磨损失效分析
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。
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。
第6章 磨损与腐蚀失效分析汇总
金属表面 发生局部 塑性变形
磨粒嵌入金属 表面，切割金 属表面
表面被 划伤
特点 • 普遍存在于机件中； • 磨损速度较大，0.5～5 μm/h 防止措施 • 提高表面硬度（从选材方面）； • 减少磨粒数量（从工作状况方面）。
（3）疲劳磨损的特征及判断。 它会引起表面金属小片状脱落，在金属表 面形成一个个麻坑，麻坑的深度多在几微 米到几十微米之间。 特点 产生接触疲劳的零件表面上出现许多针状 或痘状的凹坑，称麻点，故得名麻点磨损， 亦称疲劳磨损。 接触疲劳是裂纹形成和扩展的过程。
• 在化工、石油化工、轻工、能源、交通等 行业中，约60％的失效与腐蚀有关。化工与 石油化工行业腐蚀失效所占比例更高一些。 如近年来(1995 ～ 2000年)国内先后四次对石 化企业的压力容器使用情况进行调查，其中 对失效原因调查统计认为，在使用中因腐蚀 产生严重缺陷及材质劣化，是近年来引起容 器报废的主要原因。
6.2 腐蚀失效分析
6.2.1 腐蚀及腐蚀失效 1. 腐蚀的概念
腐 蚀 介 质
耐 蚀 金 属
（1）腐蚀的定义。 • 金属与环境介质发生化学或电化学作用，导致金 属的损坏或变质。OR在一定环境中，金属表面或界 面上进行的化学或电化学多相反应，结果使金属转 入氧化或离子状态。 （2）腐蚀介质。 • 通常不把所有的介质都称为腐蚀介质。例如，空 气、淡水、油脂等虽然对金属材料均有一定的腐蚀 作用，但并不称为腐蚀介质。一般仅把腐蚀性较强 的酸、碱、盐的溶液称为腐蚀介质。
• 腐蚀不仅损耗了地球的资源，而且因腐蚀而造成 的生产停顿、产品质量下降，甚至人身事故等损 失，更是无法估量。分析、材料腐蚀及控制的研究 给予了前所未有的关注。 （2）腐蚀介质。 • 通常不把所有的介质都称为腐蚀介质。例如，空 气、淡水、油脂等虽然对金属材料均有一定的腐蚀 作用，但并不称为腐蚀介质。一般仅把腐蚀性较强 的酸、碱、盐的溶液称为腐蚀介质。
材料的磨损失效分析论文
材料的磨损失效分析论文摘要：磨损失效是各种机械设备和工业系统中经常面对的问题，工程材料的磨损失效分析研究已经成为材料科学领域中的一个重要分支。
本文主要从材料磨损失效的定义、磨损机理、影响因素等方面进行论述，同时也介绍了各种常用的磨损试验和磨损机制的分析方法。
一、引言材料磨损失效是材料科学领域中的关键问题之一，也是各种机械设备和工业系统中经常面对的问题。
磨损失效对于材料的性能、寿命以及工程系统的运行稳定性等都有着重要的影响。
因此，材料的磨损失效分析研究已经成为材料学家和工程师们在实践中面对的一个重要课题。
二、定义磨损失效是指材料表面经过一段时间的磨擦、摩擦或冲击等作用后，发生的表面金属被剥蚀、脱落或破裂等现象。
磨损失效的产生会引起零件的尺寸变化、功能失效等，并且会导致机械设备的整体质量下降、效率降低，甚至直接影响设备的安全性。
三、磨损机理材料的磨损失效产生的原因是多种多样的，主要包括机械磨损、化学磨损和疲劳磨损等。
机械磨损：是指当材料表面受到摩擦或磨擦力的作用时，表面会出现磨损或剥落，这是最常见的磨损机理之一。
化学磨损：是指当材料表面发生化学反应时，会产生一定的磨损现象。
例如，酸性溶液中的金属腐蚀就是一种典型的化学磨损现象。
疲劳磨损：是指当材料表面受到重复的载荷作用时，会产生一定的磨损现象。
例如，当材料表面反复承受机械振动或冲击时就会产生疲劳磨损现象。
四、影响因素磨损失效的产生不仅与材料本身的性能有关，还与外界环境、工作条件等相关因素有关。
主要影响因素包括：材料硬度：材料硬度高时，耐磨性能较强，相反，材料硬度低则耐磨性能较弱。
材料的组织结构：材料的组织结构越细致，材料的强度和硬度越高，抗磨性能也就越强。
