔细,检验人员进行检验时也必须做到认真全面。
5 失效原因分析经过现场询问,电梯的维保单位刚刚更换,当时维保人员并不了解电梯的实际情况,维保人员对此处重大隐患也并未及时发现,具体什么时间什么情况下出现的磨损并不知情。
而且位置位于井道内,发现也比较困难。
经过现场分析,①四根钢带在同一位置都有磨损;②钢带磨损面在内侧,是与曳引轮接触的面;③检修运行电梯,将钢带磨损位置与曳引机重合,轿厢在3~4层之间,适合做安全钳联动试验的位置。
矿山机械摩擦磨损问题分析及防范
矿山机械摩擦磨损问题分析及防范摘要:绝大多数机械设备在使用中或多或少都会出现一些故障,这些故障很大一部分是由机械部件的摩擦磨损造成的.。
因此,找出机械零件摩擦磨损的原因,并采取有效措施加以保护,以提高机械运行效率,延长使用寿命是十分必要的.。
许多工业生産使用的各种各样的机械和设备,特别是矿産行业,如挖掘机械和运输设备等等,这些设备没有有效的养护,可以産生摩擦磨损,严重的还会引发事故,直接影响安全生産.。
对此,结合自己的相关工作经验,首先分析了机械零件的摩擦类型和磨损类型,然后探讨了机械零件摩擦磨损的原因,最后分析并提出了相应的防护措施.。
关键词:机械零件;摩擦磨损;防护當代职工教育有了更多使命,面对国家的科技强国战略,职工教学不只是教授知识,更重要的是通過教学過程,发现职工在工作中遇到的问题.。
现从理论角度,给生産中遇到的问题提供解决方案,尽可能为企业解决问题提供理论支撑,更好的服务企业安全高效生産.。
基于此,本文章就机械磨损方面作出阐述:1机械零部件的摩擦类型1.1干摩擦我们通常把没有任何润滑措施的零件表面之间的摩擦称为干摩擦.。
机械正常运转過程,就是为了消除干摩擦现象.。
大多数的机械设备是金属材质,金属被氧化生成氧化膜,为阻止氧化,将添加润滑油,以减少摩擦的部分,所以在正常情况下,没有严格意义上的干摩擦.。
1.2边界摩擦边界摩擦,又称边界润滑,主要指润滑油中的脂肪酸(极性化合物),能在一定程度上吸附在零件表面.。
如果分子层与金属表面的距离過大,吸附效果也会受到影响.。
在这种情况下,摩擦系数会由于分子数目的增加而减弱.。
通常边界膜的厚度在0.02μm,所以當边界摩擦,不可避免的会发生直接在金属表面的摩擦,在实际应用中,需要使用科学润滑材料和零部件,以便有效地控制工件表面粗糙度,与此同时,我们也可以用于润滑油添加剂增加边界膜的强度,进一步减少金属的摩擦损伤现象.。
1.3混合摩擦指零件同时存在边界摩擦和流体摩擦(以下会说到流体摩擦)时.。
煤矿机械磨损失效问题分析
煤矿机械磨损失效问题分析在经济不断发展的现在,煤矿机械在煤炭开采中起着主要作用。
也正是因为煤矿机械的使用使煤矿开采速率大大增加,而减少煤矿机械的磨损对企业的成本和煤矿开采的效率都有着很大的影响。
通过对煤矿机械的磨损情况和现场的一些情况分析,每年各大企业在煤矿开采方面都要有很大的一部分损失。
因此面对如何提高煤矿机械的使用效率,减少机械磨损我们从工作角度和使用方法上做了以下分析和解决方法。
标签:煤矿机械;磨损失效;煤矿开采;解决方法0 引言根据网上以及各种调查结果分析可以见得,我国是世界上消耗煤炭资源最大的国家,因此在煤矿开采中要投入更多的人力和物力,而这时为了提高煤碳开采的效率各大企业开始引进大型的煤矿机械的投入使用。
而大多数的大型煤矿机械长期在恶劣环境中不断工作,再加上机械的保养不够,所以造成了严重的机械磨损失效,也正是因为机械的磨损失效使每年国家投入在煤矿机械中的资金要损失近20亿元。
所以对提高大型煤矿机械的使用时间减少磨损失效成为现在国家和各个企业日益关注的问题。
1 煤矿机械磨损失效的原因大多数的大型煤矿机械在矿下工作,不仅工作环境差,而且工作難度高,工作时间长和维修难度大等多个原因。
很多大型煤矿机械在封闭的矿下不停的工作,粉尘和煤粉等会随着机械的细小孔中进入到机械内部,严重影响机械的操作和运转,经常出现水或者颗粒混入到机械的内部,在机械的严重负荷下加上机械的运转不正常,很容易使机械出现各种问题。
