零件失效形式分析论文

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设备在使用过程中，由于零部件磨损、疲劳或环境造成的变形、腐蚀、老化等原因，使原有性能逐渐降低的现象称为设备劣化。我整理了机械设备维修管理论文，欢迎阅读!

机械设备维修管理

摘要：本文介绍了国内机械设备的常见故障诊断以及维修管理的流程。

关键词：机械设备，故障，维修，诊断，管理

中图分类号： TB486 文献标识码： A

引言

设备在使用过程中，由于零部件磨损、疲劳或环境造成的变形、腐蚀、老化等原因，使原有性能逐渐降低的现象称为设备劣化。机械设备的劣化可以分为使用劣化、自然劣化、灾害劣化。使用劣化是指设备在使用过程中，由于零部件磨损等原因造成的损坏或变形，使机械设备失去本身的性能;自然劣化是指随着时间的流逝材料的老化，或者遭受意外的灾害而加快老化速度的现象;灾害劣化是指由于自然灾害使设备遭受破坏的现象。由于设备不同的零部件的使用寿命都不一样，因此做好设备的故障诊断及维修管理，具有重要的经济意义。

1机械设备维修管理现状及发展趋势

目前，国内企业的机械维修，基本采用的是前苏联的周期计划维修，即定期大、小修。理论上来说，周期计划维修是属于预防维修范畴，在保证设备完好、增加设备的使用寿命方面发挥了积极作用。但是，随着现代工业技术的不断发展，机械工艺性能和安全性能有了很大提高，随之引起的设备维修管理也更趋合理。自上个世纪八十年代以后，预知维修的理论逐步渗透到我国，根据设备运行状态，确定维修时间和维修方式，相比周期计划维修更加先进。预知维修则是特别注重预防检查、监测，既做到了预防，同时还避免了过剩维修。90年代初，我国先后引进了一大批具有世界先进水平的机械设备。这些进口设备除了润滑、保养、清洁和局部检修项目之外，并无大小修项目，并且一般设备都具有机电一体化，技术含量高，结构相对复杂，装配精度极高。若按照传统的维修方法，周期性的拆装，很难使设备的精度恢复到出厂的标准，同时可能在拆装过程中造成不必要的损坏，影响设备发挥原有的性能。因此，有的企业从设备投入使用初期，就采用预知维修代替周期计划维修，后来又根据国内设备新老机型特点不同，采用周期计划维修与状态维修相结合的方式进行设备维修，也取得了良好效果。

2机械设备维修管理的常见问题

对机械设备维修与管理的重视程度不够

机械设备维修与管理是一个系统的过程，涉及到多个环节(采购、使用、改造、更新等)，部分企业比较注重对设备的前期管理，而在设备使用过程中的维修与管理则不太重视，导致实际维修与管理工作出现问题。

维修与管理跟不上

机械设备维修与管理机械的按照计划进行，很容易忽视设备的实际情况，导致机械设备的维修、保养等工作不能满足实际需求，降低了机械设备的使用性能和工作效率。

重修理，不重改造

目前国内大部分企业对于机械设备的态度是“不坏不修”,导致大量设备长期“亚健康”运行，严重的影响了工作的效率和质量。同时对于部分需要改造的设备，迫于改造费用高或者技术要求高等难题导致必要的改造被迫中断。

3机械设备维修的理论指导

3.1机械故障

(1)机械故障的概念

所谓机械故障，就是指机械系统(零件、组件、部件或整台设备乃至一系列的设备组合)已偏离其设备状态而丧失部分或全部功能的现象。

(2)机械故障的类型

根据故障发生的速度分渐发型故障、突发型故障和复合型故障;根据故障后果分参数故障和功能故障;根据故障出现的情况分为已发生的实际故障和未发生的潜在故障;根据故障发生的原因或性质分人为故障和自然故障;根据故障发生的部位分机械故障和电气故障;根据故障发生的频率分常见故障和特殊故障;根据故障来源分设计、制造、使用和检修维护发生的故障等。研究故障类型是为了通过各种故障分析其对设备功能、参数、零部件失效形式的影响，从而在设计，使用中采取相应的改进措施，减少或杜绝类似的故障再次发生。

