机电设备故障诊断与维修..ppt

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1、机电设备故障诊断与维修Fault diagnosis and maintenance of mechanical and Fault diagnosis and maintenance of mechanical and electrical equipmentelectrical equipment机械工程学院机械工程学院机械工程学院机械工程学院 丁志锋丁志锋丁志锋丁志锋TELTEL：13235402108 QQ13235402108 QQ：519731896519731896机电设备故障诊断与维修1课程简介课程简介课程简介课程简介2课程内容课程内容课程内容课程内容3教学组织与实施教学组织与

2、实施教学组织与实施教学组织与实施4课程考核与评价课程考核与评价课程考核与评价课程考核与评价5课程特色课程特色课程特色课程特色机电设备故障诊断与维修课程名称：机电设备故障诊断与维修课程性质：专业核心课程教学时数：96学时（实训30学时）开课时间：第四学期授课类型：机电一体化专业二年级学生一、课程简介_(1)课程基本信息课程基本信息机电设备故障诊断与维修性质：性质：机电设备故障诊断与维修课程是机电一体化技术专业的必修必修课程课程，是一门实践性综合性实践性综合性较强的专业主干课程专业主干课程。地位：地位：重点突出了知识的核心性知识的核心性和职业能力的应用性职业能力的应用性，在学生的知识、能力和素质培

3、养体系中，占有十分重要十分重要的地位。作用：作用：主要培养学生掌握机电产品维修机电产品维修的基本知识，培养学生具有一定机电产品故障诊断和维修技术的综合能力。对今后从事机电设备操作加机电设备操作加工工、维护保养和维修维护保养和维修工作起到一定的作用。一、课程简介_(2)课程的性质课程的性质、地位地位和作用和作用机电设备故障诊断与维修一、课程简介_(3)课程课程联系联系机电设备机电设备故障诊断与故障诊断与维修维修机械图样的绘制 与识读机械基础电气控制及PLC技术传感器技术应用单片机控制技术应用电工与电子技术机电传动技术金工实习机械制图测绘实训数控加工技术先进制造技术机床电控与PLC 数控机床维护维

4、修机电一体化系统设计数控机床编程与操作实训机电设备维修实训顶岗实习前修课程前修课程后续后续课程课程机电设备故障诊断与维修一、课程简介_(4)课程课程目标目标1.掌握机械设备故障的诊断和维修的基本理论和技术；2.掌握机械设备的安装、拆卸、装配、修理有关技术问题和检修技术；3.掌握机械零件失效的规律和理论及修换和修复技术。1.具备查阅技术资料掌握通用机电设备的结构、工作原理，并通过故障诊断分析方法及工具诊断设备故障的能力；2.具备常见机电设备检测、维修与维护的能力。1.养成机电设备维修的职业能力、社会能力以及爱岗敬业的职业素养，为从事设备维修工作打下良好的基础。2.养成自主学习的习惯和正确的职业态

5、度等良好素养。知识目标能力目标素质目标机电设备故障诊断与维修一、课程简介_(5)学情分析学情分析解决问题能力须解决问题能力须进一步加强进一步加强知识面有待进一知识面有待进一步拓宽步拓宽有较强的有较强的动手能力动手能力有明确的有明确的学习目标学习目标有一定的实习有一定的实习 实践经验实践经验学生学生情况情况机械图样的绘制与识读、机械基础、电气控制及PLC技术通过校内金工实习和校外实践积累了一定的经验。在认知实习期间，学生增长了社会经验，了解到了一定的就业情况。通过参加校内外实训，使学生掌握了一定的动手能力和相关技巧。通过自己的努力，主动的去解决问题的能力尚有欠缺。本课程所涉及的知识面非常广泛，如

6、汽车、电子、运输等相关行业均有涉及。有一定的有一定的专业学习专业学习基础基础机电设备故障诊断与维修一、课程简介_(6)岗位分析岗位分析 本专业培养德智体全面发展，掌握机电本专业培养德智体全面发展，掌握机电一体化技术和机电维修技术基础知识和专业一体化技术和机电维修技术基础知识和专业知识，具有较强的实际工作能力，适应从事知识，具有较强的实际工作能力，适应从事机电一体化设备的机电一体化设备的安装调试、操作加工、维安装调试、操作加工、维护维修、设备管理、设备引进改造及技术开护维修、设备管理、设备引进改造及技术开发等发等工作的高等技术应用型专门人才。工作的高等技术应用型专门人才。机电设备故障诊断与维修一