并且工人们对操作繁琐的大型机械使用的并不熟练,使得机械不断的出现各种各样的问题,同样在机械的长时间运转下,虽然工人有间接的休息时间,但是机械却不断的工作,例如采煤机,在不停的挖掘煤炭的时候,它的截齿会和大块的煤炭有不断的摩擦,这样长期的不间断工作会造成机械的截齿的磨损失效。
而运作的机械定期维修检测和保养都被忽略,在机械出现细小问题时由于工人发现的不及时使很多小问题变成越来越大的问题,导致最后无法对机械进行维修。
常见轴承失效案例分析
润滑不良可能是由于润滑油选用不当、润滑油量不足、润滑油污染或润滑系统故障等原因造成的。当轴承缺乏良好的润滑时,金属与金属之间的直接接触会增加,导致摩擦和磨损迅速增加,进而引起轴承过热、运转困难或噪声等问题。
润滑不良导致的轴承失效
水分和杂质的侵入
水分和杂质侵入轴承会导致轴承生锈、运转不灵活和噪声等问题,严重影响轴承的使用寿命。
详细描述Βιβλιοθήκη 轴承材料的疲劳失效VS
磨损失效是指轴承在运转过程中,由于摩擦磨损导致材料逐渐损失的现象。
详细描述
磨损失效通常是由于润滑不良、异物进入、材料硬度过大或表面粗糙度不均匀等原因引起的。随着材料损失的增加,轴承的精度和性能会逐渐降低,最终可能导致轴承失效。为了减少磨损失效,需要定期维护和更换润滑油,保持轴承周围环境的清洁度,并选择合适的材料和表面处理技术。
总结词
轴承材料的磨损失效
总结词
腐蚀失效是指轴承材料受到化学腐蚀或电化学腐蚀而导致的性能下降或损坏的现象。
详细描述
腐蚀失效通常是由于轴承周围环境中的腐蚀性介质、潮湿空气、盐雾或酸碱溶液等引起的。腐蚀会导致轴承材料表面出现坑蚀、斑点或裂纹,严重时甚至可使轴承完全失效。为了防止腐蚀失效,需要选择耐腐蚀的材料和表面处理技术,同时保持轴承周围环境的干燥和清洁度,定期进行防锈处理和维护。
轴承结构的热设计不当
详细描述
总结词
总结词
轴承结构的刚度不足会影响其稳定性和使用寿命。
详细描述
轴承结构的刚度不足会导致轴承在运转过程中发生变形,影响其旋转精度和稳定性,从而降低其使用寿命。同时,刚度不足还可能导致轴承内部间隙增大,增加摩擦和磨损。
轴承结构的刚度不足
04
轴承使用环境失效案例
关于煤矿机械磨损失效分析
关于煤矿机械磨损失效分析摘要:主要对刮板输送机、提升机、胶带、矿车等机械设备的主要失效形式与失效机理进行分析和研究,并根据具体煤矿机械的磨损失效形式,从机械的结构和材料、设备的使用和维护等方面提出一些减轻机械磨损的有效方法。
关键词:磨损;煤矿;采煤机;链条;胶带据相关数据显示,每年我国煤矿产业因设备磨损失效造成的经济损失高达19亿元人民币,在机械设备维修过程中,造成的经济损失更是难以计算,我国煤矿产业的机械化程度不断发展,煤矿机械磨损失效现象已经引起人们的关注,解决因磨损失效带来的影响,已经成为目前十分紧迫的研究课题。
1机械磨损失效的主要形式1.1刮板输送机的磨损失效形式在煤矿的生产中,开采的煤矿主要是由刮板输送机进行输送,长期的摩擦与腐蚀容易造成该设备的磨损失效,链条和刮板发生磨损最为明显,在矿石输送时,中部槽移动时槽帮受到刮板的影响,会造成槽帮上部发生磨损。
相邻的两个输送槽弯曲角度不能小于5°,在实际工作中,矿山地面不平整会导致输送槽的弯曲角度等于或者大于5°,设备继续运行会导致刮板和槽帮上翼产生额外压力,刮板输送机的磨损因此加大。
输送机的链条在逐渐被磨损的过程中,链板与滚筒的接触面积减小,链条的接触强度会降低甚至发生链板断裂,链板肩部与链轮轮齿接触时,会产生较大的应力集中,因此导致链轮的失效和刮板输送机不能正常工作。
1.2提升机与胶带的磨损失效形式提升机在煤矿生产中的作用是把开采的煤炭通过井下通道提升到地面,提升机主要是由钢丝绳与箕斗组成,钢丝绳缠绕在滚筒上,滚筒与钢丝绳相互摩擦时存在一定的缝隙,缝隙过小会发生咬绳现象,缝隙过大会加大钢丝绳与滚筒的磨损,箕斗在煤炭的装卸时起到一定的缓冲作用,煤炭以滑动的方式进入箕斗,金属衬板会受到煤炭的滑动冲击力,煤炭的冲击力越大,箕斗的滑动磨损就越严重。
