第一章 零件的失效理論

1、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院制作山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院制作 主講主講 呂釗欽呂釗欽 教授教授/博導(dǎo)博導(dǎo) 個人簡介 博士研究生導(dǎo)師，教授，博士，專業(yè)主 任，中國農(nóng)機(jī)學(xué)會理事。長期從事農(nóng)業(yè) 機(jī)械設(shè)計及理論方面的教學(xué)與科研工作。 近幾年，主持或參加國家十一五科技支撐項目、省部 級和教育廳科研課題5項，與企業(yè)合作橫向研究課題2 項，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)青年基金研究課題1項。在農(nóng)業(yè)機(jī) 械學(xué)報、農(nóng)業(yè)工程學(xué)報等國家核心期刊上發(fā)表 學(xué)術(shù)研究論文28篇，其中冬小麥斷根鏟最佳結(jié)構(gòu)參 數(shù)試驗研究、汽缸套電鍍鉻厚度精密測控系統(tǒng)設(shè) 計等7篇論文被EI收錄；國家發(fā)明專利1項，實用新 型專利3項。指導(dǎo)山東省大學(xué)生機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計大賽

2、 一等獎2項，獲省級優(yōu)秀指導(dǎo)教師2次；大學(xué)生畢業(yè)論 文省級優(yōu)秀論文一篇、省級優(yōu)秀論文指導(dǎo)教師1項，校 級優(yōu)秀論文一等獎指導(dǎo)教師1項，指導(dǎo)大學(xué)生挑戰(zhàn)杯獲 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)一等獎1項、三等獎1項。 學(xué)校規(guī)定 1、三次無故不聽課，取消考試資格。、三次無故不聽課，取消考試資格。 2、學(xué)校加強(qiáng)了平時抽查力度，學(xué)校、教務(wù)處、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和、學(xué)校加強(qiáng)了平時抽查力度，學(xué)校、教務(wù)處、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和 督導(dǎo)組的教授們隨機(jī)檢查到課人數(shù)。督導(dǎo)組的教授們隨機(jī)檢查到課人數(shù)。 3、沒有平時成績，課程成績判零分。、沒有平時成績，課程成績判零分。 4、課程平時成績包括：出勤率、課程平時成績包括：出勤率+隨機(jī)課堂考試（至少隨機(jī)課堂考試（至少3

3、次次 隨堂考試的平均成績）。隨堂考試的平均成績）。 5、請同學(xué)們記好筆記，以備隨堂考試和平時復(fù)習(xí)參考。、請同學(xué)們記好筆記，以備隨堂考試和平時復(fù)習(xí)參考。 6、閉卷考試。、閉卷考試。 目目 錄錄 第二章第二章 焊修焊修 技術(shù)技術(shù) 第一章第一章 零件的失效零件的失效 第十一章第十一章 農(nóng)機(jī)診斷技術(shù)農(nóng)機(jī)診斷技術(shù) 第三章第三章 噴涂焊技術(shù)噴涂焊技術(shù) 第四章第四章 電鍍電鍍 第五章第五章 其他修理技術(shù)其他修理技術(shù) 第六章第六章 零件修理工藝選擇零件修理工藝選擇 第七章第七章 清洗與鑒定清洗與鑒定 第八章第八章 發(fā)動機(jī)修理發(fā)動機(jī)修理 第九章第九章 發(fā)動機(jī)總裝發(fā)動機(jī)總裝 第十章第十章 維修制度維修制度 第一章

4、第一章 零件失效零件失效 一、概述一、概述 1. 1. 什么叫失效？什么叫失效？ 失效是指零件的尺寸、形位誤差、表面質(zhì)失效是指零件的尺寸、形位誤差、表面質(zhì) 量超出規(guī)定的技術(shù)范圍而導(dǎo)致其失去原有功能。量超出規(guī)定的技術(shù)范圍而導(dǎo)致其失去原有功能。 零部件的失效分析，是研究零部件喪失規(guī)定零部件的失效分析，是研究零部件喪失規(guī)定 功能的原因、特征和規(guī)律，其目的是提高可靠功能的原因、特征和規(guī)律，其目的是提高可靠 性和使用壽命。性和使用壽命。 磨損：磨料磨損、粘著磨損、疲勞磨損、磨損：磨料磨損、粘著磨損、疲勞磨損、 腐蝕磨損、微動磨損；腐蝕磨損、微動磨損； 老化：龜裂、變硬。老化：龜裂、變硬。 2、零部件失效