7、、课程简介_(6)岗位分析岗位分析主要工作岗位：主要工作岗位：机电一体化设备安装调试、操作加工机电一体化设备安装调试、操作加工及维护维修、管理工作；及维护维修、管理工作；次要工作岗位：次要工作岗位：机电一体化设备引进、改造及技术开机电一体化设备引进、改造及技术开发工作；发工作；相关工作岗位：相关工作岗位：机电一体化设备营销、售后服务工作。机电一体化设备营销、售后服务工作。服务面向服务面向服务面向服务面向机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述故障诊断故障诊断在机电设备运行中，根据设备的故障现在机电设备运行中，根据设备的故障现象，在掌握机电设备各部分工作原理的前提下，对象，在掌握机电设

8、备各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因故障的部位和原因，提出有效的维修对策。提出有效的维修对策。什么是故障？什么是故障？故障故障机电设备全部或部分丧失原有的功能。机电设备全部或部分丧失原有的功能。机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述设备出故障与人身体得病对比设备出故障与人身体得病对比机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述医学诊断方法医学诊断方法设备诊断方法设备诊断方法原理及特征信息原理及特征信息望望 闻闻 问问 切切听摸看闻听摸看闻通过形貌、声音、温度、通过形貌、声音、温度、

9、颜色的变化来诊断颜色的变化来诊断听心率听心率 做心电图做心电图振动与噪声监测振动与噪声监测通过振动大小与变化规通过振动大小与变化规律来诊断律来诊断量体温量体温温度检测温度检测观察温度变化观察温度变化验血验血 验尿验尿油波分析油波分析观察物理化学成分及细观察物理化学成分及细胞形态的变化胞形态的变化量血压量血压应力应变测量应力应变测量观察压力或应力变化观察压力或应力变化问病史问病史查阅技术档案资料查阅技术档案资料找规律找规律 查原因查原因 做判别做判别X X射线射线 超声波检查超声波检查非破坏性检测非破坏性检测(裂纹裂纹)观察内部肌体缺陷观察内部肌体缺陷故障诊断的基本方法故障诊断的基本方法(与医学

10、方法的对比与医学方法的对比)机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述思考：思考：对对机电设备进行故障诊断与维修有哪些意义机电设备进行故障诊断与维修有哪些意义？机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述 调查委员会在经过4个月的调查后，提出长达256页的调查报告。报告中提出，“挑战者”号爆炸的原因是发射时气温过低，造成固定右副燃料舱的O形环硬化、失效，最终导致爆炸。机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述断裂部位断裂部位断裂部位断裂部位三峡塔带机断裂事故三峡塔带机断裂事故 20022002年年9 9月月3 3日日机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述转子事

11、故19851985年山西大同电厂年山西大同电厂2 2号号机的断轴毁机事故仅直机的断轴毁机事故仅直接经济损失就超过接经济损失就超过2 2亿元亿元1.预防事故发生，保证人身和设备安全。机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述2.保证设备精度，提高产品质量。机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(1)概述概述据调查：300MW300MW发电机组发电机组 停产一天损失电停产一天损失电720720万万kWhkWh，约￥约￥144144万元万元 3030万吨化肥装置万吨化肥装置 停产一天损失化肥停产一天损失化肥1000t1000t，约￥约￥150150万元万元 三峡三峡2 2号水轮机组号水轮机组7

12、00MW 700MW 停机停机4 4小时损失￥小时损失￥400400万元万元3.增加企业的经济效益。机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(2)内容编排内容编排基本知识基本知识机械设备安装概述机械磨损机械设备故障及诊断技术机械设备维护及修理技术状态监测状态监测故障诊断故障诊断概述振动监测与诊断技术噪声监测与诊断技术温度监测技术机械的拆机械的拆卸与装配卸与装配概述机械零件的拆卸零件的清洗零件的检验过盈配合的装配机械零件机械零件修复技术修复技术概述金属扣合技术工件表面强化技术塑形变形修复技术机床的故障机床的故障诊断与维修诊断与维修概述普通机床的故障诊断与检修数控机床的故障诊断与检修机电设备的机电设备

