機械零件失效怎麼判斷

1. 機械零件的主要失效形式有哪些

機械零件常見的失效有：整體斷裂、過大的殘余變形、表面破壞以及破壞正常工作條件引起的失效。
（一）整體斷裂
零件在受拉、壓、彎、剪、扭等外載荷作用時，由於某一危險截面上的應力超過零件的強度極限而發生的斷裂，或者零件在受變應力作用時，危險截面上發生的疲勞斷裂均屬此類。例如螺栓的斷裂、齒輪輪齒根部的折斷等。
（二）過大的殘余變形
如果作用於零件上的應力超過了材料的屈服極限,零件將產生殘余變形。機床上夾持定位零件的過大的殘余變形，要降低加工精度；高速轉子軸的殘余撓曲變形，將增大不平衡度，並進一步地引起零件的變形。
（三）零件的表面破壞
零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞。腐蝕是發生在金屬表面的一種電化學或化學侵蝕現象。腐蝕的結果是使金屬表面產生銹蝕，從而零件表面遭到破壞。對於承受變應力的零件，還要引起腐蝕疲勞。

2. 機械零件的失效形式

機械零件 任何機械零件或部件使用一段時間後都要損傷或損壞，其損傷的程度有三種情況：
1、零件徹底破壞，不能再使用；如軸斷裂。
2、嚴重損傷繼續使用不安全；如有裂紋產生、表面磨損。
3、雖然還能安全工作，但已達不到預定的作用。 只要發生上面情況中的任何一種都可以認為零件已經失效。對機器零件或部件進行失效分析的目的就是要找出零件破壞的原因，並且提出相應的改進措施。失效分析的結果對於零件的設計、選材、加工及使用都具有很大的指導意義。 零件失效的形式多種多樣，按零件的工作條件及失效的宏觀表現與規律可分為：變形失效、斷裂失效、表面損傷失效等。
二、機械零件失效的原因
失效原因有多種，在實際生產中，零件失效很少是由於單一因素引起的，往往是幾個因素綜合作用的結果。歸納起來可分為設計、材料、加工和安裝使用四個方面。可能的原因有如下：
1、設計原因 一是由於設計的結構和形狀不合理導致零件失效，如零件的高應力區存在明顯的應力集中源（各種尖角、缺口、過小的過渡圓角等；二是對零件的工作條件估計失誤，如對工作中可能的過載估計不足，使設計的零件的承載能力不夠。
2、材料方面的原因 選材不當是材料方面導致失效的主要原因。最常見的是設計人員僅根據材料的常規性能指標來作出決定，而這些指標根本不能反映出材料所受某種類型失效的搞力；材料本身的缺陷（如縮孔、疏鬆、氣孔、夾雜、微裂紋等）也導致零件失效。
3、加工方面原因 由於加工工藝控制不好會造成各種缺陷而引起失效。如熱處理工藝控制不當導致過熱、脫碳、回火不足等；鍛造工藝不良帶狀組織、過熱或過燒現象等；冷加工工藝不良造成光潔度太低，刀痕過深、磨削裂紋等都可導致零件的失效。
有些零件加工不當造成的缺陷與零件設計有很大的關系，如熱處理時的某些缺陷。零件外形和結構設計不合理會促使熱處理缺陷的產生（如變形、開裂）。為避免或減少零件淬火時發生或開裂，設計零件時應注意：截面厚薄不均勻，否則容易在薄避處易開裂；結構對稱，盡量採用封閉結構以免發生大的變形；變截面處均勻過渡，防止應力集中。
4、安裝使用與失效 零件安裝時，配合過緊、過松、對中不良、固定不緊等，或操作不當均可造成使用過程中失效。 1、現場調查研究 這是十分關鍵的一步。盡量仔細收集失效零件的殘骸，並拍照記錄實況，從而確定重點分析的對象，樣品應取自失效的發源部位。
2、詳細記錄並整理失效零件的有關資料，如設計圖紙、加工方式及使用情況。
3、對所選定的試樣進行宏觀和微觀分析，確定失效的發源點和失效的方式。掃描電鏡斷口分析確定失效發源地和失效方式；金相分析，確定材料的內部質量。
4、測定樣品的有關數據：性能測試、組織分析、化學成份分析及無損探傷等。
5、斷裂力學分析。
6、最後綜合各方面分析資料作出判斷，確定失效的具體原因，提出改進措施，寫出分析報告。

3. 設備失效的八條標准

(1)零件完全破壞，不能繼續工作。

(2)雖然仍能安全工作，但不能滿意地起到預期的作用。

(3)零件嚴重損傷，繼續工作不安全。

(4)彈性變形失效。彈性變形失效是指由於發生過大的彈性變形而造成零件的失效。 例如，電動機轉子軸的剛度不足，發生過大的彈性變形，結果轉子與定子相撞，最後主軸撞彎，甚至折斷。