矿井的井道中湿气非常大,当箕斗在矿井中工作时,湿气中的水分会腐蚀钢丝绳和金属衬板,随着钢丝绳的长期运行,钢丝绳的保护层就会脱落,被严重腐蚀的提升机就会因磨损失效不能正常工作。
材料的磨损失效形式与机理
● 防止措施 提高材料的耐磨耐蚀性(耐磨耐蚀三元复合管) 流体介质的中和处理 (pH调整为7左右) 适当减低流体的流速 (防过度冲刷)
第四章 材料的磨损失效形式与机理
4.8 气蚀 (cavitation) ●当流体局部区域的压力减小或遇阻时,将发生气泡, 这种现象大多出现在高速流动且有局部搅动的水力机 械或气流机械的过流部件中。气泡萌生、长大和溃灭, 将使限流部件表面受到破坏。有时也称空泡腐蚀。
长期迅速磨损 滑 动
在周期接触的交变 应力下的裂纹扩展
裂纹生长并相交导致磨损碎片的脱落
图 4-14 疲劳磨损的损伤过程
第四章 材料的磨损失效形式与机理
4.7 腐蚀磨损 (corrosive wear) ● 当含颗粒的腐蚀性流体沿固体表面流动时,其表面 不仅受到以电化学腐蚀为主的腐蚀作用,同时还受到 颗粒的磨擦作用,称为腐蚀磨损。 例如,沿海地区以海水为介质的各类管道都经历 这种方式的腐蚀磨损。
矿山机械的摩擦型磨损及防护范文(二篇)
矿山机械的摩擦型磨损及防护范文矿山机械在长时间运作过程中,往往会出现摩擦型磨损问题,这会直接影响设备的工作效率和寿命。
因此,对于矿山机械的摩擦型磨损及防护问题的研究具有重要的意义。
本文将对矿山机械的摩擦型磨损原因进行分析,并提出相应的防护措施。
首先,矿山机械的摩擦型磨损主要来自以下几个方面。
第一,机械零部件之间的直接接触摩擦。
由于工作负荷加大、速度增加和工作环境恶劣等原因,机械零部件之间的摩擦力会增大,从而引起磨损。
第二,机械零部件与其他物质之间的摩擦。
在矿山作业中,机械零部件可能与矿石、矿渣等杂质直接接触,这些杂质对机械零部件的磨损产生很大的影响。
第三,机械零部件与润滑剂之间的摩擦。
润滑剂不仅可以减小机械零部件之间的摩擦力,还可以降低机械零部件的磨损程度。
然而,当润滑剂降解或者缺乏时,机械零部件的摩擦磨损会变得更加严重。
要有效地防止矿山机械的摩擦型磨损,需要采取一系列的防护措施。
首先,选择合适的材料。
在矿山作业中,由于工作环境的特殊性,矿山机械的零部件需要具备耐磨、耐腐蚀和耐高温等特性。
因此,在材料选择时,应优先考虑具备这些特性的材料。
例如,可以选择高硬度的钢材、耐磨合金或者涂层材料来制造机械零部件。
其次,改善机械零部件的表面质量。
机械零部件的表面质量直接影响其与其他物质之间的摩擦磨损程度。
通过提高机械零部件的表面光洁度、平整度和硬度,可以降低与物质之间的接触阻力,从而减少摩擦磨损。
可以采取表面处理技术,如喷涂、热处理、电镀等方式来改善机械零部件的表面质量。
此外,加强润滑管理也是防止矿山机械摩擦型磨损的重要措施。
润滑剂具有润滑、减摩、冷却和清洁等功能,通过适当的润滑管理,可以减小机械零部件之间的摩擦力,降低磨损程度。
首先,要选择适合机械运行条件的润滑剂,根据工作环境的特点选择润滑油或者润滑脂,并确保润滑剂的质量符合要求。
其次,要合理安排润滑剂的供给方式,保证机械零部件始终处于充分润滑状态。
最后,要定期检查、维护和更换润滑剂,及时清除机械零部件表面的残留物,确保润滑系统的正常运行。
摩擦磨损失效案列分析
氧化铝厂渣浆泵高铬铸铁叶轮腐蚀磨损失效分析
分析结论 仅就冲蚀磨损而言, 虽然因腐蚀速度高于磨损速度, 而 没有留下明显的显微切削痕迹, 但考虑到叶轮的运转 方式及矿浆的流向 , 观察到腐蚀磨损严重区域靠近叶 轮外缘, 并根据各位置形貌的相似特点, 以及以往相关 的经验 , 推断出冲蚀磨损主要是矿浆的低角度冲刷。 (1)叶轮失效的原因是强碱腐蚀与低角度冲蚀磨损的综
图 6 叶轮斜切面 SEM 照片, 3000×
图 7 叶轮叶片腐蚀区斜切面SEM 照片, 4000×
氧化铝厂渣浆泵高铬铸铁叶轮腐蚀磨损失效分析
图 8 叶轮材料纯腐蚀斜切面SEM 照片, 2000×
图 9 叶轮材料纯腐蚀斜切面SEM 照片, 2400×