载荷和速度：当外部载荷或速度增大时，耐磨性能也会随之减弱。
工作环境：物理性能、化学性质以及工作环境的pH值等因素都会对材料的耐磨性能产生影响。
五、磨损试验磨损试验是磨损失效分析的重要部分，目的在于了解材料的磨损失效性能，并开展磨损机理和降低磨损失效的研究。
金属材料失效分析基础与应用第四单元 表面损伤失效分析PPT课件
模块一 磨损失效
3.磨损失效分析的步骤 （1）现场调查及宏观分析 （2）测量磨损失效情况 （3）检查润滑情况及润滑剂的质量 （4）摩擦副材质的检查 （5） 进行必要的模拟试验 （6） 确定磨损机制
模块一 磨损失效
（1）现场调查及宏观分析。详细了解零件的服役条件和使 用状况，了解零件的设计依据、选材原则及制造工艺。确定 分析部位并提取分析样品，分析样品应包括磨屑、润滑剂及 沉积物等。对磨损表面进行宏观分析，记录下表面的划伤、 沟槽、结疤、蚀坑、剥落、锈蚀及裂纹等形貌特征，并初步 判断磨损失效的模式。
第四单元 表面损伤失效分析
模块一 模块二 模块三 模块六
•磨损失效 •腐蚀失效 •接触疲劳失效 •腐蚀失效分析及预防
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总体概述
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模块一 磨损失效
模块一 磨损失效
一 、磨损失效 1.磨损的概念
磨损是零部件失效的一种基本类型。零部件失去原有设 计所规定的功能称为失效。失效包括完全丧失原定功能；功能 降低和有严重损伤或隐患，继续使用会失去可靠性及安全性。
模块一 磨损失效
（2） 磨损程度的度量。为了评价材料磨损的严重程度，一 般采用长度磨损量WL、体积磨损量Wv 和重量磨损量Ww 来 表示。 （3） 耐磨性。材料的耐磨性是指在一定的工作条件下材料 抵抗磨损的能力。可分力绝对耐磨性和相对耐磨性两种。
模块一 磨损失效
2、磨损失效模式的判断 （1）粘着磨损的特征及判断。 （2）磨料磨损的特征及判断。 （3）疲劳磨损的特征及判断。 （4）腐蚀磨损特征及判断。 （5）冲蚀磨损特征及判断。 （6）微动磨损特征及判断。
发动机主要零件磨损失效分析
（）温 度 是粘着 磨损最 重 要 的因素 。活塞环 区 ２ 域温 度 的升高 使得润 滑 油的粘 度降低 ，润 滑条件 变
坏， 这样就 容 易产 生粘 着接触和 活塞 卡死 的危 险 。 （ ）发动机 转 矩 （ ３ 即平 均有 效压 力 ） 加及 转速 增
增 加 （ 即活 塞速 度 增加 ）会 导致 温 度提 高 而使 磨 也 ， 损 增加 。 （）汽 油机 的浓混 合气会 造成 润滑 油大量 稀 释 ４ 和 粘度 的下降 ，从 而减 小流体 动 力润滑 的范 围 。例 如， 节气 门使 用不 当会 显著地 增加粘 着磨 损 。 而稀 混 合 气会 产生 过 多的氧 ，特别 是在 柴油机 中会使 与 燃 气接触 的零件 表面 氧化 ，促 使造成 腐蚀 磨损 的酸 性 燃 烧产 物 的形 成 。 （ ）内燃机在 起动 时 由于润 滑条件 不好 ，此 时 ５
因而它与缸壁 、 活塞环的温度有关 ， 也与冷介质的温
度有关 。
凸轮 挺柱 摩 擦 副在 很 高 的接 触 压 力 下 工作 ， 其 磨损 形式 主要 有以下 几种 ： １ 着 磨损 。凸轮 挺 柱摩 擦 副 的粘 着磨 损 通常 ． 粘 由瞬 时高温 引起 。 在整 个挺 柱升 起 的过程 中 ， 表面 两
活塞 和活塞 环对 缸套 的磨擦 几乎 为干摩 擦 ，以致 造
封 不严之处 时 ，大量 含有 灰尘 的空气 未 经滤清 器 即
被 吸 入气缸 中 ， 造成 磨损 。 故障 之处在 于 进气管 与气 缸体 贴合平 面 上有伤 痕 ， 其 间隔进 入异 物 ， 气管 或 进
垫损 坏或进 气管 座 固定螺 栓折 断 、 动等 ， 松 都会 造 成