5、類型、零部件失效類型 變形：彈性變形和塑性變形；變形：彈性變形和塑性變形； 疲勞斷裂：高應(yīng)力低周疲勞、低應(yīng)力高周疲勞、腐蝕疲勞、疲勞斷裂：高應(yīng)力低周疲勞、低應(yīng)力高周疲勞、腐蝕疲勞、 熱疲勞；熱疲勞； 腐蝕：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、穴蝕；腐蝕：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、穴蝕； 二、摩擦基礎(chǔ)知識二、摩擦基礎(chǔ)知識 1.概念概念 兩物體之間相互運(yùn)動，使其接觸表面產(chǎn)兩物體之間相互運(yùn)動，使其接觸表面產(chǎn) 生運(yùn)動阻力的現(xiàn)生運(yùn)動阻力的現(xiàn) 象稱為摩擦。象稱為摩擦。 2.分類分類 按零件表面潤滑狀態(tài)的不同，摩擦可分為以下四種類型。按零件表面潤滑狀態(tài)的不同，摩擦可分為以下四種類型。 固體摩擦（干摩擦）固體摩擦（干摩擦） 摩

6、擦副之間完全沒有潤滑介質(zhì)時的摩擦。摩擦副之間完全沒有潤滑介質(zhì)時的摩擦。 處于干摩擦狀態(tài)下的摩擦副表面會產(chǎn)生較大的運(yùn)動阻力，使處于干摩擦狀態(tài)下的摩擦副表面會產(chǎn)生較大的運(yùn)動阻力，使 零件表面急劇磨損；所以，汽車上除了零件表面急劇磨損；所以，汽車上除了有意加以利用有意加以利用的特殊場合的特殊場合 外，一般不希望發(fā)生干摩擦。外，一般不希望發(fā)生干摩擦。 汽車上離合器、制動器的摩擦副屬于干摩擦；氣缸壁上部與汽車上離合器、制動器的摩擦副屬于干摩擦；氣缸壁上部與 活塞環(huán)之間以干摩擦和邊界摩擦為主；曲軸軸徑和軸承之間，在活塞環(huán)之間以干摩擦和邊界摩擦為主；曲軸軸徑和軸承之間，在 工作過程中受沖擊載荷作用時會出現(xiàn)干

7、摩擦工作過程中受沖擊載荷作用時會出現(xiàn)干摩擦。 流體摩擦（液體摩擦）流體摩擦（液體摩擦） 相對運(yùn)動的摩擦副表面不直接接觸，而是被一層厚度相對運(yùn)動的摩擦副表面不直接接觸，而是被一層厚度 為為1.52.0m的潤滑油膜完全隔開的摩擦。的潤滑油膜完全隔開的摩擦。 處于流體摩擦狀態(tài)下的摩擦副，其摩擦阻力很小處于流體摩擦狀態(tài)下的摩擦副，其摩擦阻力很小 （k=0.0010.008），因此零件的磨損也非常輕微。），因此零件的磨損也非常輕微。 汽車上大部分摩擦副在正常狀態(tài)下都處于流體摩擦。汽車上大部分摩擦副在正常狀態(tài)下都處于流體摩擦。 邊界摩擦邊界摩擦 在邊界摩擦狀態(tài)下，由于摩擦副表面之間的油膜厚度很在邊界摩擦狀

8、態(tài)下，由于摩擦副表面之間的油膜厚度很 小，在工作中受沖擊載荷和高溫等作用很容易被破壞，所以小，在工作中受沖擊載荷和高溫等作用很容易被破壞，所以 不如流體摩擦可靠。不如流體摩擦可靠。 相對運(yùn)動的摩擦副表面之間被一層極薄的（通常只有相對運(yùn)動的摩擦副表面之間被一層極薄的（通常只有 幾個分子直徑，幾個分子直徑，1個分子直徑個分子直徑=10-10 m ）、具有特殊性質(zhì)）、具有特殊性質(zhì) 的潤滑油膜所隔開的摩擦。的潤滑油膜所隔開的摩擦。 當(dāng)流體摩擦的潤滑油膜形成的條件不斷惡化時（當(dāng)流體摩擦的潤滑油膜形成的條件不斷惡化時（如潤如潤 滑油粘度、摩擦副表面相對運(yùn)動速度持續(xù)降低或外載荷不滑油粘度、摩擦副表面相對運(yùn)動