13、的安装与维修安装与维修冲床设备送料结构（十字滑台）、冲料机构和转塔部件机械装配冲床安装与维修常用电气设常用电气设备的故障诊备的故障诊断与维修断与维修电气设备故障诊断维修伺服电机及驱动器、变频器的应用861616121820机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(3)课程设计课程设计机机械械制制造造企企业业主主要要生生产产设设备备辅辅助助生生产产设设备备设备基本类型设备基本类型典型通用设备典型通用设备典型故障诊断典型故障诊断与维修与维修机械加工设备机械加工设备金属成型设备金属成型设备焊接加工设备焊接加工设备起重提升设备起重提升设备场内输送设备场内输送设备其他动力设备其他动力设备电气设备电气设备轴式

14、轴式通风机通风机空压机空压机桥式桥式起重机起重机塔吊塔吊电葫芦电葫芦电梯电梯通用零件的故通用零件的故障诊断与维修障诊断与维修液压传动设备液压传动设备的故障诊断与的故障诊断与维修维修起重设备的故起重设备的故障诊断与维修障诊断与维修电气设备的故电气设备的故障诊断与维修障诊断与维修数控机床的故数控机床的故障诊断与维修障诊断与维修机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(3)课程设计课程设计机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(3)课程重难点课程重难点重点：重点：难点：难点：机电设备故障诊断与维修二、课程内容_(4)课程重难点突破课程重难点突破自自普通车床的故障诊断与维修易易液压系统的故障诊断与维修至至起

15、重设备的故障诊断与维修难难数控机床的故障诊断与维修机电设备故障诊断与维修三、教学组织与实施_(1)学习流程学习流程复杂简单通用零件的故障诊断与维修机械设备检修工艺流程的制定与实施电气设备的故障诊断与维修液压传动设备的故障诊断与维修数控机床的故障诊断与维修机电设备的安装与调试通用零件的故障诊断与维修查阅资料及故障现象查阅资料及故障现象了解结构及工作原理了解结构及工作原理对故障进行检测诊断对故障进行检测诊断分析故障，提出方案分析故障，提出方案修复故障设备修复故障设备评估学习效果评估学习效果机电设备故障诊断与维修三、教学组织与实施_(2)教学流程教学流程总结反思（修正方案）总结反思（修正方案）实地操

16、作（实施方案）实地操作（实施方案）知识准备（验证方案）知识准备（验证方案）分组讨论（得出开展工作方案）分组讨论（得出开展工作方案）创设情境（提出工作任务）创设情境（提出工作任务）合作体验探究的教学模式机电设备故障诊断与维修三、教学组织与实施_(3)教学方法教学方法 教学 方法仿真教学法案例教 学法角色扮演法 项目教学法机电设备故障诊断与维修三、教学组织与实施_(4)教学实施步骤教学实施步骤 任务描述任务描述 提出任务，提供机电设备电气控制原理图，并以视频、仿真技术等虚拟手段，是学生更直观的认识任务。任务分析任务分析 分组讨论，结合电气控制原理图，对主电路和控制电路分别进行分析，预设故障点，并分

17、析可能出现的现象。知识准备知识准备 由教师引导，与学生共同探讨、分析机电设备常见故障及现象。任务实施任务实施 结合校内实训室设备及条件，对设置的故障点进行排除。并按照实际操作能力进行技能考核。实实 施施 过过 程程 考考 核核知识拓展知识拓展 根据学生情况，该部分内容作为选学内容，充分考虑学生个性发展，保留学生资助选择空间。机电设备故障诊断与维修四、课程考核与评价态度考核(20%)过程考核(20%)理论考核(60%)实操实训(20%)考核评价出勤(5%)作业(8%)讨论(4%)纪律(3%)闭卷考试(70%)机电设备故障诊断与维修五、课程特色_(1)教学模式教学模式以企业真实案例为原型多种教学方

18、法和手段的灵活应用采用虚拟手段小组分工，小团队合作机电设备故障诊断与维修五、课程特色_(2)教学内容教学内容教学内容突出职业的指向性淡化内容的宽泛性突出内容的实践性淡化内容的纯理论性突出内容的实用性淡化内容的形式性突出内容的时代性和前瞻性淡化内容的陈旧性机电设备故障诊断与维修五、课程特色_(3)教学理念教学理念根据实训条件、企业需求，模拟企业机电设备维修的根据实训条件、企业需求，模拟企业机电设备维修的全过程全过程；学生在完成设备故障诊断与维修项目的同时，学生在完成设备故障诊断与维修项目的同时，能能提出提出预防类似故障发生日常维护和预防维修方案预防类似故障发生日常维护和预防维修方案；将将“维护及