四、 装配 不 当
第十二讲 腐蚀和磨损失效分析
刹车片宏观图片
（制动盘为灰铸铁） （制动片为钢纤维增强复合材料）
制动盘的微观形貌图
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③疲劳磨损的特征及判断 表面金属小片状脱落，在金属表面形成一个个麻坑，在
麻坑的前沿或者根部，有表面疲劳裂纹或者二次裂纹。
齿面硬度偏低和冶金缺陷导致的接触疲劳 （大量的麻坑、局部剥落和磨损痕迹）
2
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（1）磨损失效分析的步骤 ①现场调查及宏观分析：详细了解零件的服役条件和使用工 况，了解零件的设计依据、选材依据及制造工艺。确定分析 部位并提取分析样品，包括摩擦副、磨屑、润滑剂及沉积物 等。记录表面划伤、沟槽、结疤、蚀坑、剥落、锈蚀及裂纹 等形貌特征，初步判断磨损失效的模式。 ②测量磨损失效情况 ：确定磨损表面的磨损曲线，查明磨损 变化规律、最大磨损量及其所处部位。确定磨损速率，分析 磨损情况是否正常，是否属于允许的范围。
连铸辊
浆料循环泵
2
冲蚀磨损宏观图片
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布料溜槽宏观图片
连铸辊宏观图片
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5.1.3 磨损失效的预防措施 （1）改进结构设计及制造工艺
摩擦副的结构要有利于摩擦副间表面保持膜的形成和 恢复、压力的均匀分布、摩擦热的散失和磨屑的排出，以 及防止外界磨料、灰尘的进入等。
2
粘着磨损宏观图片
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辊子和辊道粘着磨损宏观图片
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②磨料磨损的特征及判断 表面存在与滑动方向或硬质点运动方向相一致的沟槽
或划痕。在磨料硬而尖锐的条件下，如果材料塑性较好， 磨损表面的沟槽清晰、规则、沟边产生毛刺；如果韧性较 差，沟槽比较光滑。
摩擦磨损失效案列分析
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
材料磨损失效与预防分析论文
材料磨损失效与预防分析论文材料磨损失效与预防分析磨损是材料技术中长期以来的一个重要问题，可能会导致材料的失效和性能下降。
在工业和生产中，磨损不仅会导致设备的过早失效，还会带来额外的维护和修理成本。
因此，材料磨损失效的研究和预防对于提高材料的使用效率和降低成本具有重要意义。
材料磨损机理材料磨损是由于材料表面受到一定力量和摩擦作用，造成表面和内部的物质损失和材料晶体结构的改变。
磨损可分为三种类型：磨料磨损、表面疲劳磨损和液体磨损。
材料的磨损是一个复杂的系统过程，其机理的研究可以加深人们对材料的理解和开发，在生产实践中应用某些措施减少或延缓材料的磨损。
磨损的预防减少磨损不仅可以延长设备使用寿命，还可以提高材料的效能和性能，因此预防磨损是非常重要的。
减少磨损的措施包括：1.选择正确的材料磨损的减少从材料的选择开始。
在选择材料时，应根据设备的实际工作条件、使用环境和磨损的机理分析来选取相应的材料。
例如，一些应用对耐磨性能要求很高的设备，可以使用高碳铬钼合金钢或陶瓷材料等。
2.表面处理对材料表面进行特殊的处理可以增强其防磨损性能。
比较常见的表面处理方法包括化学镀、电镀、机械加工和喷涂等。
表面处理不仅可以提高材料的耐磨性，同时还可以增加其硬度和强度，减少表面粗糙度，更好地应对不同的工作环境。
3.润滑处理在材料接触和摩擦的过程中，润滑剂可以减少材料的磨损。
不同的工作环境需要使用不同类型的润滑剂，如液体和半固体润滑剂，涂层和喷雾润滑剂等。