9、速度持續(xù)降低或外載荷不 斷增大斷增大），流體摩擦將逐漸演變?yōu)檫吔缒Σ?。），流體摩擦將逐漸演變?yōu)檫吔缒Σ痢?兩摩擦副表面之間同時存在干摩擦、流體摩擦和邊界摩兩摩擦副表面之間同時存在干摩擦、流體摩擦和邊界摩 擦的摩擦。擦的摩擦。 混合摩擦混合摩擦 把零件的摩擦分為干摩擦、流體摩擦和邊界摩擦只是把零件的摩擦分為干摩擦、流體摩擦和邊界摩擦只是 為了討論問題方便而已。實際上，零件通常都是在混合摩為了討論問題方便而已。實際上，零件通常都是在混合摩 擦狀態(tài)下工作的；各類摩擦是可以相互轉(zhuǎn)換的，其摩擦狀擦狀態(tài)下工作的；各類摩擦是可以相互轉(zhuǎn)換的，其摩擦狀 態(tài)隨工作條件的變化而變化。態(tài)隨工作條件的變化而變化。如如

10、：長時間停車后重新起動：長時間停車后重新起動 的發(fā)動機(jī)，其氣缸壁與活塞環(huán)摩擦副表面之間的摩擦。的發(fā)動機(jī)，其氣缸壁與活塞環(huán)摩擦副表面之間的摩擦。 第二節(jié)、零件磨損失效第二節(jié)、零件磨損失效 一一.零件磨損的概念零件磨損的概念 零件的磨損是指零件工作表面的物質(zhì)由于相對運(yùn)動而不零件的磨損是指零件工作表面的物質(zhì)由于相對運(yùn)動而不 斷耗損的現(xiàn)象。斷耗損的現(xiàn)象。 磨損是伴隨摩擦而產(chǎn)生的必然結(jié)果，磨損的發(fā)生將造成零磨損是伴隨摩擦而產(chǎn)生的必然結(jié)果，磨損的發(fā)生將造成零 件形狀、尺寸及表面性質(zhì)的變化，使零件的工作性能逐漸件形狀、尺寸及表面性質(zhì)的變化，使零件的工作性能逐漸 降低；降低； 磨損是個十分復(fù)雜的現(xiàn)象，它與零件

11、的磨損是個十分復(fù)雜的現(xiàn)象，它與零件的 材料、形狀、硬材料、形狀、硬 度、表面加工質(zhì)量、受力狀況、工作條件（載荷、溫度、度、表面加工質(zhì)量、受力狀況、工作條件（載荷、溫度、 相對運(yùn)動速度、潤滑條件）等有關(guān)；相對運(yùn)動速度、潤滑條件）等有關(guān)； 磨損失效是影響零件可靠性的主要因素，農(nóng)業(yè)機(jī)械上大約磨損失效是影響零件可靠性的主要因素，農(nóng)業(yè)機(jī)械上大約 有有75的零件是由于磨損而報廢的。的零件是由于磨損而報廢的。 二二.零件磨損的分類零件磨損的分類 按照零件的表面破壞機(jī)理和特征可將汽車零件的磨按照零件的表面破壞機(jī)理和特征可將汽車零件的磨 損分為損分為: 磨料磨損磨料磨損 粘著磨損粘著磨損 表面疲勞磨損表面疲勞磨

12、損 腐蝕磨損腐蝕磨損 微動磨損微動磨損 各類磨損的內(nèi)容及特點(diǎn)如下表。各類磨損的內(nèi)容及特點(diǎn)如下表。 3.零件磨損失效分析零件磨損失效分析 磨料磨損磨料磨損 1）磨料磨損的概念）磨料磨損的概念 物體表面與硬質(zhì)顆?；蛴操|(zhì)凸出物物體表面與硬質(zhì)顆?；蛴操|(zhì)凸出物 （包括硬金屬）相互摩擦引起表面材料損失的現(xiàn)象稱為（包括硬金屬）相互摩擦引起表面材料損失的現(xiàn)象稱為 磨料磨損。磨料磨損。 磨科磨損是最常見的，同時也是危害最為嚴(yán)重的磨損磨科磨損是最常見的，同時也是危害最為嚴(yán)重的磨損 形式。在各類磨損形式中，它大約占磨損總消耗的形式。在各類磨損形式中，它大約占磨損總消耗的50。 2）磨料磨損的失效機(jī)理）磨料磨損的失效