19、预防维修为重点维护及预防维修为重点”的现代设备管理理念融的现代设备管理理念融入教学内容中，培养现代设备维修的职业素养。入教学内容中，培养现代设备维修的职业素养。机电设备故障诊断与维修谢谢！机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1机械设备安装概述机械设备基础的验收安装前的物质和技术准备设备安装位置的检测和校正机械设备基础的二次灌浆与试车设备的吊装 机械设备的安装是按照一定的技术条件，将机械设备正确、机械设备的安装是按照一定的技术条件，将机械设备正确、牢固地固定在机械设备基础上。牢固地固定在机械设备基础上。机械设备的安装是机械设备从制造到投入使用的必要过程。机械设备的安

20、装是机械设备从制造到投入使用的必要过程。机械设备的安装工艺过程机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1机械设备安装概述保证机械设备的安装质量与规定试车；保证机械设备的安装质量与规定试车；必须采用科学的施工方法，最大限度地加快施工速度，必须采用科学的施工方法，最大限度地加快施工速度，缩短安装周期，提高经济效益；缩短安装周期，提高经济效益；重视施工的安全问题，坚决杜绝人身和设备安全事故重视施工的安全问题，坚决杜绝人身和设备安全事故的发生的发生。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.1组织准备和技术准备组织准备 结合具体条件成立适当的组织机

21、构，并且应分工明结合具体条件成立适当的组织机构，并且应分工明确、紧密协作，以使安装工作有步骤地进行。确、紧密协作，以使安装工作有步骤地进行。技术准备研究机械设备的图样、说明书、安装工程的施工图、国家部委颁研究机械设备的图样、说明书、安装工程的施工图、国家部委颁发的机械设备安装规范和质量标准；发的机械设备安装规范和质量标准；熟悉设备的结构特点和工作原理；熟悉设备的结构特点和工作原理；对安装人员进行必要的技术培训；对安装人员进行必要的技术培训；编制安装工程施工作业计划。编制安装工程施工作业计划。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.2供应准备机具的准备安装检测安装检

22、测机具：机具：水平仪、经纬仪、自准直仪、拉线架、平板、弯管机、电焊机、气水平仪、经纬仪、自准直仪、拉线架、平板、弯管机、电焊机、气割、气焊、扳手、万能角度尺、卡尺、塞尺、千分尺、千分表及各割、气焊、扳手、万能角度尺、卡尺、塞尺、千分尺、千分表及各种检验测试设备等。种检验测试设备等。起重运输机具：起重运输机具：双梁桥式起重机、单梁桥式起重机、卷扬机、起重杆、起重滑轮、双梁桥式起重机、单梁桥式起重机、卷扬机、起重杆、起重滑轮、电葫芦、绞盘及千斤顶等起重设备；汽车、拖拉机等运输设备；钢电葫芦、绞盘及千斤顶等起重设备；汽车、拖拉机等运输设备；钢丝绳及麻绳等索具。丝绳及麻绳等索具。机电设备故障诊断与维修

23、第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.2供应准备材料准备金属材料金属材料：各种型钢、管材、螺栓、螺母、垫片、铜片及铝丝等各种型钢、管材、螺栓、螺母、垫片、铜片及铝丝等非金属材料：非金属材料：石棉、橡胶、塑料、沥青、煤油、机油、润滑油及面纱等。石棉、橡胶、塑料、沥青、煤油、机油、润滑油及面纱等。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.3机械设备的开箱检查与清洗开箱检查检查机械设备表面及包装情况；检查机械设备表面及包装情况；检查机械设备装箱单、出厂检查单等技术文件；检查机械设备装箱单、出厂检查单等技术文件；根据装箱单清点全部零件和附件；根据装箱单清点全部零件

