机械失效零件修复技术
机械设备修理工艺——失效理论概述
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第三章 失效理论概述
§3.6 老化
老化：机械设备和零部件制造后，在长 期的使用或保管、闲置过程出现精度下降、 性能变坏、价值贬低的现象。 一、老化的分类
1、有形老化：因摩擦磨损、变形、断裂、 腐蚀等作用产生的实物形态变化。
2、无形老化：因技术进步产生的使用价值 降低的现象。
术依据、提供改进措施等。 二、失效分析的基本内容
1、调查检测 2、分析诊断 3、处置与预测
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第三章 失效理论概述
§3.8 失效分析技术简介
三、失效形式的特征及其判断（表3-3） 弹性变形失效、屈服失效、疲劳断裂失
效、腐蚀失效、磨损失效、蠕变失效等。
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第三章 失效理论概述
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第三章 失效理论概述
§3.8 失效分析技术简介
五、失效分析举例 1、带式运输机的托辊轴承； 2、柴油机缸套外圆受到气蚀破坏； 3、转子液压泵的转子与轴套咬死； 4、挖掘机斗齿的磨损失效分析。
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简答题及参考答案
1、故障和失效有何不同？ 答:机器失去正常工作能力称故障。机器零件失去正常工
主要原因：应力超过材料的屈服强度。 1、外载荷——永久变形； 2、温度——屈服强度下降、蠕变（缓慢塑性变 形）、内应力和热应力； 3、内应力——弹性变形，对策：时效处理； 4、结晶缺陷（位错，空位）——金属滑移变形。
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第三章 失效理论概述
§3.2 变形 四、减少变形的措施
1、设计：重视强度、刚度、制造、装配、 使用、拆卸、修理等问题，正确选材。
机械维修技术指导手册
机械维修技术指导手册第一章机械维修基础知识 (2)1.1 机械维修概述 (2)1.2 常用工具与设备 (2)第二章机械故障诊断 (3)2.1 故障诊断方法 (3)2.2 故障诊断实例分析 (3)第三章零部件拆装与更换 (4)3.1 零部件拆装技巧 (4)3.2 零部件更换原则 (5)第四章机械零件修复技术 (5)4.1 零件修复方法 (5)4.2 零件修复工艺 (6)第五章传动系统维修 (7)5.1 传动系统常见故障 (7)5.2 传动系统维修方法 (7)第六章液压系统维修 (8)6.1 液压系统故障诊断 (8)6.2 液压系统维修技巧 (8)第七章电气系统维修 (9)7.1 电气系统故障分析 (9)7.2 电气系统维修方法 (9)第八章机械加工设备维修 (10)8.1 加工设备常见故障 (10)8.2 加工设备维修策略 (11)第九章设备润滑与保养 (12)9.1 润滑系统维护 (12)9.1.1 润滑系统的组成 (12)9.1.2 润滑系统的作用 (12)9.1.3 润滑系统的维护方法 (12)9.2 设备保养方法 (12)9.2.1 设备保养的分类 (12)9.2.2 设备保养的方法 (13)第十章安全防护与处理 (13)10.1 安全防护措施 (13)10.1.1 安全教育与培训 (13)10.1.2 安全设施与设备 (13)10.1.3 安全标识与警示 (13)10.1.4 安全操作规程 (13)10.1.5 应急预案与救援 (14)10.2 处理流程 (14)10.2.1 报告 (14)10.2.2 现场保护 (14)10.2.3 调查 (14)10.2.4 处理 (14)10.2.5 整改措施 (14)10.2.6 总结 (14)第十一章机械维修管理 (14)11.1 维修计划与组织 (14)11.2 维修成本控制 (15)第十二章技术创新与未来发展 (16)12.1 维修技术创新 (16)12.2 维修行业发展趋势 (16)第一章机械维修基础知识1.1 机械维修概述机械维修是指在机械设备出现故障或功能下降时，对其进行检查、诊断、维修和恢复的工作。
4.2刮研及导轨修理工艺
（2）缺点:
工效低，劳动强度大。 但尽管如此，在机械设备修理中，刮研法仍占有 重要地位。
2.刮研工具和检测器具
刮研工作中常用的工具和检测器具有刮刀、平尺、 角尺、平板、角度垫铁、检验棒、检验桥板、水平仪、 光学平直仪（自准直仪）、塞尺和各种量具等。
3、有几个相对位置精度要求的作用面的修理工 艺顺序选择原则 (1)先刮大面，后修小面 如图所示，外圆磨床床身 的工作台导轨和砂轮架导轨，在水平面内要求垂 直。
图 平面磨床床头支架