润滑处理的好处是可以减少磨荡、磨削和划痕，从而可以防止材料失效。
4.提高清洁度对于高精度设备，提高清洁度和防尘效果非常重要。
污染和灰尘会影响设备的稳定性和使用寿命，很多磨损和失效都是因为不清洁造成的。
因此在实际生产中，必须保持设备和材料的清洁度，尽量避免灰尘和污垢的积聚。
5.检测和维护无论是预防还是修复，都需要及时检测和维护。
通过仔细的磨损情况分析，可以发现各种类型的磨损和失效现象，及时采取预防措施和维护方法，可以更好的保护设备和材料，延长其使用寿命。
磨损失效实例分析
(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
Block Diagram
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
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
高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析
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。
图图22前尖部腐蚀磨损形貌前尖部腐蚀磨损形貌1000x1000x图图33前尖部斜切面腐蚀磨损形貌前尖部斜切面腐蚀磨损形貌2000x2000x高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析图图55后底部腐蚀磨损形貌后底部腐蚀磨损形貌10001000图图77泵壳材料试验室高温强碱腐蚀形貌泵壳材料试验室高温强碱腐蚀形貌10001000图图22前尖部腐蚀磨损形貌前尖部腐蚀磨损形貌1000x1000x首先将泵壳沟槽前尖部首先将泵壳沟槽前尖部后底部的腐蚀磨损特征与后底部的腐蚀磨损特征与其材料纯腐蚀特征对比其材料纯腐蚀特征对比高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析图图66后底部斜切面腐蚀磨损形貌后底部斜切面腐蚀磨损形貌10001000图图33前尖部斜切面腐蚀磨损形貌前尖部斜切面腐蚀磨损形貌2000x2000x图图88泵壳材料试验室高温强碱腐蚀后斜切面貌泵壳材料试验室高温强碱腐蚀后斜切面貌20002000高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析碱脆碱脆金属及合金材料在碱性溶液中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由于拉应力和腐蚀介质的联合作用而产生的开裂
煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施
煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施摘要;随着科学技术的发展,各个行业的生产设备都已经趋向于机械化和自动化,而煤炭资源作为我国主要的能源之一,其生产效率在一定程度上影响着我国市场经济的发展速度。
煤炭生产行业的机械化和自动化实现了高产与高效的目的,但是煤炭生产现场的环境十分恶劣,生产机械的磨损情况比较严重,因此分析和研究煤炭生产机械发生磨损失效的原因及对策,对煤矿安全、高效生产有十分重要的现实意义。
关键词:煤炭生产机械磨损安全生产在煤炭开采的过程中,机械设备的安全、可靠的运行是制约煤炭资源高效生产的最主要原因,煤炭生产的条件十分恶劣,并且其生产环境也很差,因此在工作过程中导致设备的磨损情况十分严重进而给煤炭企业带来了巨大的经济损失[1]。
为了保证煤炭生产的高效生产,企业一方面要对设备进行定期的维护和检修,适当的改善机械设备的使用条件；另一方面要严格的按照设备的使用要求进行操作,切实避免设备超载、超速使用。