24、和附件；检查各零件和部件有无损坏、变形或锈蚀等现象；检查各零件和部件有无损坏、变形或锈蚀等现象；检查机械设备各部分尺寸是否与图样要求相符合。检查机械设备各部分尺寸是否与图样要求相符合。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.3机械设备的开箱检查与清洗清洗1.1.粗洗：主要清除部件上的油污、旧油、漆迹和锈斑；粗洗：主要清除部件上的油污、旧油、漆迹和锈斑；2.2.细洗：也称油洗，是用清洗油将脏污冲洗干净；细洗：也称油洗，是用清洗油将脏污冲洗干净；3.3.精洗：采用清洁的清洗油将机械设备的部件洗净，主要用于安精洗：采用清洁的清洗油将机械设备的部件洗净，主要用于安装精度和

25、加工精度都较高的部件。装精度和加工精度都较高的部件。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.4预装配与预调整缩短安装工期，减少安装过程中组装、调整的工作量和加快安装缩短安装工期，减少安装过程中组装、调整的工作量和加快安装进度；进度；可以提前发现设备存在的问题，及时加以处理，以确保安装质量；可以提前发现设备存在的问题，及时加以处理，以确保安装质量；为进行大部件整体安装做准备。为进行大部件整体安装做准备。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.5机械设备基础的设计与施工作用：作用：把机械设备牢固地固定在要求的位置上，同时把机械设备本把机械

26、设备牢固地固定在要求的位置上，同时把机械设备本身的重量和工作时的作用力传递到大地中去，并吸收振动。身的重量和工作时的作用力传递到大地中去，并吸收振动。设计：设计：选择基础类型，确定基础最合适的尺寸和强度等。选择基础类型，确定基础最合适的尺寸和强度等。机械设备分类：机械设备分类：无动力机械，动力机械。无动力机械，动力机械。机械设备基础分类：机械设备基础分类：大块式（刚性）基础和构架式（非刚性）基础大块式（刚性）基础和构架式（非刚性）基础概述机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.5机械设备基础的设计与施工机械设备基础的施工挖基坑浇灌混凝土装设模板绑扎钢筋安装地脚螺栓

27、和预留孔模板养护拆除模板机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.5机械设备基础的设计与施工1).机械设备基础混凝土强度达到机械设备基础混凝土强度达到60%60%以上；以上；2).机械设备基础的几何尺寸应符合设计规定；机械设备基础的几何尺寸应符合设计规定；3).地脚螺栓地脚螺栓作用作用连接机械设备与机械设备基础；连接机械设备与机械设备基础；地脚螺栓长度应符合施工图规定或满足：地脚螺栓长度应符合施工图规定或满足：L=15D+S+（510mm）垂直偏差应小于垂直偏差应小于1%1%；偏差的排除偏差的排除4).安放安放垫铁，使机械设备达到安装要求的标高和水平。垫铁，使机械设

28、备达到安装要求的标高和水平。机械设备基础的验收机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.1.6机械安装即：找中心、找标高和找水平即：找中心、找标高和找水平1).初平，初步找正找平设备的中心、水平、标高和相对位置，一般初平，初步找正找平设备的中心、水平、标高和相对位置，一般与设备吊装就位同时进行；与设备吊装就位同时进行；2).静平，在初平的基础上对设备的水平度、铅垂度、平面度等作进静平，在初平的基础上对设备的水平度、铅垂度、平面度等作进一步的调整和检测，使其达到完全合格的程度。一步的调整和检测，使其达到完全合格的程度。设备找平与找正机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故

29、障诊断与维修的基本知识1.1.6机械安装螺栓联接的防松装置；螺栓联接的防松装置；键联接；键联接；滑动轴承；滑动轴承；滚动轴承安装包括清洗、检查、安装、间隙调整等步骤。滚动轴承安装包括清洗、检查、安装、间隙调整等步骤。齿轮传动机构；齿轮传动机构；蜗轮蜗杆传动机构；蜗轮蜗杆传动机构；联轴器。联轴器。机械装配用到的零件设备试运转机械设备的试运转步骤为：先无负荷、后有负荷，先单机、后系统，最后联动。机械设备的试运转步骤为：先无负荷、后有负荷，先单机、后系统，最后联动。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.2机械磨损 通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动

30、磨损五种形式。两个物体接触摩擦磨损磨损：微观和动态的过程世界近一半的能源摩擦和磨损外形和尺寸变化其他各种物理、化学和机械的变化80%零件的实效磨损机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识一、粘着磨损2.粘着磨损的分类3.影响粘着磨损的因素 当构成摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对的运动时，由于粘着 作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着 磨损。粘着磨损又称粘附磨损。（1）摩擦表面的状态（洁净程度和粗糙度）（2）摩擦表面的材料的成分和金相组织1.粘着磨损机理载荷和相对运动粘着剪断再粘着机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本

