工程機(jī)械中有許多零部件,，例如：活塞環(huán)與汽缸套、軸與軸承,、蝸桿與蝸輪,、電別與滑環(huán)、齒輪,、導(dǎo)軌,、密封件、離合器,、制動器,、泵、螺栓等等,，它們在使用過程中都會發(fā)生尺寸,、形狀或材料、組織性能等的變化,，使其喪失既定的功能而不能正常工作,，這種現(xiàn)象稱謂失效,。失效有三種主要方式，即斷裂,、腐蝕和磨損,。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，其中磨損失效要占75%以上,，每年僅更換備件的費用就相當(dāng)可觀,。
壓鑄件磨損是由于在運動過程中固體表面受到接觸物體的機(jī)械作用而引起的材料位移及逐漸脫落，造成尺寸,、幾何形狀,、配合間隙的變化，導(dǎo)致?lián)p傷的一種損壞過程,。磨損失效的表現(xiàn)是重量減輕,、尺寸和形狀改變、組織性能變化,，效率下降,、能源消耗增加、甚至弓}出故障及嚴(yán)重事故,。更換磨損失效的零部件需要消耗大量的人力,、物力、財力及能源,，經(jīng)濟(jì)損失很大,。如果再考慮因更換磨損失效的零部件造成的停產(chǎn)損失，那么經(jīng)濟(jì)損失就更大了,。
隨著近代工業(yè)的飛速發(fā)展,，各種機(jī)械的速度、負(fù)荷,、精度及自動化程度愈來愈高,，有的機(jī)械還需要在特殊工況下運行，因此磨損失效的問題愈來愈趨向嚴(yán)重,，愈來愈突出,。如果我們運用目前掌握的摩擦學(xué)知識來防止或減小磨損，延長零部件的工作壽命,，就可大大節(jié)約人力,、物力、財力和能源,，提高經(jīng)濟(jì)效益和-效益,。為此目的，需要對容易磨損失效的零部件進(jìn)行分析,，通過深入了解零部件磨損的發(fā)生過程,，結(jié)各它所服役的工作系統(tǒng)各參量對磨損的影響,，找封磨損失效的特征、規(guī)律和原因,，從而,，為以后合理選擇耐磨材料、正確制定制造工藝,、采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救和預(yù)防措施提供了信息,。
因此，磨損失效分析是揭露材料的磨損機(jī)理,、揭示不同磨損系統(tǒng)中零部件的磨損過程,、豐富磨損理論，研究和解決磨損問題的前提和關(guān)鍵,；是指導(dǎo)工程機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計和摩擦學(xué)設(shè)計,，合理選用耐磨材料的可靠依據(jù)；是獲得高精度,、高質(zhì)量的產(chǎn)品,，盡可能減少材料和能源損失，延長使用壽命,，保證安全可靠的有力措施,；是把工程機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作提高到一個新水平的有效方法。磨損失效分析是工程中一個十分重要的問題,。
要對零部件進(jìn)行磨損失效分析,，找出防止或抑制磨損的對策，必須先研究磨損型式及其機(jī)理,。
按不同的磨損機(jī)理,，磨損的基本型式主要有粘著磨損、磨料磨損,、疲勞磨損和腐蝕磨損。但是,，材料實際磨損過程往往不是一種機(jī)理起作用,，不只是出現(xiàn)單一的磨損型.式，而是幾種機(jī)理的綜合作用,，不同型式的磨損可以單獨發(fā)生,、相繼發(fā)生或同時發(fā)生，有許多現(xiàn)象常常是基本磨損型式的復(fù)合,、派生和轉(zhuǎn)化,。