(3)机械故障的规律

机械设备故障的规律是指机械故障随时间变化而变化的规律。设备的故障率随时间的变化大致可以分3个阶段：早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。

(4)机械故障发生的原因

机械设备故障的原因是多种多样的，总的来说可以分为外部原因和内部原因。外部原因主要有：使用环境原因，如粉尘、气候等因素;设备负荷原因，如负荷超过设计能力、负荷不均等;安装调试问题，如安装调试不当或未达到设计要求等;未按要求维护操作设备，如润滑不良、密封问题、设备使用初期未按要求试车磨合、岗位工错误操作等;上次检修不当，如更换或修复的零件不合要求、装配问题等。内部原因主要有：机械本身设计存在问题、零件制造质量不过关等。

3.2机械零件的失效形式

①断裂。零件在外载荷作用下，某一截面上的应力超过零件的强度极限时，就会造成断裂失效。在变应力作用下，长时间工作的零件容易发生疲劳断裂。零件的断裂失效对机械产品造成的危害最大。

②过大残余变形。零件受载荷作用后发生弹性变形，过度的弹性变形会使零件的机械精度降低，造成较大的振动，引起零件的失效;当作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件会产生塑性变形，甚至发生断裂。在高温、载荷的长期作用下，零件会发生蠕变变形，造成零件的变形失效。

③表面损伤失效。零件在长期工作中，由于磨损、腐蚀、磨蚀、接触疲劳等原因，造成零件尺寸变化超过了允许值而失效，或者由于腐蚀、冲刷、气蚀等而使零件表面损伤失效。

④材质变化失效。由于冶金元素、化学作用、辐射效应、高温长时间作用等引起零件的材质变化，使材料性能降低而发生失效。

⑤破坏正常工作条件而引起的失效。有些零件只有在一定条件下才能正常工作，如带传动，只有当传递的有效圆周力小于临界摩擦力时，才能正常工作。如果这些条件被破坏，将会发生失效。

4机械故障诊断技术

机械故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早期发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。油液监测、振动监测、噪声监测、性能趋势分析和无损探伤等为其主要的诊断技术方式。机械故障诊断技术是20世纪70年代以来，随着电子测量技术、送信号处理技术以及计算机的发展而逐渐形成的一门综合技术。目前我国在一些特定设备的诊断研究方面很有特色，形成了一批自己的监测诊断产品。全国各行业都很重视在关键设备上装备故障诊断系统，特别是智能化的故障诊断专家系统，在电力系统、石化系统、冶金系统、以及高科技产业中的核动力电站、航空部门和载人航天工程等。

机械诊断技术的任务：①弄清引起设备劣化或故障的主要原因②了解设备劣化部位及程度③了解设备的性能、强度、效率等④预测设备的使用寿命。

5机械设备故障维修

机械设备维修前的准备工作很多都是技术性很强的工作，其完善程度、准确性、及时性都会直接影响大修计划进度、维修质量和经济效益。不同企业的设备维修组织和管理分工相应的有所不同，但设备维修前的准备工作内容及过程大致相同。

为了全面深入了解设备劣化的具体情况，在大修前需要安排的停机预检。预检工作由技术人员负责，设备使用部门的机械维修人员参加，并共同承担。预检工作量大小由设备的复杂程度、劣化程度决定，设备越复杂，劣化程度越严重，预检工作量就越大，预检时间也越长。从预检结束到设备维修开始之间的时间间隔不宜过长，否则可能在此期间导致设备的状态加速劣化，致使预检的准确性降低，给维修施工带来困难。

通过预检和分析确定修理方案后，要以修理技术文件的形式做好修理前的技术准备。机械设备修理技术文件有修理技术任务书、修换件明细表、材料明细表、修理工艺和修理质量标准等。这些技术文件是编制修理作业计划，准备备品、配件、材料，校算修理工时与成本，指导修理作业以及检查和验收修理质量的依据，它的正确性和先进性是衡量企业设备维修技术水平的重要标志之一。