31、知识类别破坏现象损坏原因实例轻微磨损 剪切破坏发生在粘着结合面上，表面转移的材料极轻微 粘着结合强度比摩擦副的两个基体金属都弱 轴与滑动轴承、缸套与活塞环涂抹 剪切破坏发生在离粘着结合部不远的较软金属层内，软金属涂抹在硬金属表面 粘着结合强度大于较软金属的抗剪强度 主轴轴颈与巴士合金轴瓦、重载蜗轮副擦伤 剪切破坏，主要发生在较软金属的亚表层内，有时硬金属的亚表层也有划痕 粘着结合强度比两基体金属抗剪强度都高，转移到硬面上的粘着物质又拉削软金属表面 减速器齿轮表面、内燃机铝活塞壁与缸体撕脱 剪切破坏发生在摩擦副一方或两方金属较深处 粘着结合强度大于任一基体金属的抗剪强度，剪切应力高于粘着结合强度

32、主轴-轴瓦咬死 摩擦副之间咬死，不能相对运动 粘着结合强度比任一基体金属的抗剪强度都高，且粘着区域大，切应力低于粘着结合强度 齿轮油泵中的轴与轴承、齿轮副、不锈钢螺栓与螺母机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识 磨料磨损又称磨粒磨损。它是当摩擦副的接触表面之间存在这硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度比另一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触表面上有明显的切削痕迹。二、磨料磨损机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1.磨料磨损的机理（假说）（1）微量切削：磨料磨损主要是由于磨料颗粒沿摩擦表面进行微量切削而引起的，微

33、切削大多呈螺旋状、弯曲状或环状。（2）疲劳破坏：磨料磨损是磨料使金属表面层受交变应力和变形，使材料表面疲劳破坏，并呈小颗粒状态从表层脱落下来。（3）压痕破坏：塑性较大的材料，因磨料在载荷的作用下压入材料的表面而产生压痕，并从表层上挤出剥落物。（4）断裂：磨料压入和划擦金属表面时，压痕处的金属要产生变形，磨料压入深度达到临界值时，伴随压入而产生的拉伸应力足以产生裂纹。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识2.磨料磨损的分类机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识3.影响磨料磨损的因素 由于磨料磨损主要是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用而引起的，而影 响

34、它的因素也就取决于这两方面。（1）磨料 磨料磨损与磨料的相对硬度、形状、大小有密切关系。（2）摩擦表面材料 摩擦表面材料的显微组织，力学性能如硬度、断裂 韧度、弹性模量等，与磨料磨损也有很大的关系。磨料相对于摩擦面材料硬度越大，磨损越严重；呈棱角状的磨料比圆滑状的挤切能力强，磨损率高；在一定粒度范围内，摩擦表面的磨损量随磨料尺寸的增加而按比例较快增长，但磨粒达到临界尺寸后，磨损量基本不变。（由于本身的缺陷和裂纹导致磨料的抗拉强度降低，容易断碎破裂）一定范围内，硬度越高，材料越耐磨；断裂韧度反应了材料对裂纹的产生和扩散的敏感性；弹性模量反映出被磨材料是否能以弹性变形的形式去适应磨料，允许磨料通过

35、而不发生塑性变形或切削作用，避免或减轻磨损程度。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识三、疲劳磨损 疲劳磨损是摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。1.疲劳磨损机理按裂纹产生的位置，疲劳磨损的机理有两种情况：(1)滚动接触疲劳磨损 滚动接触过程中，材料表层受到周期性载荷作用，引起塑性变形，表面硬化，最后在表面出现初始裂纹，并沿与滚动方向呈45方向由表向里扩展。（2）滚滑接触疲劳磨损 两滚动接触物体在距表面下0.786b处切应力最大，该处塑性变形最剧烈，在周期性载荷作用下的反复变形使材料局部弱化，并在该处首先出现裂纹，