1 煤炭生产设备磨损失效的分析方法1.1 一般资料分析在对磨损零件展开失效原因分析之前,要确定该零件在整套生产系统中的基本资料,例如:零件的作用、零件的结构特征、零件的材质和加工工艺、零件的受力情况以及平均寿命等,并且要对磨损失效零件的损坏程度做好详细的记录,要保存失效零件的样本。
1.2 失效零件的宏观与微观分析对磨损失效零件的宏观分析主要是观察其外表的主要特征,对失效特征有代表性的零件要做好照片的拍摄记录,有必要的时候要对零件磨损部位的尺寸做好测量和记录,根据以往的经验,煤矿机械磨损失效大多数是零件的表面磨损、表面的划痕以及凹坑等,这种情况宏观特征比较明显,分析人员可以用肉眼观察到。
对于磨损失效零件的微观分析主要是在实验室中使用高倍显微镜进行观察,例如:电子扫面显微镜、立体显微镜以及光学显微镜等,这种分析方式可以找出肉眼无法观察到的擦伤、条痕、裂纹以及夹杂物等,并且对上述情况观察的比较清楚,做好零件表面微观磨损失效的研究和记录,为企业确定机械设备磨损失效的类型提供依据,并为以后零件的材料选择提供参考。
煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施
煤矿机械磨损失效分析方法和抗磨措施煤矿机械在运行中会受到磨损和失效的影响。
为了延长机械的使用寿命和提高工作效率，需要对磨损失效进行分析，并采取相应的抗磨措施。
本文将介绍煤矿机械磨损失效的常见分析方法，并提出一些抗磨措施。
1.外观观察法：通过观察机械的表面形态和损坏情况来判断磨损失效的原因和性质。
这种方法适用于磨损较为明显的情况，可以直观地了解机械的磨损程度和失效原因。
2.重量测量法：通过称量机械的重量变化来判断磨损程度。
通过对比机械的原始重量和目前的重量，可以了解机械的磨损情况。
这种方法适用于大型机械的磨损分析。
3.油液分析法：通过对机械油液中金属颗粒的分析来判断机械的磨损程度。
磨损产生的金属颗粒会混入机械的油液中，通过分析油液中金属颗粒的种类和数量，可以判断机械的磨损情况。
4.磨损机理分析法：通过对机械的工作原理和磨损机理的分析，来判断磨损失效的原因和性质。
通过了解磨损的机理，可以提前采取相应的措施来减少机械的磨损。
在煤矿机械中，磨损主要有磨削、表面疲劳和腐蚀等多种形式。
为了减少磨损失效，可以采取以下抗磨措施：1.表面硬化处理：对机械的关键部件进行表面硬化处理，提高其硬度和耐磨性。
常用的表面硬化方法有渗氮、渗碳等。
2.涂层技术：在机械的关键部件上涂覆一层高硬度、高耐磨的涂层。
常见的涂层材料有WC-Co、Cr3C2-NiCr等。
3.选择合适的材料：在设计机械时选择具有较高硬度和耐磨性的材料，以减少磨损失效。
4.改进设计：通过改变机械的结构和工作原理，减少磨损的可能性。
例如，在传动系统中采用滚动副代替滑动副，可以减少摩擦和磨损。
5.加强润滑管理：合理选择润滑剂，并定期更换和补充润滑剂，保证机械在良好的润滑状态下工作。
6.加装防护装置：对机械的关键部件加装防护装置，减少外界颗粒对机械的磨损。
例如，在输送系统中加装撞击板，减少煤矸石的撞击对输送带的磨损。
总之，对煤矿机械磨损失效进行分析是延长机械寿命和提高工作效率的重要手段。
磨损失效分析
摩擦磨损试验机
影响粘着磨损的因素
• • 材料特性的影响 接触应力与滑动速度的影响
磨粒磨损
• 磨粒磨损也称为研磨磨损。它是摩擦副一 方硬度远大于另一方，或者接触面之间存 在硬质点发生的磨损。
磨粒磨损过程与特征
• 磨粒磨损的最显著特征是接触面上有明显 的磨削痕迹。 • 磨损量与接触压力、摩擦距离成正比，与 材料的硬度成反比，同时与硬材料凸出部 分尖端形状有关。 • 磨粒磨损失效的主要方式：①切削；②堆 挤；③辗压、抹平；④断裂、剥落。
•
接触应力
• 零件之间的接触面一般都较小。因此在接触面上及其附近 的压力很大。由于接触点附近的材料处于三向受压的压力 很大，材料往往仍处于弹性状态。同时，接触应力存在于 非常小的局部区域，即使它的计算应力值达到材料的屈服 极限，也只不过在这局部区域内发生塑性变形。