(4)技术要求较高的作用面先修，技术要求较低的作用面后 修 如图所示，为保证镗床立柱导轨与床身导轨的垂直度要求， 应先将两组导轨修刮好，然后修刮接触点要求较低的立柱与床 身的结合面。
图 镗床床身与立柱
1)大的作用面先刮，例如卧式车床床身导轨 和溜板配合面的配刮。 2)大工件先刮，小工件后配，易搬动、翻 转。 3)刚性好的工件先刮，精度稳定，修配的精 度容易保证。 4)便于用标准工具或机床加工的作用面先修 后刮。
5.内孔刮研
内孔刮研的方法： 如图4a所示，为一种 内孔刮研方法。右手握刀 柄，左手用四指横握刀身。 刮研时右手作半圆转动， 左手顺着内孔方向作后拉 或前推刀杆的螺旋运动。 另一种刮研内孔的方 法如图4b示。刮刀柄搁在 右手臂上，双手握住刀身。 刮研时左右手的动作与前 一种方法一样。
图4 内孔刮研方法
项目四 机械失效零件的修复技术
任务二 刮研技术
主讲：左坤
一 刮研修复
图1 导轨的刮研修复
图2 导轨的刮研修复
贴导轨皮和导轨面的铲刮源自 轴瓦的铲刮轴瓦的铲刮、研磨
1.刮研技术的特点
（1） 优点： 1）可以按照实际使用要求将导轨或工件平面的几 何形状刮成中凹或中凸等各种特殊形状，以解决机械 加工不易解决的问题，消除由一般机械加工所遗留的 误差。 2）刮研是手工作业，不受工件形状、尺寸和位置 的限制。 3）刮研中切削力小，产生热量小，不易引起工件 受力变形和热变形。 4）刮研表面接触点分布均匀，接触精度高，如采 用宽刮法还可以形成油楔，润滑性好，耐磨性高。 5）手工刮研掉的金属层可以小到几微米以下，能 够达到很高的精度要求 。
工程机械的故障检测技术及维修措施
工程机械的故障检测技术及维修措施工程机械在施工现场扮演着非常重要的角色，它能够大大提高施工效率，减少人力成本，但是随着使用时间的增加，工程机械难免会出现各种故障。
对工程机械的故障检测技术及维修措施进行深入了解和掌握，可以有效提高工程机械的使用寿命，保障施工进度，降低维修成本。
本文将针对工程机械的故障检测技术及维修措施进行详细的探讨。
一、故障检测技术1. 视觉检查：对工程机械进行定期的视觉检查非常重要，可以通过观察是否有漏油、松动、变形等情况来判断机械的工作状态，及时发现问题。
2. 听觉检测：通过听机械运转时的声音，可以初步判断机械是否存在异常。
如果听到异常的噪音，需要及时进行排查。
3. 触觉检测：触摸机械表面是否有异常温度，是否有振动，是否有漏油等情况，可以通过触摸来判断机械是否正常运行。
4. 仪器检测：利用各种检测仪器对机械进行全面的检测，比如热像仪、振动计、液压检测仪等，可以更加精准地判断机械是否存在故障。
二、维修措施1. 故障排查：一旦发现机械存在故障，首先要及时进行故障排查，找出故障的根源，明确问题所在。
2. 维修处理：根据故障的具体情况，进行相应的维修处理，比如更换损坏的零部件、修复液压系统等。
3. 定期保养：定期保养是预防机械故障的关键，包括更换润滑油、检查各项管路连接、清洗隔离器等。
4. 专业维修人员：对于一些比较复杂的故障，需要请专业的维修人员进行处理，避免造成更大的损失。
5. 使用原厂配件：维修时要选择原厂配件进行更换，不要使用劣质配件，以免影响机械的性能和使用寿命。
6. 注意安全：在进行维修工作时，一定要严格按照安全操作规程进行，避免因维修操作不当而造成人身伤害。
三、典型故障案例分析1. 液压系统故障：经常会出现液压泄漏、液压缸失效、液压管路损坏等情况，需要及时检查液压系统，找出故障原因，进行相应的维修处理。
2. 电气系统故障：比如发电机故障、电缆老化、电路短路等情况，需要通过仪器检测和专业维修来解决问题。
机械零件失效分析
机械零件失效分析机械零件是构成机械设备的基本组成部分，其质量和性能的好坏直接关系到整个机械设备的可靠性和安全性。
然而，在机械设备的长期运行中，由于各种原因，机械零件可能会出现失效现象。
失效分析是一种通过分析失败机械零件的失效原因来帮助我们改进设计、制造和维修策略的方法。
一、失效类型机械零件的失效类型多种多样，常见的包括疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效、断裂失效等。
疲劳失效是指材料在交变载荷作用下的长期疲劳过程中逐渐出现的损伤。
磨损失效是指机械零件在运行过程中由于与其他零件或外界环境的摩擦而造成的表面磨损。
腐蚀失效是指机械零件由于环境中的化学腐蚀而失效。
断裂失效是指机械零件由于超过其承载能力而发生断裂。
二、失效原因机械零件失效的原因也是多种多样的，常见的有材料问题、设计问题、制造问题、装配问题、使用问题等。
材料问题是指机械零件材料的质量或性能不达标，如含气体、夹杂物、晶粒非均匀等。
设计问题是指机械零件在设计过程中存在结构强度不足、刚度不够的问题。
制造问题是指机械零件在加工过程中存在加工质量不合格、工艺控制不严等问题。
装配问题是指机械零件在装配过程中存在装配不当、配合间隙设计不合理等问题。