36、在滑动摩擦力引起的切应力和法向载荷引起的切应力叠加作用下，使最大切应力从0.786b处向表面移动。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识2.疲劳磨损的分类：（1）非扩展性疲劳磨损 某些新的摩擦表面上，因接触点较少，压力较大，容易产生小麻点状的点蚀。经磨合后，接触面积扩大，实际压力降低，小麻点停止扩展。（运动速度不高的摩擦副影响不大）（2）扩展性疲劳磨损 作用在接触表面的交变应力较大时，由于材料的塑性稍差或润滑不当，在磨合阶段就产生小麻点。在载荷继续作用下，小麻点就会发展成痘斑状坑，逐渐使零件失效。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识3.影响接触

37、疲劳磨损的主要因素：（1）材质（2）接触表面粗糙度 适当降低表面粗糙度可有效提高抗疲劳磨损能力（3）表面残余内应力 表层在一定深度范围内存在有残余应力，不仅可提高弯曲、扭转疲劳抗力，还能提高接触疲劳抗力，减小疲劳磨损。（过大残余应力反而有害）（4）其他因素 装配精度、润滑油粘度、润滑油中的化学添加剂等含有杂质应力集中裂纹降低接触疲劳寿命材料组织状态：晶粒细小、均匀，碳化物成球状且均匀分布硬度在一定范围内增加，其接触疲劳抗力将随之增大机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识四、腐蚀磨损 在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应引起金属表面的腐蚀产物剥落，这种

38、现象成为腐蚀磨损。它是在腐蚀现象与机械磨损、粘着磨损、磨料磨损等相结合时才能形成的一种机械化学磨损。（氧化磨损和特殊介质磨损）汽车储气罐放水阀弹簧腐蚀磨损 弹簧材料为碳素弹簧钢，长期在含有氧、硫的水油混和物中浸泡，受到严重腐蚀，表面腐蚀产物从材料表面剥落，减少了弹簧丝的截面，同时弹簧因腐蚀而变脆。在阀芯受到向上的作用力F时，弹簧破断。当作用力去除后，阀芯在重力和气罐内气压的作用下，阀芯与阀座间尚能起到一定的密封作用。但如果车辆受到强烈震动，阀芯会跳离阀座，破断的弹簧丝会卡入阀芯、阀座的密封面处，使气体泄漏，造成气压降低，刹车失灵。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识1

39、.氧化磨损摩擦表面要能够发生氧化，而且氧化膜生成速度要大于其磨损破坏速度；氧化膜与摩擦表面的结合强度大于摩擦表面承受的切应力；氧化膜厚度大于摩擦表面破坏的深度。氧化磨损的因素：氧化膜生长的速度与厚度 金属表面在摩擦过程中，表面形成氧化物的速度要比非摩擦时快的多。在常温下，金属表面形成的氧化膜厚度非常小。硬度 氧化膜硬度越高，载荷作用下变形越小，膜不易破碎，耐磨性好。但大多数比原金属硬而脆。（有防止金属间粘着作用）基于氧化磨损的特点，可以看出发生氧化磨损必须同时具备三个条件：氧化膜的性质 氧化膜紧密、完整无孔，与金属表面结合的牢固，有利于防止氧化。（氧化膜被磨掉氧化再被磨掉）机电设备故障诊断与维

40、修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识2.特殊介质下的腐蚀磨损 它是摩擦副金属材料与酸、碱、盐等介质作用生成的各种化合物，在摩 擦过程中不断被除去的磨损过程。其机理与氧化磨损相似，但磨损速率较高。腐蚀介质来源常有以下方面：2）摩擦金属表面受到工作过程中产生的腐蚀性介质作用。（排放的废气）3）工作介质中的添加剂。（极压齿轮油中由于有极压添加剂）1）工作介质。（水泵中的水）腐蚀磨损的速率与介质的腐蚀性质和作用温度有关，也与相互摩擦的两金属形成电化学腐蚀的电位差有关。4）润滑油在工作中因氧化而形成机酸。机电设备故障诊断与维修第1章 机械设备故障诊断与维修的基本知识五、微动磨损两个接触表面由于受相对低振幅震荡运动而产生的磨损叫做微动磨损。产生于相对静止的接合零件上，往往易被忽视。1.微动磨损的机理2.影响微动磨损的主要因素微动磨损是一种兼有磨料磨损、粘着磨损和氧化磨损的复合磨损形式。实践与试验表明，外界条件（载荷、振幅、温度、润滑等）及材质对微动磨损影响相当大。特点：外界变动载荷作用下，产生很小振幅的相对运动。后果：配合精度下降，紧配合部件紧度下降甚至松动，连接件松动乃至分离。