影响接触应力的主要因素
• ① 残余应力——往往在不太大的法向载荷下，接触区中 某些点上的应力就已达到材料的屈服极限，因而发生局部 塑性变形，引起残余应力。 • ② 热应力——两接触面相对滑动时要产生摩擦，是不太大的摩擦热，就足以使 此微小体积的局部温度升高，从而引起热应力。 • ③润滑——在相对滑动的两接触面间通常是有润滑的，润 滑状况首先影响摩擦系数的大小因而也影响了热应力及切 向载荷。此外，在接触面间还可能产生动压油膜，油膜的 存在使接触区的大小、形状及压力的分布也要发生变化。 • ④ 接触面的几何形状——接触表面的微观不平度使得接 触表面几何图形复杂。接触应力、热应力与油膜应力也要 使接触表面的形状与理想状态发生偏差。
•
•
疲劳磨损
• 两接触面作滚动或滑动，或是滑动与滚动 复合的摩擦状态，在交变接触应力的作用 下，使材料表面疲劳而产生物质流失的过 程，称为表面疲劳磨损，也称为接触疲劳 磨损。易产生表面疲劳磨损的零件如齿轮 表面、轴承表面、凸轮等。
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 ． ， ． ，
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一
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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 。
汽车减振器连杆磨损失效和断裂力学分析
汽车减振器连杆磨损失效和断裂力学分析汽车减振器连杆是连接减振器和车身底板的重要部件，承受着车身重量和减振器作用力。
由于长期使用和外界环境等因素的影响，减振器连杆可能会出现磨损失效和断裂等问题。
本文将对这两种力学失效进行分析，以探讨其原因和影响。
1. 磨损失效分析：磨损失效是减振器连杆长期使用造成的，其主要原因包括以下几点：1.1 载荷过大：长期承受大车身重量和减振器作用力，容易导致减振器连杆受力过大，从而加速磨损失效的发生。
1.2 摩擦磨损：在减振器连杆与周围部件接触的摩擦过程中，摩擦力会导致连杆表面的金属层发生磨损，进而影响其力学性能。
1.3 材料质量：减振器连杆的材料质量直接影响其抗磨性能。
选择低质量的金属材料或者生产工艺不合格都会导致连杆容易发生磨损失效。
1.4 粗糙表面：减振器连杆表面的粗糙度较高时，会导致摩擦产生更大的磨损，加速其失效过程。
2. 断裂力学分析：减振器连杆断裂是一种严重的力学失效，可能会导致车辆失控和安全隐患。
其主要原因如下：2.1 力学疲劳：长时间的高频振动和重复载荷会使减振器连杆产生应力集中现象，从而导致断裂。
接口处的连杆头和车身连接处是容易发生应力集中的关键部位。
2.2 弯曲和拉伸应力：在行驶过程中，减振器连杆会承受来自车身的弯曲和拉伸应力，在一些不合适的工况下，这些应力可能超过连杆的承载能力，导致断裂。
2.3 腐蚀和氧化：减振器连杆可能长期暴露在潮湿或腐蚀性环境中，会引起材料的腐蚀和氧化，进而降低其强度和韧性，增加断裂的风险。
2.4 制造缺陷：一些制造缺陷，如裂纹、材料内部夹杂、不良焊接等，都会导致减振器连杆的断裂。
为了避免减振器连杆的磨损失效和断裂问题，应采取以下措施：- 选择优质的材料，并加强生产工艺控制，确保减振器连杆质量合格。
- 定期检查减振器连杆的磨损情况，及时更换磨损严重的连杆。
- 加强车辆的维护保养，防止减振器连杆长期暴露在恶劣环境中。
- 设计合理的减振器连杆结构，减小应力集中和应力幅值。
金属材料磨损失效分析及防护措施
金属材料磨损失效分析及防护措施随着社会的不断发展，材料工业行业也进入了一个良好稳定的发展状态，然而当前该行业在发展的过程当中面临一个普遍的问题就是金属材料磨损的问题。
金属磨损不仅造成了大量的经济损失同时也导致其生产的产品质量的下降。