使用问题是指机械零件在使用过程中存在操作不当、润滑不足等问题。
三、失效分析方法失效分析是通过分析失效零件的失效样品、现场情况以及相关维修记录来查找失效原因。
常用的失效分析方法包括物理分析、化学分析、力学分析、金相分析等。
物理分析是通过观察失效零件的外部形态和内部结构来判断失效形式。
化学分析是通过对失效零件进行化学成分分析以及腐蚀产物分析来判断失效原因。
力学分析是通过对失效零件进行力学性能测试以及有限元分析等方法来判断失效原因。
金相分析是通过对失效零件进行金相组织观察以及晶体学分析等方法来判断失效原因。
四、失效分析结果的应用失效分析的最终目的是为了指导我们改进机械零件的设计、制造和维修策略，提高机械设备的可靠性和安全性。
机械设备故障维修指南
机械设备故障维修指南引言：机械设备的故障维修是一个重要的工作，它直接关系到生产效率和设备寿命。
在工作中经常会遇到各种各样的故障，有时候是大问题，有时候只是一些小故障。
本文将为大家介绍一些常见的机械设备故障及应对措施，以便能够更好地进行故障维修。
一、电机故障：1.电机无反应：可能原因：电源问题、接线断路、电机继电器故障；应对措施：检查电源、检查接线、更换电机继电器。
2.电机声音异常：可能原因：轴承磨损、电机内部杂音；应对措施：润滑轴承、更换轴承、更换电机。
3.电机发热过高：可能原因：电机负载过重、轴承问题、绝缘老化等；应对措施：减小负载、更换轴承、更换绝缘材料。
二、传动部分故障：1.皮带松动或滑动：可能原因：皮带松紧不当、皮带老化；应对措施：调整皮带松紧程度、更换皮带。
2.链条卡住：可能原因：链条润滑不良、链条松紧程度不当；应对措施：润滑链条、调整链条松紧。
3.齿轮间隙过大：可能原因：齿轮磨损、配合间隙不当；应对措施：更换齿轮、调整配合间隙。
三、液压系统故障：1.液压泵噪音大：可能原因：液压泵进气阀不良、油泵轴承损坏；应对措施：更换液压泵进气阀、更换液压泵轴承。
2.油液污染：可能原因：油液老化、外部进入杂质；应对措施：更换油液、加装滤清器。
3.液压缸运动异常：可能原因：密封圈磨损、液压缸内部泄漏；应对措施：更换密封圈、检修液压缸。
四、控制部分故障：1.控制电路断路：可能原因：电线短路、开关故障；应对措施：检查电路、更换电线或开关。
2.控制板损坏：可能原因：电路板老化、元件损坏；应对措施：更换电路板、更换元件。
3.控制仪器故障：可能原因：传感器故障、显示屏不正常；应对措施：更换传感器、更换显示屏。
五、其他故障：1.设备漏水：可能原因：管道连接不牢固、密封件老化；应对措施：检查管道连接、更换密封件。
2.设备抖动：可能原因：地脚螺栓松动、设备基座不稳；应对措施：拧紧螺栓、加固基座。
3.设备过热：可能原因：冷却系统故障、设备负载过重；应对措施：检查冷却系统、减小负载。
零件修复方法.pptx
分层施焊法
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• 工件较厚时 采用；用较 细的焊条、 较小的电流， 使后焊的一 层对先焊的 一层有退火 软化的作用。
趁热锤击 每焊完一段后，应趁热开始锤击焊缝，直到温度
下降到40℃~60℃时为止。然后再焊下一段。目的 是消除焊接应力，砸实气孔，提高焊缝的致密性。
磨损或损坏部分翻转一定角度，利用 零件未磨损部位恢复零件的工作能力 的一种修复方法。
转向和翻转修理法常用来修复 磨损的键槽、螺栓孔和飞轮齿圈等。 （应用受到结构条件限制）
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二、焊接修复法
定义：焊接修复法修复零件是借助于电弧或 气体火焰产生的热量，将基体金属及焊丝金属 熔化和熔合，使焊丝金属填补在零件上，以填 补零件的磨损和恢复零件的完整。
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施焊：
采取小电流、分层、分段、趁热锤击，以减少焊接 应力和变形，并限制母材金属成分对焊缝的影响。
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小电流
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• 基本原则 是在保证 焊透的前 提下尽量 选择小电 流。
Hale Waihona Puke 分段施焊法第34页/共88页
• 在焊接过 程中为了 减小焊补 区与整体 之间的温 差，相应 减少焊接 时的应力 和变形；
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2·其它堆焊修复法 像蒸气保护下振动堆焊、二氧化碳
气体保护焊及埋弧焊的原理与振动堆焊 相同，只不过是为了改善焊层的性能， 减少焊层的气孔、裂纹和夹碴，堆焊过 程是在气体或焊剂保护下的一种振动堆 焊；