矿浆冲蚀磨损将促进裂纹的萌生和扩展, 加速基体的剥落, 由于叶轮 材料抗强碱腐蚀性能不足 (见图 8、 图 9), 其阳极活化溶解腐蚀剥 落也是失效原因之一 ;有趣的是叶轮相界腐蚀之重 , 在二次碳化物 相界也清晰可见 (见图 7三箭头所示, 对比图 9箭头所示)
成分分析
宏观现象
微观组织
对比观察
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析 四 、泵壳腐蚀磨损宏观形貌
泵壳靠近轴孔的端面区域腐蚀磨损最严重,见图 1。沿圆周分布有许多腐蚀磨损沟槽,每一沟槽顺矿浆 流向由尖窄变宽,由浅入深。泵壳局部沟槽腐蚀磨损 至穿透而失效报废。
图 1 泵壳腐蚀磨损宏观形貌
航空活塞式发动机缸体摩擦磨损失效分析及其修复强化技术
航空活塞式发动机缸体摩擦磨损失效分析及其修复强化技术发布时间:2022-01-20T08:52:13.164Z 来源:《现代电信科技》2021年第17期作者:米守波[导读] 航空活塞式发动机是通航飞机和无人机的主要动力装置,拥有庞大的市场规模和市场需求。
航空活塞式发动机常处于间歇操作、全功率运转和不稳定冷却等苛刻工况下,主要机件的工作条件十分恶劣,汽缸–活塞组件的摩擦磨损失效是航空活塞式发动机的主要机械故障之一。
(西安爱生技术集团有限公司陕西西安 710065)摘要:航空活塞式发动机是通航飞机和无人机的主要动力装置,拥有庞大的市场规模和市场需求。
航空活塞式发动机常处于间歇操作、全功率运转和不稳定冷却等苛刻工况下,主要机件的工作条件十分恶劣,汽缸–活塞组件的摩擦磨损失效是航空活塞式发动机的主要机械故障之一。
关键词:航空活塞发动机;气缸–活塞组件;摩擦磨损一、失效机理及分析据航空活塞式发动机故障统计数据,随着航空电子和飞行控制技术的发展,点火、起动和进排气等系统的故障率越来越低,汽缸、活塞、连杆、曲轴、减速器等机械零部件的摩擦磨损失效已成为航空活塞式发动机的主要故障之一。
如图1所示,在航空活塞式发动机的四对主要摩擦副中,汽缸–活塞环配副(其他还有曲轴与连杆、气门与气门座、凸轮与挺杆)通常采用泼溅润滑方式,长时间工作于高温、高压及润滑不良等恶劣条件下,又由于燃气压力、活塞运动的速度和方向都处于急剧变化状态,特别是汽缸上部常因润滑油高温燃烧形成半干摩擦或干摩擦状态,汽缸、活塞环易于磨损、拉伤甚至断裂,该配副的磨损失效占航空活塞式发动机摩擦磨损故障的45%~65%。
其中,活塞环的材料用量和生产成本相对较低,在发动机维修和再制造过程中可直接更换新件;而缸体由价格较贵的合金结构钢制成,中部有很深的整体式散热片,内表面经氮化处理并精密珩磨出特定的平顶网纹,技术复杂度和产品附加值较高,因此延长其服役寿命和提升其工作可靠性具有重要价值。
根据摩擦副磨损情况分析故障原因的方法
根据摩擦副磨损情况分析故障原因的方法1、摩擦副端面的磨损痕迹大于软环宽度组成摩擦副的两个密封面宽度是不相等的,一般情况下,硬密封面较宽,软密封面较窄。
经过一段时间的运转后,在硬密封面上会有清晰的摩擦痕迹,可根据此痕迹的宽度判断故障的原因。
造成密封端面上摩擦痕迹大于软环宽度的原因是:(1)泵振动大,使动环运转中产生径向和轴向振摆,液膜厚度变化较大,有时密封面被推开,造成泄漏增大。
(2)动、静环不同心。
在一般的旋转型密封中,静环安装在压盖上,压盖和密封腔配合时的同心度靠止口保证。
实际上止口间隙往往过大,使静环下沉,造成动静环不同心。
在静止式波纹管密封中,由于静环组件重量促成静环下沉,也造成动、静环不同心。
此外,轴承箱的配合间隙过大,轴弯曲等都能使摩擦痕迹过宽。
要克服上述缺陷首先应消除泵的振动,包括将转子做动平衡,采用不易引起振动的联轴器等;其次,应该校正泵和电动机的同心度,检查泵各止口间隙是否过大,在静止式波纹管中采取在静环下方加支承的方法防止下沉。
2、摩擦痕迹小于密封面的宽度产生这种故障现象的原因是:(1)静环密封端面不平。
第一种表现是沿密封面内缘连续的接触痕迹,即所谓的收敛形缝隙。
这种密封在拆检时往往查不出其他的磨损迹象,运转起来就是泄漏量大。