13、機(jī)理 磨料磨損機(jī)理是屬于磨料的機(jī)械作用，這種機(jī)械作磨料磨損機(jī)理是屬于磨料的機(jī)械作用，這種機(jī)械作 用在很大程度上與磨料的性質(zhì)、形狀、尺寸大小以及載用在很大程度上與磨料的性質(zhì)、形狀、尺寸大小以及載 荷作用下磨料與被磨表面的機(jī)械性能有關(guān)；對于汽車零荷作用下磨料與被磨表面的機(jī)械性能有關(guān)；對于汽車零 件磨料磨損的失效機(jī)理，目前存在四種假說。件磨料磨損的失效機(jī)理，目前存在四種假說。 以微量切削為主的假說以微量切削為主的假說 磨料磨損是由于磨料從金屬表面切下微量切屑而造成的。磨料磨損是由于磨料從金屬表面切下微量切屑而造成的。 其依據(jù)是實驗室里磨料磨損試驗所獲得其依據(jù)是實驗室里磨料磨損試驗所獲得 的磨屑像切削

14、加工的磨屑像切削加工 的切屑一樣，呈螺旋彎曲形。的切屑一樣，呈螺旋彎曲形。 該假說人為：該假說人為： 當(dāng)塑性金屬被固定的磨料摩擦?xí)r，在金屬表面發(fā)生兩個過程：當(dāng)塑性金屬被固定的磨料摩擦?xí)r，在金屬表面發(fā)生兩個過程： 塑性擠壓塑性擠壓形成擦痕形成擦痕 切削金屬切削金屬形成磨屑形成磨屑 在摩擦過程中，大部分磨料在金屬表面上只留下兩側(cè)凸起的在摩擦過程中，大部分磨料在金屬表面上只留下兩側(cè)凸起的 擦痕，小部分磨料即棱面將切削金屬形成切屑。擦痕，小部分磨料即棱面將切削金屬形成切屑。 滾動接觸疲勞破壞產(chǎn)生的微粒多呈球形。滾動接觸疲勞破壞產(chǎn)生的微粒多呈球形。 以疲勞破壞為主的假說以疲勞破壞為主的假說 壓痕兩側(cè)金屬

15、已經(jīng)受到破壞，其它磨料很容易使其脫落。壓痕兩側(cè)金屬已經(jīng)受到破壞，其它磨料很容易使其脫落。 該假說認(rèn)為金屬同磨料摩擦?xí)r，金屬的同一顯微體積經(jīng)多次塑該假說認(rèn)為金屬同磨料摩擦?xí)r，金屬的同一顯微體積經(jīng)多次塑 性變形，使金屬產(chǎn)生疲勞破壞，呈小顆粒從表層上脫落下來。性變形，使金屬產(chǎn)生疲勞破壞，呈小顆粒從表層上脫落下來。 但并不排除同時存在磨料直接切下金屬的過程。但并不排除同時存在磨料直接切下金屬的過程。 以壓痕為主的假說以壓痕為主的假說 對塑性較大的材料，磨料在壓力作用下壓入材料表面，在對塑性較大的材料，磨料在壓力作用下壓入材料表面，在 摩擦過程中，壓入的磨料犁耕另一金屬表面，形成溝槽，使摩擦過程中，壓入

16、的磨料犁耕另一金屬表面，形成溝槽，使 金屬表面受到嚴(yán)重的塑性變形；金屬表面受到嚴(yán)重的塑性變形； 實驗證明，對于脆性材料，若磨料棱角尖銳、尺寸大，且施加實驗證明，對于脆性材料，若磨料棱角尖銳、尺寸大，且施加 載荷高時，以斷裂過程產(chǎn)生的磨損占主要地位，故磨損率很高。載荷高時，以斷裂過程產(chǎn)生的磨損占主要地位，故磨損率很高。 以斷裂為主的假說以斷裂為主的假說 該假說主要針對脆性材料，以脆性斷裂為主。該假說主要針對脆性材料，以脆性斷裂為主。 當(dāng)磨料壓入和擦劃金屬表面時，壓痕處的金屬產(chǎn)生變形，磨料當(dāng)磨料壓入和擦劃金屬表面時，壓痕處的金屬產(chǎn)生變形，磨料 壓入的深度達(dá)到臨界深度時，隨壓力面產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力足以使

