磨損失效分析概述上
機械零件磨損失效分析,與機械設備的失效分析有共同點也有區別。共同點是分析設備或零件未達到預期使用要求的原因,采取措施,提高零件的使用壽命。其區別在于磨損零件的損壞原因很明顯,就是磨損所致。不同磨料類型的零件也容易區分,提高零件使用壽命的方法決定于磨損類型,這往往與零件的使用條件、運轉參量有密切關系。不同工況條件下零件磨損的過程不完全一樣,通過對磨損零件的失效分析,可較深入地揭示不同磨損系統中零件的磨損過程,為深入研究磨損機理提供許多有益的信息,為合理選用耐磨材料提供可靠的依據。
一、進行磨損研究的意義
1966年,英國(H. Peter Jost )提出調查報告以后,各國學者紛紛調查本國由于摩擦、磨損及潤滑等方面造成的經濟損失。據最新資料統計,美國機械設備零件的磨損,腐蝕和斷裂的三種主要失效形式所造成的經濟損失很接近,分別占國民生產總值的4%左右。如果其使用壽命延長一倍,相當于國民經濟總值提高2%。而研究抗磨損措施的費用十分有限,僅占1%就可取得明顯效果,這說明進行磨損研究意義十分重大。
在各類磨損形式中,磨料磨損所造成的經濟損失最為嚴重,約占總的經濟損失的50%以上。特別是冶金、礦山、建材生產、煤炭生產、水力及火力發電、農業和糧油加工等的機械設備上的許多零件磨損所造成的經濟損失更為嚴重。僅備件費就耗資達30億元。
此外,磨損理論研究也是很重要的。雖然磨損現象到處可見,摩擦磨損的理論還很不成熟,一方面它涉及許多學科的理論與實驗技術;另一方面又有其相對的系統性,動態性的特點,使得研究進展緩慢。這就需要投入更多的人力、物力以揭示其規律。
二、磨損及磨損分類
當兩個接觸物體發生相對運動,某物體表面物質發生流失的現象,稱為發生了磨損。到目前為止關于磨損的定義還處于爭論階段。美國機械工程師協會的定義為:“由于機械作用而造成物體表面材料的逐漸損耗”。蘇聯(I. V. Kragelski )的定義為:“由于摩擦結合力的反復擾動而造成材料的破壞”。歐洲合作發展組織的定義為:“由于表面的相對運動使物體工作表面逐漸喪失物質”。并且指出,磨損通常是有害的,但某些零件磨合階段的輕微磨損可能有益;輕微的塑性變形,幾乎在所有的磨損過程都會發生。總之,隨著對磨損研究的深入,磨損的定義會逐漸確切、統一起來。
同樣,磨損的分類也存在著爭論,可以按磨損發生的主要機理來分類;也可以按磨物特性及對磨物之間相互作用狀態分類。現按一般分類方法磨損分為五類;
1. 磨料磨損;
2. 粘著磨損;
3. 疲勞磨損;
4. 沖蝕磨損;
5. 微動磨損。
磨料磨損又可分為鑿削式磨料磨損;高應力輾碎式磨料磨損;低應力擦傷磨料磨損。沖蝕磨損又可分為沖刷、沖擊兩類。許多沖蝕磨損零件的磨損過程中還伴有腐蝕和氣蝕的綜合作用,它們加速了磨損的過程。
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