有人认为摩擦痕迹变窄,密封面积减小,比压增大,似乎不应该出现泄漏。
事实恰好相反,当内缘接触时,密封的缝隙呈收敛状,破坏了密封面的平行,使液膜压力大大增加,将密封面推开,泄漏量因此增大。
第二种表现是沿密封面外缘的摩擦痕迹,即摩擦痕迹的内径大于静环密封面的内径,密封面间呈喇叭状。
这种缝隙形状因液膜压力减小,造成比压增大,磨损加剧,容易出现沟纹,使泄漏量增大,致无法正常运行。
(2)动环密封端面不平。
若动环端面上的摩擦痕迹不连续,或局部接触,有时大圆或点状接触,显然这是由动环面不平所致。
解决这些缺陷的方法:检查动静环的平面度,对不符合要求的要进行研磨,直到合格。
为减小密封面的变形,静环密封圈的过盈值不要太大,以免静环变形;高温密封要采取有效的辅助措施,如冲洗、冷却等,尽量减小密封本身温度差。
破碎机耐磨部件磨损失效分析
粘着磨损常 常发生在经过机械加工后的零部件 。粘着磨损是指在 滑动摩擦时 ,摩擦副接触表面局部发 生金属粘着 ,在 随后相对滑动中 粘着处被损坏 ,而使金属屑粒从零件表面被拉拽下来或零件表面被擦 伤 的一种磨损形式 。当两个相互作用表面接触时 , 接 触仅在少数几个 孤 立的微 凸体顶尖上发生 ,由于接触面积小 ,所以在这些接触着得面 积上就会 产生很 大的应力 ,使得接触表面发生塑性变形 ,表面膜层 因 金属流动而遭 到破坏 , 使得金属原子直接接触 ,从而产生金属原子 间 的键合 ,形成了冷焊点 ,也 就产生 了粘着现象 。然后在随着相对滑动 的进行 ,粘着处发生破坏 ,而使有金 属屑粒从零件表面被拉拽下来 , 因 产生 了磨损 。粘着磨损 过程一般分 为三个 阶段 :磨合阶段 、稳定 磨损阶段 和剧烈磨损阶段 。
四 、 警 柬 语 . , . ,
应 的
一
应 的 解 决 方 法 , 但 鼗 是 由 于 笔 者 的 磊 能 力 有 限 , 要 说 器 明 可 能 还 某 不 塞 全 面 _ , 希 望 一 变 ~ 频 ~ 器 … 的 …… 工 作 原 一 理 … 中 国 …一 机 械 出 … 版 … 社 阙 … 一
1 . 5 冲蚀 磨损
冲蚀磨损又称为浸蚀磨损 ,它是指流体或固体以松散的小 颗粒按 定 的速度 和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损 。冲蚀磨损与腐 蚀磨损 的I X  ̄ , l 是前者对材料表 面的破坏 主要是机械力作用引起 ,腐蚀
一
圈1动甄板挤压上升时的受力图
变频器风机停运 。
[ 1 】 《 通辽电厂电气变频器运行规程 》
1 . 2 磨 料磨 损
磨料磨损一般是指硬的磨粒或凸出物在 与摩擦表面互相接触运动 的过程 中,使表 面材料发生损耗的现象。在工业实际生产 中,磨料磨 损 造成 的材料损耗是最高的 ,约5 0 %以上 的磨损失效是 由于磨料磨损 造成的。 目前关 于磨料磨损 的机理 主要有微观切削 、微观犁沟 、微观 剥落等 。 在实 际磨粒磨损过程 中,往往是几种磨损机制 同时存在的 ,但是 以某一种磨损机制为主。上述几种磨 损机制 中,以微观切削对材料所 造成的磨损最为严重 ,而微观剥落的影响在某些脆性较大 的材料 中所 造成的磨损也较为严重 。
一则电梯曳引轮绳槽磨损案例分析与检验检测
一则电梯曳引轮绳槽磨损案例分析与检验检测摘要:电梯运行过程中曳引轮与钢丝绳摩擦会造成曳引轮槽磨损,改变轮槽特征尺寸,使电梯轿厢产生不正常振动,甚至产生溜车、冲顶或蹲底事故等安全隐患。
鉴于此,本文结合一起电梯检验案例,分析了曳引轮绳槽磨损原因,然后提出具体的检验检测方法,以供参考。
关键词:曳引轮绳槽;磨损原因;检验检测1引言笔者近期对某公司一台曳引驱动乘客电梯进行定期检验时发现,该梯由六根钢丝绳作为驱动载体,其中一根曳引钢丝绳(设该绳为绳A)在曳引轮绳槽上出现明显下陷,该绳槽可能已出现不正常磨损(如图1所示)。
通过现场检验和曳引能力验证试验时发现,该梯存在以下情况:(1)该梯按出厂设计,曳引轮为7绳槽,配置6根曳引绳,曳引轮中间绳槽空置;电梯额定速度为2.5m/s,提升高度为90m,曳引比为1:1,曳引轮直径为710mm,轮槽采用带切口半圆槽;各曳引绳直径均为12mm,未见有磨损或疲劳损伤现象。