17、壓入的深度達(dá)到臨界深度時，隨壓力面產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力足以使 裂紋產(chǎn)生。裂紋產(chǎn)生。 裂紋主要有兩種形式，一種是垂直于表面的中間裂紋，另一種裂紋主要有兩種形式，一種是垂直于表面的中間裂紋，另一種 是從壓痕底部向表面擴(kuò)展的橫向裂紋。是從壓痕底部向表面擴(kuò)展的橫向裂紋。 在這種壓入條件下，橫向裂紋相交或擴(kuò)展到表面時，材料微粒在這種壓入條件下，橫向裂紋相交或擴(kuò)展到表面時，材料微粒 便產(chǎn)生脫落、形成磨屑。由于裂紋能超過擦痕的邊界，所以斷裂便產(chǎn)生脫落、形成磨屑。由于裂紋能超過擦痕的邊界，所以斷裂 引起的材料遷移率可能比塑性變形引起的材料遷移率大得多。引起的材料遷移率可能比塑性變形引起的材料遷移率大得多。 3）磨料

18、磨損的特點(diǎn)）磨料磨損的特點(diǎn) H KWLKWL V y 33 V磨損體積；磨損體積； W法向載荷；法向載荷； L摩擦副表面相對滑移距離；摩擦副表面相對滑移距離； y材料的屈服極限；材料的屈服極限； H摩擦副中較軟一方的硬度；摩擦副中較軟一方的硬度； K磨料磨損系數(shù)，與摩擦條件（摩擦材料的性質(zhì)、磨料的磨料磨損系數(shù)，與摩擦條件（摩擦材料的性質(zhì)、磨料的 性質(zhì)及潤滑條件等）有關(guān)。性質(zhì)及潤滑條件等）有關(guān)。 磨損量與摩擦副所承受的發(fā)向載荷磨損量與摩擦副所承受的發(fā)向載荷W、摩擦副之間的相對滑、摩擦副之間的相對滑 移距離移距離L以及磨料的硬度成正比；以及磨料的硬度成正比； 磨損量與摩擦副材料的屈服極限磨損量與摩

19、擦副材料的屈服極限y、硬度、硬度H以及摩擦副間的以及摩擦副間的 相對滑移速度成反比；相對滑移速度成反比； 在其他條件相同的條件下，磨料尺寸與摩擦副的配合間隙相在其他條件相同的條件下，磨料尺寸與摩擦副的配合間隙相 近時，磨損量最大。近時，磨損量最大。 H KWLKWL V y 33 創(chuàng)造良好的潤滑條件。創(chuàng)造良好的潤滑條件。 4）減輕磨料磨損的措施）減輕磨料磨損的措施 對于零件來說，磨料磨損的發(fā)生一般處于兩種情況：對于零件來說，磨料磨損的發(fā)生一般處于兩種情況： 粗糙的硬表面將軟的摩擦副表面劃傷；粗糙的硬表面將軟的摩擦副表面劃傷； 由于工作環(huán)境所帶來的磨料以及摩擦表面脫落并在摩擦中由于工作環(huán)境所帶來

20、的磨料以及摩擦表面脫落并在摩擦中 被強(qiáng)化了的顆粒所產(chǎn)生的作用。被強(qiáng)化了的顆粒所產(chǎn)生的作用。 因此，減輕磨料磨損的具體措施有：因此，減輕磨料磨損的具體措施有： 零件在設(shè)計上應(yīng)選擇合適的耐磨材料；在制造過程中，應(yīng)零件在設(shè)計上應(yīng)選擇合適的耐磨材料；在制造過程中，應(yīng) 盡量提高零件的表面加工質(zhì)量與硬度。盡量提高零件的表面加工質(zhì)量與硬度。 在使用與維修中，應(yīng)設(shè)法防止外界磨料進(jìn)入各總成內(nèi)部，在使用與維修中，應(yīng)設(shè)法防止外界磨料進(jìn)入各總成內(nèi)部， 并進(jìn)行良好的維護(hù)。并進(jìn)行良好的維護(hù)。 避免車在含塵率大的土路上列隊行駛；避免車在含塵率大的土路上列隊行駛； 防止燃油、潤滑油在存儲和運(yùn)輸中混入雜質(zhì)；防止燃油、潤滑油在存