(5)塑性變形失效。塑性變形失效是指零件由於發生過量塑性變形而失效。塑性變形失效是零件中的工作應力超過材料的屈服強度的結果。塑性變形是一種永久變形，可在零件的形狀和尺寸上表現出來。在給定載荷條件下，塑性變形發生與否，取決於零件幾何尺寸及材料的屈服強度。

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機械零件最常見的失效形式有好下幾種：

1、斷裂：機械零件的斷裂通常有以下二種情況：

（1）零件在外載荷的作用下，某一危險截面的應力超過零件的強度極限時發生的斷裂。

（2）零件在循環變應力的作用下，危險截面上的應力超過零件的疲勞強度而發生的疲勞斷裂。

2、過量變形：當零件上的應力超過材料的屈服極限時，零件將發生塑性變形。比如機床主軸，過大的變形量影響車床的精度。

3、表面失效：表面失效主要有疲勞點蝕、磨損、壓潰和腐蝕等形式。表面失效後通常會增加零件的摩擦，使零件尺寸發生變化，最終造成零件報廢。

4、破壞正常工作條件引起的失效：比如帶傳動，因為過載發生打滑，使得傳動不能正常進行。

4. 機械零件用工程材料的常見失效形式有哪些

機械零件由於某些原因喪失工作能力或達不到設計要求性能時，稱為失效。機械零件的失效並不是單純意味著破壞，可歸納為三種情況：完全不能工作；雖然能工作，但性能惡劣，超過規定指標；有嚴重損傷，失去安全工作能力。機械零件常見的失效形式有：
1、斷裂 零件在外載荷作用下，某一危險截面上的應力超過零件的強度極限時，就會造成斷裂失效。在變應力作用下，長時間工作的零件容易發生疲勞斷裂。由於超載、超溫、腐蝕、疲勞、氫脆、蠕變等原因，也可造成零件斷裂失效。零件的斷裂失效對機械產品造成的危害最大。
2、過大殘余變形 零件受載荷作用後發生彈性變形，過度的彈性變形會使零件的機械精度降低，造成較大的振動，引起零件的失效；當作用在零件上的應力超過了材料的屈服極限，零件會產生塑性變形，甚至發生斷裂。在高溫、載荷的長期作用下，零件會發生蠕變變形，造成零件的變形失效。
3、表面損傷失效 零件在長期工作中，由於磨損、腐蝕、磨蝕、接觸疲勞等原因，造成零件尺寸變化超過了允許值而失效，或者由於腐蝕、沖刷、氣蝕等而使零件表面損傷失效。如齒輪表面由於接觸疲勞產生麻點剝落而失效等。
4、材質變化失效 由於冶金元素、化學作用、輻射效應、高溫長時間作用等引起零件的材質變化，使材料性能降低而發生失效。
5、破壞正常工作條件而引起的失效 有些零件只有在一定條件下才能正常工作，如帶傳動，只有當傳遞的有效圓周力小於臨界摩擦力時，才能正常工作；液體摩擦的滑動軸承只有存在完整的潤滑油膜時，才能正常工作。如果這些條件被破壞，將會發生失效。
一批零件在使用中，一部分可能在短時間內就發生失效，而另一部分可能經過很長時間後才失效；特別是在超過使用壽命期後，失效將加速發生。由曲線可以看出失效率（單位時間內零件的失效數與總件數的比例）按使用時間可分為三個階段：早期失效期、偶然失效期和耗損失效期。
早期失效期是機械零件使用初期的失效，失效率較高，但以很快的速度下降。早期失效
問題大多與設計、製造、安裝或使用不當有關。
偶然失效期的失效率低而穩定，是機械零件的正常工作時期，在此階段發生的零件失效一般總是由於偶然因素造成的，故失效是隨機的。若想降低這一時期的失效率，必須從選材、設計、製造工藝、正確地使用和維護方面採取措施。
偶然失效期以後，由於長時間的使用，使零件發生磨損、疲勞裂紋擴展等原因，失效率急劇上升，說明機械零件使用期已超過使用壽命期限，此階段稱為耗損失效期。在此階段，重要的設備或零件雖然還沒有失效，但應根據相應的判據進行更換或修理，以防止重大事故的發生。
總之，機械零件雖然有很多種可能的失效形式。但歸納起來，最主要的原因是由於強度、剛度、耐磨性、溫度對工作能力的影響和振動穩定性、可靠性等方面的問題造成的。

5. 確定零件失效的基本准則是什麼

零件失效的基本准則：零件喪失規定的功能。

主要失效形式：斷裂 、塑變 、表專面失效（磨損屬、膠合、疲勞點蝕）、其他失效

主要失效形式原因：

1.斷裂

在工作載荷的作用下，特別是沖擊載荷的作用，脆性材料的零件會由於某一危險截面上的應力超過其強度極限而發生斷裂。在循環變應力作用下，工作時間較長的零件容易發生疲勞斷裂，這是大多數機械零件的主要失效形式之一。斷裂是嚴重的失效，有時會導致嚴重的人身和設備事故。

