工程機械中有許多零部件，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)濟損失就更大了。
隨著近代工業(yè)的飛速發(fā)展，各種機械的速度、負荷、精度及自動化程度愈來愈高，有的機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)濟效益和社會效益。為此目的，需要對容易磨損失效的零部件進行分析，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)工程機械產(chǎn)品進行強度設(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；是把工程機械設(shè)備維護保養(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理。
按不同的磨損機理，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理起作用，不只是出現(xiàn)單一的磨損型.式，而是幾種機理的綜合作用，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)生在工程機械的執(zhí)行機構(gòu)、工作裝置中，如挖掘機的斗齒、斗前壁，推土機的主刃，混凝土攪拌機的葉片，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展性和擴展性兩種，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)動機的軸承、汽缸等零件會經(jīng)常發(fā)生腐蝕磨損。
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