机械零件的常见失效形式及原因

日期:2022-03-10 13:58:08浏览量:2686标签:零件失效失效分析

机械零件由于某些原因丧失工作能力或达不到设计要求性能时,称为失效。机械零件的失效并不是单纯意味着破坏,可归纳为三种情况:完全不能工作;虽然能工作,但性能恶劣,超过规定指标;有严重损伤,失去安全工作能力。

机械零件常见的失效形式

1、断裂 零件在外载荷作用下,某一危险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。由于超载、超温、腐蚀、疲劳、氢脆、蠕变等原因,也可造成零件断裂失效。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。如齿轮表面由于接触疲劳产生麻点剥落而失效等。

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;液体摩擦的滑动轴承只有存在完整的润滑油膜时,才能正常工作。如果这些条件被破坏,将会发生失效。

机械零件的常见失效形式及原因

机械零件失效的原因

引起机械零件失效的因素很多且较为复杂,涉及零件的结构设计、材料选择、材料的加工制造、产品的装配及使用保养等多个方面。

(1)设计不合理:主要是指零件结构和形状不正确或不合理,如零件存在缺口、小圆弧转角、不同形状过渡区等。另一方面是指对零件的工作条件、过载情况估计不足,造成零件实际工作能力不足,致使零件早期失效。

(2)选材不合理:设计中对零件失效的形式判断错误,所选的材料性能不能满足工作条件需要;选材所依据的性能指标不能反映材料对实际失效形式的抗力,选择了错误的材料;所选用的材料质量太差,成分或性能不合格导致不能满足设计要求等都属于选材不合理。

(3)加工工艺不合理:零件的加工工艺不当,可能会产生各种缺陷,导致零件在使用过程中较早地失效。如热加工过程中出现过热、过烧和带状组织;热处理过程中出现脱碳、变形、开裂;冷加工过程出现较深的刀痕、磨削裂纹等。

(4)安装使用不当:装配和安装过程不符合技术要求,如安装时配合过紧、过松,对中不准,固定不稳等都可能导致零件不能正常工作或过早出现失效;此外,使用过程中违章操作、超载、超速、不按时维修和保养等也会造成零件过早出现失效。

总结,机械零件虽然有很多种可能的失效形式。但归纳起来,最主要的原因是由于强度、刚度、耐磨性、温度对工作能力的影响和振动稳定性、可靠性等方面的问题造成的。

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