机电设备故障及零部件失效机理.ppt

机电设备维修技术 第一节 概论 发动机发动不起来，机床运转不平稳，汽车刹车失灵等等现象都是机械故障的表现形式。 关于失效的基本概念 1、零件（构件）的功能 （1）在一定的压力、温度、介质下，保持规定的形状和尺寸； （2）实现规定的机械运动； （3）传递力和能。 2、失效的定义和形式 定义: 零件失去设计所要求的效能（功能）称为失效。 常见的失效形式：磨损、腐蚀、过量变形、断裂 第一节 概论 对故障进行研究时，要注意一下几个问题： 故障状况随规定对象的变化而不同。 故障状况是针对规定功能而言的。 故障状况应达到一定的程度。 二、故障的分类 机械故障可以从不同角度来进行分类，不同的分类方法反映了机械故障的不同侧面，对机械故障进行分类的目的是为了更好地针对不同的故障形式采取相应的对策，以下是各种故障分类方法。 三、故障的规律 三、故障的规律 三、故障的规律 三、故障的规律 三、故障的规律 三、故障的规律 从概率的概念出发，由概率理论可知，故障概率的分布是其密度函数f(t)积累函数，即故障发生的时间比率，或单位时间内发生的故障的概率。它是单调增函数。故障概率可用公式表示： 式中F(t)-----故障概率 f(t)-----故障概率分布密度函数 t-----时间 当t=∞ 时，即 故障概率又叫累计故障概率；其密度函数f(t)又叫单位时间内发生故障的概率。 有： 三、故障的规律 三、故障的规律 三、故障的规律 故障率 瞬时故障率——产品在某一瞬时t的单位时间内发生故障的概率 平均故障率——产品在某一段时间内单位时间发生故障的概率 平均故障间隔时间（MTBF）——可修复设备在相邻两次故障间隔内正常工作的平均时间。 三、故障的规律 三、故障的规律 三、故障的规律 ◆ 例：某产品MTBF=16万h≈18年 λ=1/MTBF=1/18=5.5% 即：某产品1年内平均1000太设备有55台会出故障。 三、故障的规律 故障率曲线 大多数故障出现的时间和频率与机电设备的使用时间有密切联系。通过工程实践和实验表明，机电设备的故障率变化可分为以下三种类型： 1）早期故障期 2）随机故障期 3）损耗故障期 早期故障期 特点：故障率较高，但故障随设备工作时间的增加而迅速下降。 早期故障一般是由于设计、制造、检验或装配中存在缺陷而导致的。设备进行大修或改造后，早期故障会再次出现。 通过运转磨合、检查、排除故障等手段可使其缺陷逐步消除，运转趋于正常，从而实现逐渐减少这类故障的目的。 随机故障期 特点：故障率低而且稳定，近似为常数。 随即故障是由于偶然因素引起的，它不可预测，也不能通过延长磨合期来消除。设计上的缺陷、零部件缺陷、维护不良以及操作不当都会造成随机故障。 耗损故障期 特点：故障率随运转时间的增加而增高。 损耗故障是由于设备零部件的磨耗、疲劳、老化、腐蚀等造成的。 这类故障时设备接近大修期或寿命末期的征兆。 机械产品在整个寿命期内故障率曲线 1、上述故障率曲线称为“浴盆曲线”。 2、从不同故障出现的时机来看，机械设备在开始使用阶段具有较高的故障率，而且此故障障率是渐减性；机械设备到了有效寿命的后期，其故障率便不断增大，是渐增性；而在其他使用期内，故障为恒定性，而且其值甚小。 3、对应各不同故障率曲线的时间范围分别称为早期故障期、随机故障期和耗损故障期。 4、然而，从机械设备使用者的角度出发，对于曲线所表示的早期故障，由于机械设备在出厂前和安装的过程中经过充分调试，可以认为基本得到消除，因而可发不必考虑。 5、随机故障通常容易排除，且一般不决定机械设备的寿命。惟有耗损故障才是影响机械设备有效寿命的决定因素。 所谓磨损是指机械在工作过程中，互相接触做相互运动的对偶表面，在摩擦作用下发生尺寸、形状和表面质量变化的现象。 相接触的物体相互移动发生阻力的现象称为摩擦。摩擦是不可避免的自然现象；磨损是摩擦得必然结果，两者均发生在材料表面。摩擦与磨损相伴产生，造成机械零件的失效。一般机械设备中约有80%的零件因磨损而报废失效。据估计，世界上的能源消耗约有30～50%是由于摩擦和磨损造成。 硬度硬度：表征材料软硬程度的一种性能。硬度指标：物理意