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二氧化碳保护焊
• 堆焊时电弧区和熔 化区由二氧化碳气 流保护，防止大气 中的氧气进入。
机械零件修复技术
四、换位修理法
➢ 换位修理法是将零件的磨损(或损坏)部分翻转过一定角度， 利用零件未磨损(或未损坏)的部位来恢复零件的工作能力。 这种方法只是改变磨损或损坏部分的位置，不修复磨损表 面。
➢ 对履带式机械的驱动轮，经常采用两种换位修理 法；一种是在驱动轮一面磨损大(前进方向)，一 面磨损小的情况下，将左右驱动轮互换安装；另 一种是若驱动轮是偶数齿，而履带链轨节距恰等 于两个齿距时，驱动轮只有一半轮齿工作，当这 一半轮齿磨损严重时，可将驱动轮相对转过—个 齿距，使另一半轮齿进入工作，以延长其使用寿 命。
电焊是利用电弧的热能，以焊条为填充金属材 料，使欲焊接的金属零件部位处于熔化状态的 焊接方法。
➢ 2 ．气焊 气焊所用的火焰(焊接热源)是由可燃气 体与氧混合燃烧而成的。
➢ 3 ．钎焊
钎焊是利用氧乙炔焰或汽油喷灯等的热能将欲焊接工 件的两个接头中间的钎料熔化(一般钎料的熔点温度比 母材的要低10℃以下)。待冷凝后将钎焊接头连接在一 起的焊接方法。
(四)零件的平衡
➢ 工程机械上有许多高速旋转的零件，为了减少振 动，都要经过平衡。但是，零件在使用过程中， 由于变形、磨损、松旷改变了原来的平衡状态； 在修理过程中，由于堆焊、喷涂、机械加工等， 又会引起新的不平衡：这种不平衡，将使零件在 运动中产生附加载荷，振动及噪音等，甚至造成 断裂等事故。
➢ 修复对平衡有要求的零件，需按规定的条件进行 平衡试验，保证其不平衡值在允许的范围内，以 免造成零件和机构的早期损坏。
二、修理尺寸法
➢ 修理尺寸法是利用机械加工除去待修配零件中磨损零件表 面的一部分，使零件具有正确的几何形状、表面粗糙度和 新的尺寸(这个新尺寸对外圆柱面来说，比原来名义尺寸 小，对孔来说比原来名义尺寸大)，而另一零件则换用相 应尺寸的新件或修复好的磨损配合件，使它们恢复到原有 的配合性质，保证原有配合关系不变的修理方法。配合件 的这一新尺寸，称之为修理尺寸。
机械零部件的修复技术
2．自动堆焊
自动堆焊与手 工堆焊相比，具有 堆焊层质量好、生 产效率高、成本低、 劳动条件好等优点， 但需专用的焊接设 备。
任务四 热喷涂修复法
定义：用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态， 同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形 成一层覆盖层的过程称为喷涂。将喷涂层继续加热，使之达到 熔融状态而与基体形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊 或喷熔。这两种工艺总称为热喷涂。
（3）加热减应焊 选择零件的适当部位进行加热使之膨胀， 然后对零件的损坏处补焊，以减少焊接应力与变形，这个部位 就叫做减应区，这种方法就叫做加热减应区补焊法。
2． 冷焊工艺
铸铁冷焊多采用手工电弧焊，其工艺过程简要介绍如下：
（1）焊前准备 先将焊接部位彻底清整干净，对于未完 全断开的工件要找出全部裂纹及端点位置，钻出止裂孔。
为了提高焊修可靠性，可拧入螺栓以加强焊缝，如图3–18 所示。用紫铜或石墨模芯可焊后不加工，难焊的齿形按样板加 工。大型厚壁铸件可加热扣合件，扣合件热压后焊死在工件上， 再补焊裂纹，如图3–19所示。还可焊接加强板，加强板先用锥 销或螺栓销固定，再焊牢固，如图3–20所示。
…
图3–18 焊修实例 a)齿轮轮齿的焊接修复 b)螺栓孔缺口的焊补
农业机械零件断裂失效的类型及改进措施
农业机械零件断裂失效的类型及改进措施张丽霞【摘要】本文就农业机械零件常见的失效形式之一断裂失效的类型及改进措施进行了阐述.【期刊名称】《农业科技与信息》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】3页(P60-62)【关键词】金属零件;断裂;改进措施【作者】张丽霞【作者单位】甘肃畜牧工程职业技术学院,甘肃武威733006【正文语种】中文【中图分类】S232断裂是指金属零件受外界因素影响，发生局部裂开或分裂为若干部分的现象。
断裂是金属零件失效的主要形式之一，零件断裂后不仅完全丧失了工作能力，而且还可能造成重大经济损失和伤亡事故。
因此，金属零件断裂失效问题已成为工程界当今的一个热门研究课题。
1 断裂的类型根据零件断裂的原因可将断裂分为脆性断裂、疲劳断裂、过载断裂等。
1.1 脆性断裂零件不经历塑性变形而突然断裂的失效叫脆性断裂。
脆性断裂前无任何征兆，断裂的发生具有突然性，是一种非常危险的机械失效形式。
金属零件因为不合理的制造工艺、有害介质的侵蚀、温度不适等都可以使材料变脆，使其发生突然断裂。