21、儲和運(yùn)輸中混入雜質(zhì)； 改善改善“三濾三濾”的濾清質(zhì)量；的濾清質(zhì)量； 密封曲軸箱、變速器殼體、驅(qū)動橋殼體、進(jìn)氣管接頭等；密封曲軸箱、變速器殼體、驅(qū)動橋殼體、進(jìn)氣管接頭等； 加強(qiáng)總成裝配前的清潔工作。加強(qiáng)總成裝配前的清潔工作。 粘著磨損粘著磨損 1）粘著磨損的概念）粘著磨損的概念 摩擦付在相對運(yùn)動中，由于摩擦付在相對運(yùn)動中，由于“冷焊冷焊”（固相焊（固相焊 合）作用，使接觸處的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一合）作用，使接觸處的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一 個表面，進(jìn)一步發(fā)生材料脫落的現(xiàn)象叫粘著磨損。個表面，進(jìn)一步發(fā)生材料脫落的現(xiàn)象叫粘著磨損。 粘著磨損是缺油或油膜被破壞后（大負(fù)荷、高溫粘著磨損是缺油或油膜被

22、破壞后（大負(fù)荷、高溫 等），發(fā)生干摩擦的結(jié)果。嚴(yán)重時會使摩擦副咬死，等），發(fā)生干摩擦的結(jié)果。嚴(yán)重時會使摩擦副咬死， 如如“抱軸抱軸”。 2）粘著磨損的失效機(jī)理）粘著磨損的失效機(jī)理 第一類粘著磨損（冷焊）第一類粘著磨損（冷焊） 缺油或油膜被破壞缺油或油膜被破壞 零件表面的微凸體直接接觸零件表面的微凸體直接接觸 接觸面積小、接觸應(yīng)力大接觸面積小、接觸應(yīng)力大 當(dāng)接觸應(yīng)力超過材料的屈服極限時當(dāng)接觸應(yīng)力超過材料的屈服極限時 微凸體塑性變形微凸體塑性變形 冷焊粘著冷焊粘著 粘著點(diǎn)剪斷 粘著點(diǎn)剪斷 再粘著再粘著 再剪斷再剪斷零件表面材料不斷耗損。零件表面材料不斷耗損。 第二類粘著磨損（熱磨損）第二類粘著磨損

23、（熱磨損） 缺油或油膜被破壞缺油或油膜被破壞 干摩擦干摩擦 摩擦功轉(zhuǎn)化成熱量摩擦功轉(zhuǎn)化成熱量 零件表面接觸點(diǎn)溫度升高零件表面接觸點(diǎn)溫度升高 接觸點(diǎn)軟化或熔化接觸點(diǎn)軟化或熔化 粘著粘著 剪斷剪斷 再粘著再粘著 再剪斷再剪斷 零件表面材料不斷耗損。零件表面材料不斷耗損。 嚴(yán)重時會造成相對運(yùn)動的停止，如嚴(yán)重時會造成相對運(yùn)動的停止，如“抱軸抱軸”、“拉拉 缸缸”。 3 3） 影響粘著磨損的主要因素影響粘著磨損的主要因素 （1 1）材料）材料 多相金屬抗粘著磨損性能單相金屬；多相金屬抗粘著磨損性能單相金屬； 異種金屬配對的抗粘著磨損能力同種金異種金屬配對的抗粘著磨損能力同種金 屬配對屬配對 脆性材料優(yōu)于

24、塑性材料；脆性材料優(yōu)于塑性材料； 金屬與非金屬配對好。金屬與非金屬配對好。 （2 2）摩擦表面粗糙度）摩擦表面粗糙度 表面粗糙度越低，則抗粘著磨損能力越高；表面粗糙度越低，則抗粘著磨損能力越高； 表面越潔凈，則抗粘著磨損能力越差。表面越潔凈，則抗粘著磨損能力越差。 （3 3）載荷）載荷 載荷載荷耐磨量耐磨量與載荷成正比；與載荷成正比； 當(dāng)載荷大于臨界值時，磨損量急劇當(dāng)載荷大于臨界值時，磨損量急劇粘著磨損。粘著磨損。 （4 4）溫度與速度）溫度與速度 （5 5）潤滑）潤滑 4 4）減少粘著磨損的措施）減少粘著磨損的措施 （1 1）正確選擇配對材料；）正確選擇配對材料； （2）合適的表面粗糙度；）