1.粘著磨損當(dāng)摩擦副相互接觸并作相對運動時，由于表面凹凸不平,，實際上只是峰頂接觸,。峰頂壓力很高,，足以引起塑性變形。鋁壓鑄件在接觸的一瞬間,，表面膜由于基體材料,、的變形而破裂，暴露出凈潔的表面,，在壓力作用下表面溫度增高,，導(dǎo)致接觸區(qū)發(fā)生牢固的粘著或焊合。在相對滑動情況下,，受切向力作用,，粘接點被剪切，塑性材料就會轉(zhuǎn)移到另一工作表面上,。此后出現(xiàn)粘著一剪斷一再粘著的循環(huán)過程,，形成了粘著磨損。粘著程度不同,，出現(xiàn)的磨損也不同,。根據(jù)表面破壞程度，粘著磨損可分為：涂抹,、擦傷,、膠合和咬死四種類型。粘著磨損的磨損量與滑動距離成正比,，與載荷成正比,，而與較軟材料的屈服極限(或硬度)成反比。粘著磨損通常發(fā)生在高速,、重載,、高溫或潤滑劑使用不當(dāng)?shù)那闆r下，例如：活塞環(huán)與汽缸套,、軸與軸承,、蝸桿與蝸輪、液壓泵缸體與配流盤,、絲杠與螺母,、滑動導(dǎo)軌以及齒輪等等。
2.磨料磨損磨料磨損是最普遍的一種磨損型式,，機(jī)械零件中大約有50%以上的磨損是磨料磨損,。
凡是由硬質(zhì)物體或硬質(zhì)顆粒的切削或刮擦作用引起表面材料脫落的現(xiàn)象均稱謂磨料磨損。它是由三種情況引起的：第一種是發(fā)生于直接在泥砂,、巖石或灰渣等磨料中工作的零件,；第二種是外來的堅硬顆粒，如磨屑、鐵末,、灰砂,、塵土等，在摩擦副界面間滑動造成的,，破壞了摩擦表面,；第三種是粗糙而堅硬的表面在較軟表面上滑動造成的損傷。
磨料磨損可分為三種型式：1）鑿削式磨料磨損,，這是磨料顆粒對材料表面產(chǎn)生高應(yīng)力碰撞或沖擊的結(jié)果,；2）高應(yīng)力碾碎性磨料磨損，它是磨料顆粒與金屬表面接觸處的最大壓應(yīng)力大于磨料的壓潰強(qiáng)度,，使金屬表面被拉傷,；3）低應(yīng)力擦傷性磨料磨損，由于磨料順粒作用于表面的應(yīng)力不超過磨料的壓潰強(qiáng)度,，磨料完整不碎,，所以磨料只能使金屬表面產(chǎn)生擦傷。
磨料磨損機(jī)理存在著三種假說,，即磨損是由于磨粒在金屬表面上發(fā)生微量切削過程所引起的微量切削假說,；磨料顆粒作用在表面層產(chǎn)生交變接觸應(yīng)力導(dǎo)致表面疲勞破壞的一疲勞破壞假說；以及對于塑性比較大的材料,，磨料顆粒在力的作用下,，壓入材料表面而產(chǎn)生壓痕的壓痕假說。
磨料磨損通常發(fā)生在工程機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu),、工作裝置中,，如挖掘機(jī)的斗齒、斗前壁,，推土機(jī)的主刃,，混凝土攪拌機(jī)的葉片，松土器耙齒等,。有些滑動軸承,，軸、銷,、套筒,、活塞環(huán)和導(dǎo)軌等零件也會發(fā)生磨料磨損。
3.疲勞磨損當(dāng)兩接觸表面作滾動或滾動滑動復(fù)合摩擦?xí)r,，鑄鋁件在交變接觸應(yīng)力作用下，使表面產(chǎn)生點蝕或片狀剝落的現(xiàn)象稱謂疲勞磨損,。表面產(chǎn)生疲勞瘩損的原因主要有兩種假說：一種是在滾動接觸過程中,，表層材料受到反復(fù)作用的接觸應(yīng)力而引起表層塑性變形，導(dǎo)致表面硬化，最后在表面出現(xiàn)裂紋的假說,；另一種假說認(rèn)為,，疲勞裂紋從接觸表面層以下的最大剪應(yīng)力處產(chǎn)生，這里塑性變形最劇烈,，并首先出現(xiàn)裂紋,。疲勞磨損可分為非擴(kuò)展性和擴(kuò)展性兩種，它主要發(fā)生在滾動軸承,、齒輪及凸輪等零件上,。
4.腐蝕磨損在摩擦過程中，金屬與周圍介質(zhì),，例如空氣中的氧或潤滑油中的酸或腐蝕性成分等發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng),，引起材料脫落的現(xiàn)象稱謂腐蝕磨損。它包活氧化磨損,、氣蝕等,。發(fā)動機(jī)的軸承、汽缸等零件會經(jīng)常發(fā)生腐蝕磨損,。
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