例如氢或氢化物渗入金属材料内部可导致“氢脆”；与氯离子渗入奥氏体不锈钢中可导致“氯脆”；硝酸根离子渗入钢材中可出现“硝脆”；与碱性物接触的钢材可能出现“碱脆”；与氨接触的铜质零件可发生“氨脆”等。
此外，在10～15℃以下，中低强度的碳钢易因温度稍偏高而过烧，出现严重脆性。
金属脆性断裂的危害性很大，其危害程度仅次于疲劳断裂。
脆性断裂的主要特征：一是金属材料发生脆性断裂时，一般工作应力不大于材料的屈服应力，所以脆性断裂又称为低应力脆断；二是脆性断裂的断口平整光亮，没有或只有微小的屈服及减薄（颈缩）现象，表现为冰糖状结晶颗粒；三是断裂前无征兆，断裂是瞬时发生的。
脆性断裂中较有代表性是氢脆断裂，脆性断裂的特征是断口上有白点，白点外围有放射状的撕裂纹。
氢脆断裂是工程中的一种比较普遍的现象，其产生的原因有以下3种：一是氢压断裂。
机械零件失效形式及其对策零件的断裂及其对策
学习内容
一、零件断裂的类型 1、按零件断裂后的自然表面(断口的宏观形态特 征)分类。 1)延性断裂。 延性断裂又称为塑性断裂或韧性断裂。零件 在外力作用下首先产生弹性变形，当外力引起 的应力超过弹性极限时即发生塑性变形，外力 继续增加，应力超过抗拉强度时发生塑性变形服强度前，没有或 只有少量的塑性变形， 多为沿晶界扩展而突然 发生，又称晶界断裂。它的断口呈结晶状，常 有人字纹或放射花样，平滑而光亮，且与正应 力垂直，称解理面，因此这种断裂也称解理断 裂。它多见于体心立方、密排六方的金属及其 合金。低温、应力集中、冲击、晶粒粗大和脆 性材料均有利于发生解理断裂。由于这种裂纹 扩展速率快，容易造成严重的破坏事故。。
由于材料与某种特殊环境相互作用而引起的 具有一定环境特征的断裂方式称为环境断裂， 主要有应力腐蚀断裂、氢脆断裂、高温蠕变断 裂、腐蚀疲劳断裂及冷脆断裂等形式。 二、减少或消除机械零件断裂的对策 1、设计 在金属结构设计上要合理，尽可能减少或避 免应力集中，合理选择材料。 2、工艺 采用合理的工艺的结构，注意消除残余应力， 严格控制热处理工艺。 3、使用 按设备说明书操作、使用机电设备，杜绝超 载使用机电设备。
2)疲劳断裂。 经历反复多次的应力作用或能量负荷循环后 才发生断裂的现象叫作 疲劳断裂。疲劳断裂占 整个断裂的80% ----90%，它的类型很多，包括 拉压疲劳、弯曲疲劳、接触疲劳、扭转疲劳、 振动疲劳等。 疲劳又根据循环次数的多少分高周和低周疲 劳。高周疲劳通常简称为疲劳，又称为应力疲 劳，是指机械零件断裂前在低应力(低于材料的 屈服强度甚至弹性极限)下，所经历的应力循环 周次数多(一般大于105 )的疲劳，是一种常见 的疲劳破坏。 例如曲轴、汽车后桥半轴、弹簧等零部件的 失效一般均属于高周疲劳破坏。
机械零件的失效与强化
腐蚀疲劳
腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。这种 由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低，称为腐蚀疲劳。 疲劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲 劳极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。而腐蚀疲 劳却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的.
影响材料腐蚀疲劳的因素主要有应力交变速度、介质温度、介 质成分、材料尺寸、加工和热处理等。增加载荷循环速度、降 低介质的PH值或升高介质的温度，都会使腐蚀疲劳强度下降。 材料表面的损伤或较低的粗糙度所产生的应力集中，会使疲劳 极限下降，从而也会降低疲劳强度.
第八章 机械零件的失效与强化
第一节 零件的失效形式与分析方法
机械零件的失效：零件在使用过程中由于某种原因而丧失原 设计功能的现象。 失效分析的任务：找出失效的主要原因，制订改进措施，对 零件进行强化和韧化处理，提高零件的使用寿命。 零件失效有三种形式，即过量变形、断裂和表面损伤失效。
一、过量变形失效
细晶强化不但可提高强度，还可改善塑性和韧性。
4. 第二相强化
第二相强化是指利用合金中存在的第二相进行强化的现象。其 机理与第二相的形态、数量及在基体上的分布方式有关。
（1）弥散强化 材料通过基体中分布有细小、弥散的第二
相质点而产生强化的方法，称为分散强化。强化实质是第二 相质点与位错的交互作用，阻碍位错运动。
1. 过量弹性变形失效
2. 过量塑性变形失效
3. 蠕变变形失效
1. 过量弹性变形失效 零件由于产生过大的弹性变形而失效，称为弹性变形失效。 例如对于受弯扭的轴类零件，其过大变形量会造成轴上啮合 零件（齿轮）的严重偏载甚至啮合失常，进而导致传动失效。 2. 过量塑性变形失效 零件承受的应力超过其材料的屈服强度时发生塑性变形，过 量的塑性变形会使零件的相对位置发生变化，使整个机器运 转不良。变速器中齿轮的齿形发生过量塑变造成啮合不良、产生振动