25、合適的表面粗糙度； 3）防止熱磨損的發(fā)生。）防止熱磨損的發(fā)生。 設(shè)法減少摩擦區(qū)域形成的熱量，使摩擦區(qū)域的溫度低于設(shè)法減少摩擦區(qū)域形成的熱量，使摩擦區(qū)域的溫度低于金屬金屬 熱穩(wěn)定性的臨界溫度熱穩(wěn)定性的臨界溫度和和潤滑油熱穩(wěn)定性的臨界溫度：潤滑油熱穩(wěn)定性的臨界溫度： 在設(shè)計上，采取摩擦區(qū)域強(qiáng)制冷卻的結(jié)構(gòu)；在設(shè)計上，采取摩擦區(qū)域強(qiáng)制冷卻的結(jié)構(gòu)； 在維修中，注意摩擦副的配合間隙；在維修中，注意摩擦副的配合間隙； 走合期要低速輕載；走合期要低速輕載； 采用合適的潤滑劑和表面化學(xué)處理形成表面膜。采用合適的潤滑劑和表面化學(xué)處理形成表面膜。 （磷化、鍍銅）（磷化、鍍銅） 設(shè)法提高金屬熱穩(wěn)定性和潤滑油熱穩(wěn)定性，

26、選用熱穩(wěn)定性高設(shè)法提高金屬熱穩(wěn)定性和潤滑油熱穩(wěn)定性，選用熱穩(wěn)定性高 的合金鋼并進(jìn)行正確的熱處理。的合金鋼并進(jìn)行正確的熱處理。 1）疲勞磨損的概念）疲勞磨損的概念 兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用下，材料兩接觸表面在交變接觸壓應(yīng)力的作用下，材料 表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象。表面因疲勞而產(chǎn)生物質(zhì)損失的現(xiàn)象。 汽車上較易出現(xiàn)該類磨損的配合副通常有：齒汽車上較易出現(xiàn)該類磨損的配合副通常有：齒 輪副、凸輪副、滾動軸承以及巴氏合金軸承表面材輪副、凸輪副、滾動軸承以及巴氏合金軸承表面材 料的疲勞剝落等。這些摩擦副共同的工作特點(diǎn)是：料的疲勞剝落等。這些摩擦副共同的工作特點(diǎn)是： 摩擦表面的相對運(yùn)動形式為摩擦

27、表面的相對運(yùn)動形式為滾動滾動或或滾動滾動+滑動。滑動。 疲勞磨損疲勞磨損 2）疲勞磨損的失效機(jī)理）疲勞磨損的失效機(jī)理 表面疲勞磨損是表面疲勞磨損是疲勞疲勞和和摩擦摩擦共同作共同作 用的結(jié)果，用的結(jié)果， 失效過程可分為兩個階段：首先失效過程可分為兩個階段：首先 是是疲勞核心裂紋的形成疲勞核心裂紋的形成，然后是，然后是疲勞疲勞 裂紋的發(fā)展裂紋的發(fā)展，直至材料微粒的脫落。，直至材料微粒的脫落。 在純滾動狀態(tài)下，由于接觸表面彈性在純滾動狀態(tài)下，由于接觸表面彈性 變形的結(jié)果，最大壓應(yīng)力發(fā)生在表變形的結(jié)果，最大壓應(yīng)力發(fā)生在表 面上，而最大剪應(yīng)力發(fā)生在表面以面上，而最大剪應(yīng)力發(fā)生在表面以 下下0.393B處

28、，即次表層內(nèi)。處，即次表層內(nèi)。 最大剪應(yīng)力理論最大剪應(yīng)力理論裂紋起源次表層裂紋起源次表層 在載荷的反復(fù)作用下，裂紋首先在此附近發(fā)生，并沿在載荷的反復(fù)作用下，裂紋首先在此附近發(fā)生，并沿最大最大 剪應(yīng)力方向擴(kuò)展到表面，形成磨損微粒脫落。（磨屑形狀多為剪應(yīng)力方向擴(kuò)展到表面，形成磨損微粒脫落。（磨屑形狀多為 扇形，在摩擦表面上留下各種形狀的扇形，在摩擦表面上留下各種形狀的“痘斑痘斑”狀點(diǎn)坑）。狀點(diǎn)坑）。 裂紋的產(chǎn)生一般都是由于在裂紋的產(chǎn)生一般都是由于在 剪應(yīng)力作用下，因塑性變形而剪應(yīng)力作用下，因塑性變形而 引起的，如圖所示。引起的，如圖所示。 若摩擦表面的相對運(yùn)動為若摩擦表面的相對運(yùn)動為“滾動滾動+滑