结论

做好机械设备维修管理工作，是保证机械设备正常运转的基本条件，对提高企业的经济效益，保证企业持续发展十分重要。

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机械零件的失效都有哪些形式及原因？

疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。机械零件的失效的形式如下：

1、整体断裂。

2、过大的残余变形。

3、零件的表面破坏。

4、破坏正常工作条件引起的失效。

机械零件常见三种类型

1、过量变形失效：零件因变形量过大超过允许范围而造成的失效。它主要包括过量弹性变形、塑性变形和高温下发生的蠕变等失效形式。

2、断裂失效：因零件承载过大或疲劳损伤等原因而导致分离为互不相连的两个或两个以上部分的现象。

3、表面损伤失效：零件工作时由于表面的相对摩擦或受到环境介质的腐蚀在零件表面造成损伤或尺寸变化而引起的失效。它主要包括表面磨损失效、腐蚀失效、表面疲劳失效等形式。

机械零件的失效形式

机械零件 任何机械零件或部件使用一段时间后都要损伤或损坏，其损伤的程度有三种情况：1、零件彻底破坏，不能再使用；如轴断裂。2、严重损伤继续使用不安全；如有裂纹产生、表面磨损。3、虽然还能安全工作，但已达不到预定的作用。 只要发生上面情况中的任何一种都可以认为零件已经失效。对机器零件或部件进行失效分析的目的就是要找出零件破坏的原因，并且提出相应的改进措施。失效分析的结果对于零件的设计、选材、加工及使用都具有很大的指导意义。 零件失效的形式多种多样，按零件的工作条件及失效的宏观表现与规律可分为：变形失效、断裂失效、表面损伤失效等。二、机械零件失效的原因失效原因有多种，在实际生产中，零件失效很少是由于单一因素引起的，往往是几个因素综合作用的结果。归纳起来可分为设计、材料、加工和安装使用四个方面。可能的原因有如下：1、设计原因 一是由于设计的结构和形状不合理导致零件失效，如零件的高应力区存在明显的应力集中源（各种尖角、缺口、过小的过渡圆角等；二是对零件的工作条件估计失误，如对工作中可能的过载估计不足，使设计的零件的承载能力不够。2、材料方面的原因 选材不当是材料方面导致失效的主要原因。最常见的是设计人员仅根据材料的常规性能指标来作出决定，而这些指标根本不能反映出材料所受某种类型失效的搞力；材料本身的缺陷（如缩孔、疏松、气孔、夹杂、微裂纹等）也导致零件失效。3、加工方面原因 由于加工工艺控制不好会造成各种缺陷而引起失效。如热处理工艺控制不当导致过热、脱碳、回火不足等；锻造工艺不良带状组织、过热或过烧现象等；冷加工工艺不良造成光洁度太低，刀痕过深、磨削裂纹等都可导致零件的失效。有些零件加工不当造成的缺陷与零件设计有很大的关系，如热处理时的某些缺陷。零件外形和结构设计不合理会促使热处理缺陷的产生（如变形、开裂）。为避免或减少零件淬火时发生或开裂，设计零件时应注意：截面厚薄不均匀，否则容易在薄避处易开裂；结构对称，尽量采用封闭结构以免发生大的变形；变截面处均匀过渡，防止应力集中。4、安装使用与失效 零件安装时，配合过紧、过松、对中不良、固定不紧等，或操作不当均可造成使用过程中失效。 1、现场调查研究 这是十分关键的一步。尽量仔细收集失效零件的残骸，并拍照记录实况，从而确定重点分析的对象，样品应取自失效的发源部位。2、详细记录并整理失效零件的有关资料，如设计图纸、加工方式及使用情况。3、对所选定的试样进行宏观和微观分析，确定失效的发源点和失效的方式。扫描电镜断口分析确定失效发源地和失效方式；金相分析，确定材料的内部质量。4、测定样品的有关数据：性能测试、组织分析、化学成份分析及无损探伤等。5、断裂力学分析。6、最后综合各方面分析资料作出判断，确定失效的具体原因，提出改进措施，写出分析报告。