钻井机械设备失效原因及修复技术
中国石油
四、绞车
钻井绞车主要失效原因及修复关键技术
1、各轴疲劳裂纹或弯曲
1、轴弯曲变形大于1mm或有裂纹 、断裂应换新
钻井 绞车轴
2、轴键槽磨损超过公差值，应 加宽或重新开槽使用
3、轴径配合处磨损小于0.15mm， 涂 抹 乐 泰 609 或 680 胶 ， 大 于 0.15mm更换新轴
中国石油
中国石油
三、水龙头
3.2、冲管总成的失效及修复
冲管更换 步骤
1 取下冲管卡簧取下上盘根盒，抽出冲 管，卸掉黄油嘴拿下下压盖。
2 将上下盘根盒里的密封圈、压套、隔 环、盘根取出,清洗干净。
3 新冲管、新盘根、隔环、上下盘根盒 内涂上黄油。
4 按先后顺序将盘根装入隔环，隔环装 入上下盘根盒，下盘根盒的密封压套用 螺钉固定。
中国石油
二、大钩
• 制动装置：由制动轮（17-6）、制 动轮轴（17-3）、掣子（17-7）、掣子 轴（17-1）、弹簧（17-2）和（17-4） 、壳体（17-5）等零件组成。它可在八 个均称的任一位置把钩身锁住，当把制 动轮轴（“止”端）的手把向下压时， 制动轮就嵌入大钩锁环的凹槽内，使钩 身不能转动；当把制动轮轴（“开”端 ）的手把向下压时，制动轮就脱出锁环 的凹槽并被掣子锁住，钩身就可任意转 动。制动装置用操作杆操作，此杆也用 来操作安全销体的掣子（9），以打开 安全锁体（11）。
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二、大钩
主要失效原因及修复关键技术
制动装置失效
制动装 置转动 不灵活 ，更换 新制动 装置
制动装 置处漏 油，更 换O型 圈
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三、水龙头
• 1 、功用：提升、旋转、循环。 • 2、结构
a、固定部分：壳体、提环、上盖 下盖、鹅颈管、提环和提环销六部分组成；
1.1机械零件的失效
机械零件的失效
零件的变形 一个结构或零件，特别是基础零件在外加载荷的 作用下发生变形，将导致零部件之间相互位置精度遭 到破坏，影响各组成零件的相互关系。据估算，变形 对零部件寿命的影响在30%左右。对于金属切削机床 类设备，由于精度要求较高，变形的影响就更加突出。 在修理实践中发现，修理质量低、大修周期短的一个 重要原因就是零部件的变形。
项目一 机械设备修理的 基础知识
任务一 机械零件的失效
主讲：左 坤
机械零件失效
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。当设备的零部件 失效时，就意味着设备处于故障状态。 机器发生故障后，其技术经济指标部分或全 部下降而达不到预定要求，如功率下降、精度降 低、出现不正常的声响等。
零件表层会发生塑性变形和冷作硬化，因而产生内应力，引起
变形。
(3)操作使用 工程机械、矿山机械、冶金设备、锻压设备及其他热加工机械 设备等，在较恶劣的工况下工作，其个别零部件在极限载荷或超载 荷的情况下运行，高温导致零部件屈服强度降低，从而使零部件产 生变形。 (4)修理质量 在设备修理过程中，如果不考虑被修零件已经变形，常常会造 成零件更大的变形或增加变形的危害。
减少或消除零件蚀损的对策
1.正确选材（耐蚀材料塑料替代金属） 2.合理设计 3.覆盖保护层（镍、烙、锌、涂装、氧化、渗氮）
4.电化学保护(用活泼金属对零件阴极保护条件
4.机械零件的磨损及其对策
相接触的物体相互移动时发生阻力
零 件 的 磨 损
的现象称为摩擦。相对运动零件的摩擦
１.安全可靠性 2.准确性 3.经济性 4.可能性 5. 时间性
6、确定零件修换应考虑的因素
维修技术
(机电设备诊断与维修技术)机械零件修复技术失效的机械零件大部分都可以修复，尤其是磨损失效的零件，可以采用堆焊、热喷涂和喷焊、电刷镀等表面技术，不仅使修复后的机械零件满足使用的技术要求，而且还能提高零件的某些性能，如耐磨性、耐腐蚀性等。
对于机械设备的基础件，如机身、机架等大型铸件产生裂纹，可针对性地采用金属扣合技术进行修复。
焊接修复技术焊接技术用于修复零件使其恢复尺寸与形状或修复裂纹与断裂时称为补焊；用于恢复零件尺寸、形状，并赋予零件表面以某些特殊性能的熔敷金属时称为堆焊。
补焊和堆焊在机械零件的修复技术方法中占有重要的地位，其突出的优点是：结合强度高，可修复磨损失效零件；可以焊补裂纹与断裂、局部损伤；可以用于校正形状。
由于焊修质量高、效率高、设备成本低、便于现场抢修等特点，应用十分广泛。
但由于补焊和堆焊时对零件的局部不均匀的加热使零件产生内应力和变形，所以一般不宜于修复较高精度、细长和薄壳类零件。
焊接时产生的气孔、夹渣等对焊缝强度和密封性都有影响，焊接时产生裂纹也是焊接中需注意的重点。
此外，焊接还要受到零件焊接性的影响。
所以，焊接的应用也受到一定的影响。
随着焊接技术的发展和采取相应的工艺措施，它的缺点大部分可以克服。