(2)从维护保养记录及运行故障记录中发现,维保单位于2018年开始逐步对该梯六根曳引钢丝绳分为三批进行更换,第一次更换一根,第二次更换两根,第三次更换三根。
(3)当轿厢处于顶层时,轿厢侧绳A几乎处于松弛状态;当轿厢处于底层时,轿厢侧绳A处于完全收紧状态;当轿厢处于中点位置时,各钢丝绳的张力基本一致。
(4)轿厢限速器-安全钳试验时,限速器、安全钳开关均能有效动作,但曳引钢丝绳和曳引轮之间无法打滑,此时控制系统提示过电流故障。
(5)空载曳引检查中,当对重压缩缓冲器时,空载轿厢不被提起,但此时轿厢侧绳A 明显处于松弛状态。
(6)空轿厢进行上行制动工况曳引检查时,制动距离符合标准要求,但轿厢侧绳A在制停过程中有摆振现象。
(7)轿厢装有125%额定载荷进行制动试验时,有异响现象。
随后,维保单位采取有效措施实施整改,检验人员对拆卸的曳引轮进行检查,通过对曳引轮的绳槽观察和测量,绳A槽底部位置表面光滑,绳槽带切口位置一侧已完全磨损(如图2所示)。
机械摩擦磨损质量分析及控制措施
机电信息工程机械摩擦磨损质量分析及控制措施王雪方(鹤壁职业技术学院,河南鹤壁458030)摘要:近年来随着我国经济的发展,人民的生活水平质量显著提高,在科技方面也有了巨大的飞跃%在生产力发展的过程中,机械设备的使用发挥了巨大的作用,并且在各行各业中都能看到它的身影。
但是在发展的过程中也出现了许多问题与挑战,其中最重要的就是机械在运转过程中的磨损问题。
在工作过程中巨大的摩擦力会使内部产生磨损,因此本文根据在工作中磨损的问题进行分析和讨论,为以后问题的解决提供理论参考。
关键词:机械磨损;质量分析;控制措施机械设备在各行各业的发展中都发挥了巨大的作用,例如在矿山的开采系统之中,由于我国的地质环境十分复杂、工作环境恶劣、空气潮湿、粉尘多、温度高等,都对机械设备作业带来了巨大的挑战。
因此,恶劣的施工条件会对机械的运行造成巨大的影响,增大设备零件之间的摩擦力,从而造成设备一定的磨损或损坏。
通常来说,开采矿山需要先进设备的有力支持,但是相应的设备的价格也相对更高,因此设备零件摩擦造成的相应的损失也会更高。
基于机械设备摩擦问题,本文从原因入手,提出了针对性的解决方法,希望能够减轻机械设备零件之间的摩擦力,从而减少磨损所带来的危害。
1磨损机械设备的不同现象及成因在设备的正常运行之中,无论应用于哪个行业,都会因为长期作业而出现不同类型的磨损。
这些磨损都会对机械造成损伤,缩短设备的使用寿命,影响设备的正常运行,进而影响工程建设的进度和质量,影响企业的经济收益,非正常的磨损甚至还会带来安全事故,因此分析磨损的原因,从而找到解决方案就显得尤为重要-1.-1.1机械磨损的原因和影响许多机械设备通常是在十分恶劣的环境下进行作业,因此就会出现颗粒磨损。
机械在运行过程中,其内部的各个零件之间会产生接触,有接触就必然会有摩擦力。
如果接触的2个零件的质量和表面的粗糙程度情况没有太大差异,那这2个零件就不会因为产生的摩擦力造成大的损坏,但是一旦2个零件表面的粗糙程度相差较大,或者其中一个零件的质量较差,比较脆弱,那这2个相差较大的零件相互摩擦,就会产生细小的颗粒,那么这些小颗粒在设备运行过程中就会带来未知因素的变化。
磨损失效的案例
磨损失效是一个常见的机械问题,它通常是由于两个相对运动的表面在摩擦过程中逐渐磨损所导致的。
以下是一些磨损失效的案例:
1. 汽车刹车系统:汽车刹车系统中的刹车片是典型的磨损失效案例。
随着时间的推移,刹车片会逐渐磨损,导致制动性能下降。
2. 轴承:轴承在转动过程中,其内部滚动体和内外圈之间会产生摩擦,长时间使用会导致轴承的滚动体和内外圈磨损,最终导致轴承失效。
3. 气瓶:气瓶长时间使用,其内部表面可能会受到腐蚀或磨损,导致气瓶的强度和安全性下降。
4. 刀具:刀具在切削过程中,其刃口会与工件产生剧烈摩擦,长时间使用会导致刀具刃口磨损,影响切削效果。