因此对于相关的人员来说，他们应当分析金属材料磨损失效的原因，同时采取一定的防护措施，有效地提高企业的经济效益。
本文从金属材料磨损过程、金属材料磨损失效的危害、金属材料失效磨损的基本形式、金属材料磨损失效防护措施四方面进行介绍。
关键词：金属材料;磨损失效;分析;防护措施引言：在当前的工业企业机械设备中，金属磨损失效现象是一个较为常见的问题。
它不仅影响机械设备的可靠性和安全性，而且还会对企业的正常生产产生影响，造成经济损失。
一些磨损较为严重的设备在使用的过程当中还可能会造成恶劣安全事故，因此需要对金属材料磨损高度关注，了解金属材料磨损失效的机理，并对防护措施进行深入的研究，促进机械设备安全、稳定的运行，保证企业的经济效益。
1 金属材料磨损过程1.1跑和阶段跑和阶段是金属材料磨损的初始阶段，由于磨损物体之间具有一定的粗糙度，造成它们之间的相互摩擦，物体凸起的地方相对接触力度较大，磨损程度更深，磨损的速度相对较快。
当物体磨损一段时间后，两个物体磨损的表面接触面积增加，这时候磨损的速度也逐渐降低。
1.2稳定磨损阶段稳定磨损阶段在跑和阶段之后，由于跑和阶段已经进行了前期的磨损，凸起的地方相对较少，两物体之间磨损的接触面积增大，粗糙度降低，压强减小，此时物体磨损将进入到稳定阶段，这一阶段磨损量与磨损时间的长短有关[1]。
1.3剧烈磨损阶段剧烈磨损阶段是金属材料磨损的最后阶段，由于前期时间的磨损，金属材料的温度以及内部的组织条件已经产生变化，这些变化也在逐渐地提高材料磨损的速度，对机械设备的运行造成影响。
机械设备的工作效率将大大地降低，运作的过程当中也伴随着噪音以及机械的震动，直到零件磨损到最后失效为止。
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粘着磨损模型
类型
破坏现象
破坏原因
轻微磨损 涂抹 擦伤 撕脱 咬死
剪切破坏发生在粘着结合 面上，表面转移的材料极 轻微。
剪切破坏发生离粘着结合 面不远的软金属层内，软 金属涂抹在硬金属表面。
粘着结合强度比摩擦副的基体金 属都弱。
粘着结合强度大于较软金属的剪 切强度。
剪切发生在较软金属的亚 表层内，有时硬金属表面 也有划痕。
磨损失效分析
磨损失效分析
• 磨损失效----就是由于材料磨损引起的机械产品 丧失应有的功能。
• 特点： 断裂失效：突发性 后果灾难性 有一定偶然性 磨损失效：渐进性 非灾难性 必然性
• 磨损失效分析： • 重要性往往被忽视
意义重大-----具有重大的经济效益和社会效益。 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%。在我国，磨损造成的经 济损失在1000亿人民币以上。
第一节 摩擦和磨损的基本概念
• 当两个相互接触的物体或物体与介质之间在外 力作用下，发生相对运动，或者具有相对运动 的趋势时，在接触表面上所产生的阻碍作用称 为摩擦。这种阻碍相对运动的阻力称为摩擦力。
• 摩擦按照接触面运动方式的不同，可以分为滑 动摩擦、滚动摩擦。
• 相互接触的一对金属表面相对运动时，表面金 属不断发生损耗或产生残余塑性变形，使金属 表面状态和尺寸改变的现象称为磨损。
过屈服极限，因而发生局部塑性变形， 引起残余应力。 • 热应力—两接触面相对滑动时要产生摩 擦，使接触区局部温度瞬时升高。 • 润滑 • 接触面的几何形状
第四节 磨损过程
磨损过程大致可分成三个阶段。
第五节 粘着磨损
• 相对运动的物体接触表面发生了固相粘 着，使材料从一个表面转移到另一个表 面的现象，称为粘着磨损。
• 4、改善润滑条件，可减小粘着磨损。
• 5、接触压力的影响。
第六节 磨粒磨损
• 磨粒磨损是当摩擦偶件一方的硬度比另一方的硬度大 得多时，或者在接触面之间存在着硬质粒子时，所产 生的一种磨损。也称磨料磨损或研磨磨损。
飞机操纵杆 花键、销子。
两接触表面滚动或重复接触时， 无论有无润滑，表层或次
由于载荷作用使表面产生变形， 表层在接触应力反复作用