2.過大的變形

零件承受載荷工作時，會發生彈性變形，而嚴重過載時，塑性材料的零件會出現塑性變形。變形造成零件的尺寸、形狀和位置發生改變，破壞零件之間的相互位置或配合關系，導致零件乃至機器不能工作。過大的彈性變形還會引起零件振動，如機床主軸的過大彎曲變形不僅產生振動，而且造成工件加工質量降低。

3.表面破壞

在機器中，大多數零件都與其他零件發生接觸，載荷作用在表面上，摩擦發生在表面上，周圍介質又與表面接觸，從而造成零件表面發生破壞。表面破壞主要包括腐蝕、磨損和點蝕（接觸疲勞）。零件表面破壞會導致能量消耗增加，溫度升高，振動加劇，雜訊增大，最終使得零件無法正常工作。

6. 什麼是機械零件的失效它主要發生在哪些方面 何謂機械

概念：
機械設備中各種零件或構件都具有一定的功能，如傳遞運動、力或能量，實現規定內的動容作，保持一定的幾何形狀等等。當機件在載荷（包括機械載荷、熱載荷、腐蝕及綜合載荷等）作用下喪失最初規定的功能時，即稱為失效。
一個機件處於下列三種狀態之一就認為是失效：①完全不能工作；②不能按確定的規范完成規定功能；③不能可靠和安全地繼續使用。這三個條件可以作為機件失效與否的判斷原則。
失效危害：

機械零件與構件的失效最終必將導致機械設備的故障。關鍵機件的失效會造成設備事故，人身傷亡事故，甚至大范圍內災難性後果。在生產線上一個小小的零件失效，可以是整個生產線癱瘓。因此有效的預防、控制、監測零件的失效是一項意義重大的工作。

7. 機械零件的失效都有哪些形式及原因

機械零件的失效是指零件在使用過程中，零件部分或完全喪失了設計功能。零件完全被破壞不能繼續工作；或零件已嚴重損壞，若繼續工作將失去安全；或雖能安全工作，但已失去設計精度等現象都屬於失效。
為了預防零件失效，需對零件進行失效分析，即通過判斷零件失效形式、確定零件失效機理和原因，有針對性地進行選材、確定合理的加工路線，提出預防失效的措施。
1、機械零件失效形式
機械零件常見的失效方式可以分為三種類型：過量變形失效、斷裂失效和表面損傷失效。
(1)過量變形失效：零件因變形量過大超過允許范圍而造成的失效。它主要包括過量彈性變形、塑性變形和高溫下發生的蠕變等失效形式。
(2)斷裂失效：因零件承載過大或疲勞損傷等原因而導致分離為互不相連的兩個或兩個以上部分的現象。斷裂是最嚴重的失效形式，它包括韌性斷裂失效、低溫脆性斷裂失效、疲勞斷裂失效、蠕變斷裂失效和環境破斷失效等幾種形式。
(3)表面損傷失效：零件工作時由於表面的相對摩擦或受到環境介質的腐蝕在零件表面造成損傷或尺寸變化而引起的失效。它主要包括表面磨損失效、腐蝕失效、表面疲勞失效等形式。
需要指出，同一種機械零件在工作中往往不只是一種失效方式起作用。但是，一般造成零件失效時總是一種方式起主導作用。失效分析的核心問題就是要找出主要的失效方式。
2、機械零件失效的原因
引起機械零件失效的因素很多且較為復雜，涉及零件的結構設計、材料選擇、材料的加工製造、產品的裝配及使用保養等多個方面。
(1)設計不合理：主要是指零件結構和形狀不正確或不合理，如零件存在缺口、小圓弧轉角、不同形狀過渡區等。另一方面是指對零件的工作條件、過載情況估計不足，造成零件實際工作能力不足，致使零件早期失效。
(2)選材不合理：設計中對零件失效的形式判斷錯誤，所選的材料性能不能滿足工作條件需要；選材所依據的性能指標不能反映材料對實際失效形式的抗力，選擇了錯誤的材料；所選用的材料質量太差，成分或性能不合格導致不能滿足設計要求等都屬於選材不合理。
(3)加工工藝不合理：零件的加工工藝不當，可能會產生各種缺陷，導致零件在使用過程中較早地失效。如熱加工過程中出現過熱、過燒和帶狀組織；熱處理過程中出現脫碳、變形、開裂；冷加工過程出現較深的刀痕、磨削裂紋等。
(4)安裝使用不當：裝配和安裝過程不符合技術要求，如安裝時配合過緊、過松，對中不準，固定不穩等都可能導致零件不能正常工作或過早出現失效；此外，使用過程中違章操作、超載、超速、不按時維修和保養等也會造成零件過早出現失效。