5. 压缩机:压缩机的活塞和气缸之间存在摩擦,长时间运行会导致活塞和气缸的磨损,影响压缩机的性能和寿命。
为了防止或延缓磨损失效,可以采用一些措施,例如定期更换磨损部件、使用润滑剂、优化设计等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
图2 前尖部腐蚀磨损形貌 1000x
图3 前尖部斜切面腐蚀磨损形貌 2000x
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
图 5 后底部腐蚀磨损形貌 1000×
图2 前尖部腐蚀磨损形貌 1000x
首先将泵壳沟槽前尖部、 后底部的腐蚀磨损特征与 其材料纯腐蚀特征对比
腐蚀磨损失效实例磨粒磨损 粘着磨损
微动磨损
磨损
表面疲劳失效磨损
腐蚀磨损
磨损分析步骤和主要方法 1 了解失效零件 的机械功能 2 了解零部件相 对运动的方式或 速度 3 了解耦合表面 所受的力或应力 4 了解润滑剂品 种、润滑方式及 换油周期 5 了解零件的工 作环境是否合适: 磨粒颗粒、水分 、腐蚀气体以及 温度等。 6 了解该零件及其 耦合件的材料以及 工艺条件,尤其是 实际执行的情况 7 了解零件的寿命 、磨损量 8 在宏观和微观范 围检查磨损表面以 及摩擦表面下的组 织情况 9 根据以上所获信 息判断出磨损形式 和失效原因
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
二 、工况介绍
铝矿浆泵 LC250. 580用于 输送经研磨后的铝矿浆。 C 一般入泵铝矿石粒度小于 1mm,矿浆浓度40%~ 45% 。 泵流量 630 m3/h。矿浆整 体流向为由左至右。 矿浆 碱浓度 230g 1.89 /L(Na2O) ,pH> 14,温度 80~ 100°C。 铝矿主要为 一水硬铝石 ,成分 (ω% ):Al2O3 60~ 65, Fe2O3 14~ 17, SiO2 3. 5~ 4. 5, TiO23. 5~ 4. 5。 铝矿 序 号 莫氏硬度 7。
1
表1 泵壳的化学成分
Si Mn Cr Ni Mo P S
0.43
0.94
13.94
1.15
0.97
0.029
0.04
流量 范围
泵型号 (m3/ h)
扬程范 围
(m) 12-70
效率 范围
% 60-70
转速范围 (r/min) 650-1100
LC250/5 80
5001300
三、分析步骤 首先对泵壳残体进行成分、组织与性能分析 , 以 及宏观形貌观察分析 。然后进行腐蚀磨损微观失 效分析, 借助电子探针扫描电镜, 观察分析失效 叶轮腐蚀磨损最严重部位的形貌及45°角斜切面 亚表层特征。为区分泵壳的腐蚀与磨损特征 , 在 实验室中取泵壳材料做了50%NaOH 碱溶液 (pH >14)、 95℃、168h 的挂片腐蚀试验 , 以对比分 析泵壳高温强碱铝矿浆条件下的腐蚀特征。
图 4 前尖部斜切面腐蚀磨损形 貌 1500×
再将沟槽前尖部与后底部的腐蚀磨损情况进行对比 , 可见前尖部碳化物相界腐蚀更显著 (图 3单箭 头 ) ,基体剥落坑又大又深 (图 3双箭头 ) ,基体碱脆 裂纹更加明显 (图 4箭头 ) ,亚表层裂纹扩展相连 (图 3单箭头 ) ,整个基体腐蚀磨损剥落而显示更加粗糙。 难以见到显微切削的痕迹;而后底部则不同
氧化铝厂渣浆泵高铬铸铁叶轮腐蚀磨损失效分析
分析结论 仅就冲蚀磨损而言, 虽然因腐蚀速度高于磨损速度, 而 没有留下明显的显微切削痕迹, 但考虑到叶轮的运转 方式及矿浆的流向 , 观察到腐蚀磨损严重区域靠近叶 轮外缘, 并根据各位置形貌的相似特点, 以及以往相关 的经验 , 推断出冲蚀磨损主要是矿浆的低角度冲刷。 (1)叶轮失效的原因是强碱腐蚀与低角度冲蚀磨损的综 合作用, 而腐蚀所起的作用更为主要 。 (2)高温强碱铝矿浆使叶轮产生严重的碳化物相界腐蚀, 基体碱脆裂纹, 基体活化腐蚀溶解 。冲蚀磨损加剧 了这一过程。而严重的腐蚀又是了冲蚀磨损
图 7泵壳材料试验室高温强碱腐蚀形貌 1000×