补焊1.钢制零件的补焊机械零件补焊比钢结构焊接困难。
由于机械零件多为承载件，除对其材料有物理性能和化学成分要求外，还有尺寸精度和形位精度要求。
在焊修时，还要考虑材料的焊接性以及焊后的加工性要求。
加之零件损伤多是局部损伤，焊修时要保持未损伤部位的精度和物理、化学性能，焊修后的部位要保持设计规定的精度和材料性能。
由于电弧焊能量集中、效率高，能减少对母材组织的影响和零件的热变形，涂药焊条品种多，容易使焊缝性能与母材接近，所以是目前应用最广泛的方法。
为了保证焊修质量，焊接工艺措施要合理。
(1)低碳钢零件低碳钢零件，由于可焊性良好，补焊时一般不需要采取特殊的工艺措施。
(2)中、高碳钢零件中、高碳钢零件，由于钢中含碳量的增高，焊接接头处容易产生焊缝内的热裂纹、热影响区内由于冷却速度快而产生低塑性淬硬组织引起的冷裂纹，焊缝根部主要由于氢的渗入而引起的氢致裂纹等。
机械零件修复技术
机械零件修复技术选择机械零件修复技术的原则：技术合理，经济性好、生产可行第一节机械修复技术机械修复技术：利用切削加工、机械连接和机械变形等各种机械方法，使失效的机械零件得以恢复的方法。
常用的机械修复技术：修理尺寸法、镶装零件法。
局部换修法和金属扣合法一、修理尺寸法修理尺寸法：将损坏的零件进行整修，使其几何形状尺寸发生改变，同时配以相应改变了的配件，以达到所规定的配合技术参数。
轴颈表面和内孔表面因多种原因常发生不均匀磨损,产生椭圆度。
在修复这些零件时,对这类配合副中的主要件,不考虑原来的名义尺寸,采用切削加工方法(如车、镗等)切去不均匀磨损部分,恢复其原来的形状公差和表面粗糙度,与此配合的零件按新尺寸配做，保证原有配合性质不变。
例如：气缸磨损后，可以按修理尺寸镗磨直径加大0.25、0.5、0.75、1.0或1.25毫米，同时配用相应加大尺寸的活塞和活塞环等三、局部换修法局部换修法：有些零件，在使用过程中只有某个部位磨损严重，而其他部位尚好。
这种情况下，可以将严重磨损的部位切除，重新制作，然后用机械连接、焊接或粘接等方法固定在原来的位置，使零件得以修复的方法。
也包括调头转向法和紧固零件移位法四、金属扣合法金属扣合法：是指利用金属扣件（波形键）的塑性变形达到修复铸铁机件裂纹或断裂的方法。
也称为冷铆修复法。
（裂纹或断裂）常用的金属扣合法有强固扣合法、强密扣合法、加强扣合法和热扣合法。
四、金属扣合法1.强固扣合法操作：先在垂直于裂纹方向或折断面的方向上，按要求加工出具有一定形状和尺寸的波形槽，然后将用高强度合金材料制成的波形键（形状、尺寸与波形槽相吻合）嵌入槽中，并在常温下铆击使之产生塑性变形而充满整个槽腔，这样由于波形键的凸缘与槽的凹洼相互紧密的扣合，将开裂的两部分牢固地连接成一体。
适用范围：修复壁厚8~40mm的、一般强度要求的机件。
2. 强密扣合法操作：先用强固扣合法将产生裂纹或折断面的零件连接成一个牢固的整体，然后按一定的顺序在断裂线的全长上加工出缀缝栓孔，保证裂纹全部由缀缝栓填充，形成一条密封的金属隔离带，起到防渗漏的作用。
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任务一 零件修复工艺概述
序号 1 2 3 4
表4-3 轴的修复工艺选择
零件磨损部分
滑动轴承的轴颈及 外圆柱面
修理方法
达到标称尺寸
镀铬、镀铁、金属 喷涂、堆焊并加工至 标称尺寸
达到修配尺寸
车削或磨削提高几 何形状精度
装滚动轴承的轴颈 及静配合面
镀铬、镀铁、堆焊、 滚花、化学镀铜 （0．05mm以下）
尺寸，而采用切削加工和其他加工方法恢复其磨损部位的形状精度、位 置精度、表面粗糙度和其他技术条件，从而获得一个新尺寸（这个新尺 寸，对轴来说比原来标称尺寸小，对孔来说则比原来标称尺寸大），称 为修理尺寸，而与此相配合的另一个较简单的零件则按相应尺寸制作新 件或修复，保证原有的配合性质不变，这种方法便称为修理尺寸法。修 理尺寸法实质上是修复中解尺寸链的方法。 二、机械修复法
+
形
+
+
11
金属扣
+
合
任务一 零件修复工艺概述
图4-2 几种主要修复工艺能达到的修补层厚度 1—镀铬 2—滚花 3—钎焊 4—振动电弧堆焊 5—手工电弧堆焊 6—镀铁 7—粘补 8—熔剂层下
电弧堆焊 9—金属喷涂 10—镶加零件
任务一 零件修复工艺概述
(2)各种修复工艺能达到的修补层厚度 不同零件需要的修复层厚度不 一样。 (3)被修零件构造对工艺选择的影响 例如轴上螺纹损坏时可车成直径 小一级的螺纹，但要考虑拧入螺母是否受到临近轴径尺寸较大的限制。 (4)零件修理后的强度 修补层的强度，修补层与零件的结合强度，以 及零件修理后的强度，是修理质量的重要指标。
校直后车削螺 纹进行稳化处理、 另配螺母；轴颈 部分车削或磨削
拨叉侧面磨损 铜焊、堆焊后 加工
任务一 零件修复工艺概述
表4-6 其他典型零件的修复工艺选择
4
楔铁
滑动面磨损
铜焊接长、粘 接及钎焊巴氏合 金、镀铁
5
活塞
