第2章-机械磨损规律与维修制度-讲话稿.docx

第2章 机械磨损规律与维修制度（讲稿） 第2章 机械磨损规律与维修制度 第1 节 机械零件磨损规律 1机械故障规律 1.1 机械故障规律定义 所谓机械故障规律，是指机械设备投入使用后，故障率与使用时间的关系。 如图1-1所示为典型机器故障率曲线，又称为浴盆曲线。 图1-1 浴盆状故障率函数曲线 1.2 机械故障规律划分 通常把故障率随工作时间的变化分为三段：早期故障期、偶然故障期和磨损故障期。 1.2.1早期故障期 早期故障期是在产品投入工作的初期。早期故障期的时间，一般为产品的保修期。 其特点是：故障率较高，随工作时间的增加呈下降趋势。 产生故障的原因：设计制造质量差、安装不正确、调整不当等，使用者操作和维护失误也会是早期故障率增加。 减少早期故障的措施：排除设计制造缺陷，应用成熟技术，加强薄弱环节，严格工艺规程，减少故障隐患；组装后进行磨合和试运转，精心调试；提高人员素质，减少误操作引起的故障。 1.2.2 偶然故障期 偶然故障期是指在产品在早期故障期之后，磨损故障期之间的时间，是产品的有效寿命期。 其特点是：故障率低且平稳（或有缓慢增加），近似为常数。即机械产品在此期间的任一阶段内发生故障的概率大都相同。 故障产生的原因：一是某些偶然因素造成的，如材料缺陷、操作失误、环境不利因素及产品本身具有薄弱环节等引起的与产品使用时间关系不大的故障；二是一些零件合乎规律的早期损耗引起的故障。 减少偶然故障的措施：从设计制造方面提高产品的固有抗负荷能力，尽量消除各种因素引起的随机误差；降低使用应力，减少各种环境因素的不利影响。 1.2.3 磨损故障期 磨损故障期是从偶然故障期末尾、故障率明显增大的时间开始，并随时间的延续故障率上升得越来越快。 其特点是：设备进入了老年期，故障发生时间的分布函数多为正态型（也有威布尔型），在均值附近故障密度最大。 伴随设备故障率的升高，还会导致输出参数恶化、振动增大、温度升高、出现异响、甚至完全丧失功能 减少磨损故障措施：对磨损零部件进行修理，更换将要失效或已经失效的零部件，恢复设备的规定功能。 2 配合件磨损规律 配合件的典型磨损规律由三个阶段组成，称为劳伦兹曲线。如图1-2所示为轴承配合件的磨损曲线。 图1-2曲轴主轴承配合件的磨损曲线 （a）零件的磨损曲线（b）配合件间隙增长曲线 T1—磨合时期 T2—正常使用时期 可以看出，各阶段都有各自的磨损增长率V(t) 第1阶段是磨合阶段，亦称微观磨合期，新的零件在未磨合以前，表面比较粗糙，在磨合过程中，粗糙表面逐渐变得平滑，形成适合于一定工况下工作的配合表面，因此磨损增长速度逐渐呈单调降低，直至趋向稳定，从而过渡到第2阶段。 第2阶段是稳定磨损的正常工作阶段。在这一阶段磨损速度降到最低，且趋于稳定不变，即v=tg?。磨损量与时间呈线性关系。亦称稳定磨损期。 第3阶段是事故性阶段，亦称故障（失效）磨损期。配合件由于间隙过大，正常润滑条件遭受破坏，直到出现冲击，因此磨损速度急剧增快呈单调增长过程。以至在很短时间内使机器发生故障。 很明显，第2阶段是机器正常工作的有效阶段，它决定了配合件的寿命： 正常工作时间（寿命） 式中，S最大、S初——配合件的最大间隙和初始间隙； tgα——间隙增长率（?m/h）。 零件在稳定磨损正常工作阶段的磨损速度，不仅与工作条件、零件材质、加工精度和装配质量等因素有关，而且还取决于正确的使用和保养。 根据上述劳伦兹曲线，我们可以了解为什么机器需要规定一定的磨合期及加强磨合期保养的必要性。同时也可以说明配合件使用到一定时间，间隙达到S最大时，必须进行修理或更换的道理。 但劳伦兹曲线并不能说明所有的现象，它仅适用于轴颈和轴承类的配合件。如果这类配合件在影响磨损过程不正常因素同时出现时，如磨损表面出现磨料的堆积等，则磨损曲线的第二阶段和第三阶段将难以区分。这属于不正常现象，现代机器要求磨合期尽可能短。因此，机器配合件工作中磨损随时间增长的线性规律应是配合件磨损最主要的典型规律。 第2节 机械极限技术状态 1机械极限状态确定依据 机器，总成及零件的极限状态是机器维修工作中的一项极其主要的技术经济指标，它对机器的使用性能，寿命及维修费用都具有明显的影响，但对于机器总成和零件极限状态的确定是一项极其复杂的工作。 一般来说，这个极限状态可以分为使用极限与允许极限，如图2-1所示。 使用期 使用期 不可使用 可使用 允许极限 保养周期或修理间隔期 使用极限 磨损量 图2-1 机械极限状态 1.1使用极限 使用极限指产品的状态尚未达到损坏或不能工作的状态，但继续使用时可靠性将降低到不能允许的程度，是产品能否正常使用的界限。 如轴承间隙已发展至磨损速度急剧增加的阶段，油泵间隙已达到供