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
图 6 后底部斜切面腐蚀磨损形 貌 1000× 图3 前尖部斜切面腐蚀磨损形貌 2000x
图 8泵壳材料试验室高温强碱腐蚀后斜切 面貌2000×
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析 碱脆
金属及合金材料在碱性溶液中, 由于拉应力和腐蚀介质的联合作 用而产生的开裂。它是应力腐蚀 破裂的一种类型。 碱脆主要发生在锅炉水因软化处 理带来碱性并在锅炉缝隙里浓缩 造成的锅炉破裂,也发生在接触 苛性碱的碳钢、低合金钢、奥氏 体不锈钢设备上。
在此苛刻工况下高铬铸铁作为泵壳材质并不理想保证较高硬度的前提下 ,应 选择具有更好抗强碱腐蚀性能和有适当韧性的材质
综合考虑
成分分析
宏观现象
微观组织
对比观察
图 6 叶轮斜切面 SEM 照片,
3000×
图 7 叶轮叶片腐蚀区斜切面SEM 照片, 4000×
氧化铝厂渣浆泵高铬铸铁叶轮腐蚀磨损失效分析
图 8 叶轮材料纯腐蚀斜切面SEM 照片, 2000×
图 9 叶轮材料纯腐蚀斜切面SEM 照片, 2400×
矿浆冲蚀磨损将促进裂纹的萌生和扩展, 加速基体的剥落, 由于叶轮 材料抗强碱腐蚀性能不足 (见图 8、 图 9), 其阳极活化溶解腐蚀剥 落也是失效原因之一 ;有趣的是叶轮相界腐蚀之重 , 在二次碳化物 相界也清晰可见 (见图 7三箭头所示, 对比图 9箭头所示)
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析 四 、泵壳腐蚀磨损宏观形貌
泵壳靠近轴孔的端面区域腐蚀磨损最严重,见图 1。沿圆周分布有许多腐蚀磨损沟槽,每一沟槽顺矿浆 流向由尖窄变宽,由浅入深。泵壳局部沟槽腐蚀磨损 至穿透而失效报废。
图 1 泵壳腐蚀磨损宏观形貌
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
五、腐蚀微观结构
宏观
微观 综合分析
结论
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
一、背景介绍 铝矿浆泵是氧化铝厂输送铝矿浆的主要设备,其 泵壳、叶轮等过流部件是大量消耗的易损件,其中以 泵壳的腐蚀磨损最为严重、使用寿命最短。铝矿浆泵 的工况苛刻,高温强碱是主要特点。这一工况与其他 矿浆泵明显不同。鉴于高铬铸铁泵壳用得较多,本工 作对广西某铝业公司氧化铝厂失效的高铬铸铁铝矿浆 泵泵壳进行失效分析,了解失效机制,为选材和提高 使用寿命提供依据。
氧化铝厂渣浆泵高铬铸铁叶轮腐蚀磨损失效分析
微观结构观察
图3 叶轮腐蚀磨损微观形貌 (后方侧板),
1000×
图 2 叶轮腐蚀磨损后的宏观形貌
图4 叶轮腐蚀磨损后微观形貌 (侧板外缘), 1000×
氧化铝厂渣浆泵高铬铸铁叶轮腐蚀磨损失效分析
图 5 叶轮材料纯腐蚀后微观形貌, 1000×
图 5 是对比分析用的叶轮材料实 验室高温强碱腐 蚀形貌。其特点也是碳化物凸起, 基体凹陷 , 基体区 域有网状微裂纹及高低起伏剥落 痕迹。还可以肯定的 是严重的碳化物相界腐蚀 。
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
六、结论
综上所述 , 泵壳失效的根本原因是高温强碱腐蚀与较 高角度冲蚀磨损的综合作用 , 其中腐蚀所起的作用更 为重要。严重的碳化物相界腐蚀使碳化物与基体分离 , 失去了良好的支撑 , 在高角度冲蚀磨损过程中逐渐断 裂剥落 , 即腐蚀促进了磨损 ; 强烈的基体“碱脆” , 即 阳极溶解型应力腐蚀开裂 , 显微裂纹萌生与扩展 , 加 剧了冲蚀磨损 ,促使基体不断剥落;泵壳材料自身耐高 温强碱腐蚀性能不佳 , 基体活化溶解剥落也是失效原 因之一;矿浆对泵壳的冲蚀特别是高角度冲蚀磨损 ,不 仅使材料直接流失 ,又使材料产生较大的应力 ,更促 进了腐蚀 ,加速了碱脆裂纹的萌生与扩展。