外径磨损，镗 移位、车活塞 喷涂金属，着
缸后与气缸的间 环槽
力部分浇铸巴氏
隙增大、活塞环
任务一 零件修复工艺概述
表4-2 各种修补层的力学性能
序号
1 2 3
修 理 工 艺 修补层本身 修补层与45 零件修理后 硬 度
抗拉强度
钢的结合强 疲劳强
/N·m
度
度降低的百
/N·m
分数
（%）
镀铬 低温镀铁
手工电弧堆 焊
400~600 300~450
300 450 300~450
25~30 25~30 36~40
加工修整几何形状
10
一端损坏
切削损坏的一段，
焊接一段，加工至标
称尺寸
11
弯曲
校正并进行低温稳
化处理
任务一 零件修复工艺概述
序号 1 2 3
4 5 6
表4-4 孔的修复工艺选择
零件磨损部分 孔径
键槽 螺纹孔
修理方法
达到标称尺寸
达到修配尺寸
镶套、堆焊、电镀、 镗孔 粘补
堆焊处理，转位另 插键槽
加宽键槽
2 3 4 5
表4-5 齿轮的修复工艺选择
零件磨损部分 轮齿
齿角 孔径 键槽 离合器爪
修理方法
达到标称尺寸
达到修配尺寸
利用花键孔，镶新 大齿轮加工成负变 轮圈插齿；齿轮局部 位齿轮（硬度低，可 断裂，堆焊加工成形； 加工者） 内孔镀铁后磨
对称形状的齿轮调 头倒角使用；堆焊齿 角后加工
锉磨齿角
镶套、镀铬、镀镍、 磨孔配轴 镀铁、堆焊
600~1000HV 45~65HRC 210~420HBS
任务一 零件修复工艺概述
(5)修复工艺过程对零件物理性能的影响 修补层物理性能，如硬度、 加工性、耐磨性及密实性等，在选择修复工艺时必须考虑。 (6)修复工艺对零件精度的影响 对精度有一定要求的零件，主要考虑 修复中的受热变形。 (7)从经济性上加以考虑 如一些易加工的简单零件，有时修复还不如 更换经济。
合金，按分级修
槽磨宽
理尺寸车宽活塞
环槽
6
阀座
阀汽结合面磨
损
车削及研磨结 合面
7
制动轮
轮面磨损
堆焊后加工
车削至较小尺
寸
任务一 零件修复工艺概述
表4-6 其他典型零件的修复工艺选择
8
杠杆及连杆
孔磨损
镶套、堆焊、 扩孔
焊堵后重新加工
孔
任务二 零件的修复工艺
一、修理尺寸法与零件修复中的机械加工 对机械设备的动配合副中较复杂的零件修理时可不考虑原来的标称
堆焊加工或转位另 开键槽
加宽键槽、另配键
堆焊后加工
任务一 零件修复工艺概述
序号 1 2
3
表4-6 其他典型零件的修复工艺选择
零件名称 导轨、滑板 丝杠
滑移拨叉
磨损部分 滑动面研伤
修理方法
达到标称尺寸
粘补或镶板后 加工
达到修配尺寸
电弧冷焊补、 钎焊、粘补、刮、 磨削
螺纹磨损，轴 颈磨损
调头使用；切 除损坏的非螺纹 部分，焊接一段 后重新车削；堆 焊轴颈后加工
用来修复机械零件的工艺很多，如图4⁃1所示，是较普遍使用的修 复零件尺寸的修理工艺。
任务一 零件修复工艺概述
图4-1 零件的修复工艺
(1)修复工艺对零件材质的适应性 任何一种修复工艺都不能完全适应 各种材料。
任务一 零件修复工艺概述
表4-1 各种修复工艺对常用材料的适应性
序
修 理 低碳钢 中碳钢 高碳钢 合金 不锈钢 灰铸铁 铜合金 铝
镶螺纹套，可改变 零件位置，转位重新 钻孔
加大螺纹孔至大一 级的螺纹
圆锥孔
镗孔后镶套
刮研或磨削修整形 状
销孔
移位重新钻、铰销 孔
铰孔
凹坑、球面窝及小槽 铣削概述
表4-4 孔的修复工艺选择
7
平面组成的导槽
镶垫板、堆焊、粘 加大槽形
补
任务一 零件修复工艺概述
序号 1
轴上键槽 花键
堆焊修理键槽，转 键槽加宽，不大于
位重新铣削键槽
原宽度的，重新配键
堆焊重新铣削或镀 铁后磨削（最好用振 动焊）
任务一 零件修复工艺概述
表4-3 轴的修复工艺选择
5
轴上螺纹
堆焊，重新车削螺 车成小一级螺纹
纹
6
外圆锥面
磨到较小尺寸
7
圆锥孔
磨到较大尺寸
8
轴上销孔
较大一些
9
扁头、方头及球面 堆焊
机械设备修理工艺学
主编晏初宏
模块四 机械失效零件的修复技术
任务一 零件修复工艺概述 任务二 零件的修复工艺 任务三 刮 研 技 术
任务一 零件修复工艺概述
一、零件修复的优点 修复失效零件主要有以下一些优点：
1)减少备件储备，从而减少资金的占用，能起到节约的效果。 2)减少更换件制造，有利于缩短设备停修时间，提高设备利用率。 3)减少制造工时，节约原材料，大大降低修理费用。 4)利用新技术修复旧件还可提高零件的某些性能，延长零件使用寿命。 二、修复工艺的选择
号
工艺
结构钢
1
镀铬 +
+
+
+
+
+
2
镀铁 +
+
+
+
+
+
3
气焊 +
+
+
-
4
手工电 +
+
-
弧堆焊
+
+
-
5
焊剂层 +
+
下电弧
堆焊
6
振动电 +
+
+
+
+
-
弧堆焊
7
钎焊 +
+
+
+
+
+
+
-
任务一 零件修复工艺概述
表4-1 各种修复工艺对常用材料的适应性
8
金属喷 +
+
+
+
+
+
+
+
涂
9
塑料粘 +
+
+
+
+
+
+
+
补
10
塑性变 +