并导致裂纹产生造成剥落。
下，而产生麻点剥落。
齿轮、滚动 轴承。
第二节 机械的表面特征
• 材料的表面状态对其表面性能影响很大。 • 机械表面的状态对其功能的影响也很可观。
第二节 机械的表面特征
粘着结合强度比两基体金属都高， 转移到硬面上的粘着物又接削软 金属表面。
剪切破坏发生在摩擦副一 粘着结合强度比应力高于粘着结合强度。
摩擦副之间咬死，不能相 对运动。
粘着强度高于任一基体金属的剪 切强度，粘着区域大，剪切应力 低于粘着强度。
第五节 粘着磨损
影响因素：
• 摩擦是磨损的原因，而磨损是摩擦的必然结果。
第一节 摩擦和磨损的基本概念
• 按环境和介质可分为：流体磨损、湿磨 损、干磨损
• 按表面接触性质可分为：金属－流体磨 损、金属－金属磨损、金属－磨料磨损
• 按机件表面磨损状态可分为：连续磨损、 粘着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损、腐蚀 磨损、微动磨损、表面塑性流动
• 1、脆性材料的抗粘着磨损能力比塑性材料高。正应力 与切应力
• 2、金属性质越是相近的，构成摩擦副时粘着磨损也越 严重。形成化合物化碳向较大的金属构成摩擦副时粘 着磨损就较轻微。
• 3、通过表面化学热处理，如渗硫、硫氮共渗、磷化、 软氮化等热处理工艺，使表面生成一化合物薄膜，减 小摩擦系数，减小粘着磨损。
第五节 粘着磨损
• 在载荷不大时，真实接触面积上也承受着很大的压力。 在这种很大的压力下，即使是硬而韧的金属在微凸峰 接触处也将发生塑性变形，结果使这部分表面上的润 滑油膜、氧化膜等被挤破，从而使两物体的金属面直 接接触而发生粘着，随后在相对滑动时粘着点又被剪 切而断掉，粘着点的形成和破坏就造成了粘着磨损。 由于粘着点与两边材料机械性能有差别，当粘着部分 分离时，可以出现两种情况：当粘着点的强度低于摩 擦副两边的强度时，粘着从接触面分开，这时基体内 部变形小，摩擦面也显得较光滑，只有轻微的擦伤， 称为外部粘着磨损；当粘着点的强度比两边材料中一 方的强度高时，这时分离面发生在较弱的金属内部， 摩擦面较为粗糙，有明显的撕裂痕迹，称为内部粘着 磨损。内部粘着磨损更为普遍，危害更严重。
发生于各种压力和滑动速 度，磨料作用于表面而破 坏。
农业机械、 矿山机械
在摩擦过程中，金属同时与周 围介质发生化学或电化学反应 而使材料损失。
有化学或电化学反应的表 面腐蚀破坏。
曲轴轴颈的 氧化磨损。
两接触面由于承受周期性的， 幅度极小的相对运动使之发生 粘着、腐蚀和表面的剥落。
通常发生于有微量振动的 接触表面上，都伴有腐蚀 过程而产生氧化碎屑。
• 表面加工纹理 • 表面不平度—包括宏观形状误差、粗糙
度和波度。
第二节 机械的表面特征
• 表面结构
第三节 机械的表面接触
• 当两个有波度的机械表面接触时，不可 能形成完全接触，而只是在许多凸起的 微峰之间形成一些面积很小的接触点， 随着载荷增大，新的轮廓峰对参与接触。
第三节 机械的表面接触
影响接触应力的主要因素 • 残余应力—接触区中某些点上的应力超
第一节 摩擦和磨损的基本概念
类型
内容
特点
举例
粘着磨损 磨粒磨损 腐蚀磨损 微动磨损 表面疲劳磨损
摩擦副相对运动时，由于接触 表面直接粘着，在随后摩擦过 程中粘着点被拉拽下来。
发生于无润滑和氧化膜缺 内 燃 机 活 塞
少及滑动速度不大情况下， 壁 与 缸 体 摩
粘着点被剪切破坏。
擦。
因硬颗粒或凸出物嵌入，并切 割摩擦表面材料使其脱落下来。
第一节 摩擦和磨损的基本概念
• 按破坏机制可分为：粘着磨损、磨粒磨损、腐 蚀磨损、微动磨损、表面疲劳磨损
• 磨损机制是指在磨损过程中材料是如何从表面 破坏和脱落的，这里包括了磨损过程中接触表 面发生的物理、化学和力学方面的变化、力的 分布、大小和方向及其在表层和次表层发生的 作用、同时还包括磨屑是怎样形成和如何从接 触面脱落的。按磨损机制分类有利于根据不同 破坏类型采取相应的对策。