29、滑 動動”時，則表面以下的剪應(yīng)力分布時，則表面以下的剪應(yīng)力分布 應(yīng)為純滾動與純滑動剪應(yīng)力分布的應(yīng)為純滾動與純滑動剪應(yīng)力分布的 復(fù)合狀態(tài)，即最大剪應(yīng)力的位置隨復(fù)合狀態(tài)，即最大剪應(yīng)力的位置隨 著滑動分量的增加向表層移動，則著滑動分量的增加向表層移動，則 破壞位置也隨之向表層移動。破壞位置也隨之向表層移動。 最大剪應(yīng)力理論最大剪應(yīng)力理論裂紋起源次表層裂紋起源次表層 有時，真實零件表層中的原始裂紋不一定在最大剪應(yīng)力區(qū)有時，真實零件表層中的原始裂紋不一定在最大剪應(yīng)力區(qū) 產(chǎn)生，而可能發(fā)生于表面以下的有雜質(zhì)、孔隙、微觀裂紋或其產(chǎn)生，而可能發(fā)生于表面以下的有雜質(zhì)、孔隙、微觀裂紋或其 他內(nèi)部缺陷等薄弱環(huán)節(jié)處。他

30、內(nèi)部缺陷等薄弱環(huán)節(jié)處。 在滾動在滾動+滑動的接觸過程中：滑動的接觸過程中： 外載荷、表層應(yīng)力、摩擦力外載荷、表層應(yīng)力、摩擦力表層表層 塑性變形塑性變形表面硬化表面硬化初始裂紋初始裂紋 沿與表層小于沿與表層小于45夾角擴(kuò)展夾角擴(kuò)展油油 楔作用楔作用擴(kuò)展擴(kuò)展脫落。脫落。 在接觸表面留下深淺不同的麻在接觸表面留下深淺不同的麻 點(diǎn)剝落坑，其深度一般為點(diǎn)剝落坑，其深度一般為0.10.2mm. 油楔理論油楔理論裂紋起源于摩擦表面裂紋起源于摩擦表面 表層經(jīng)過強(qiáng)化處理的零件（滲碳、淬火等），其接觸表層經(jīng)過強(qiáng)化處理的零件（滲碳、淬火等），其接觸 疲勞裂紋往往出現(xiàn)在疲勞裂紋往往出現(xiàn)在硬化層與芯部過渡區(qū)。硬化層與芯

31、部過渡區(qū)。這是因為該區(qū)這是因為該區(qū) 域所承受的剪切應(yīng)力較大，而材料的抗剪切強(qiáng)度較低。域所承受的剪切應(yīng)力較大，而材料的抗剪切強(qiáng)度較低。 實驗表明，只要該處實驗表明，只要該處承受的剪切應(yīng)力與材料的抗剪切承受的剪切應(yīng)力與材料的抗剪切 強(qiáng)度之比大于強(qiáng)度之比大于0.55時時，就有可能在過渡區(qū)形成初始裂紋，就有可能在過渡區(qū)形成初始裂紋， 裂紋平行于表面擴(kuò)展后，再垂直向表面發(fā)展而出現(xiàn)表層大裂紋平行于表面擴(kuò)展后，再垂直向表面發(fā)展而出現(xiàn)表層大 塊狀脫落。塊狀脫落。 一般地講，當(dāng)硬化層深度不合理、芯部強(qiáng)度過低、過一般地講，當(dāng)硬化層深度不合理、芯部強(qiáng)度過低、過 渡區(qū)存在不利的殘余應(yīng)力時，容易在渡區(qū)存在不利的殘余應(yīng)力

32、時，容易在硬化層與芯部過渡區(qū)硬化層與芯部過渡區(qū) 產(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生裂紋。 過渡區(qū)理論過渡區(qū)理論裂紋起源于硬化層與芯部過渡區(qū)裂紋起源于硬化層與芯部過渡區(qū) 材料：材料：零件材料中含有非金屬雜質(zhì)，特別是脆性夾雜物（如零件材料中含有非金屬雜質(zhì)，特別是脆性夾雜物（如 氧化鋁、硅酸鹽、氮化物等）時，零件表面易產(chǎn)生疲勞裂紋。氧化鋁、硅酸鹽、氮化物等）時，零件表面易產(chǎn)生疲勞裂紋。 （夾雜物與基體的交界處引起應(yīng)力集中）（夾雜物與基體的交界處引起應(yīng)力集中） 3）影響表面疲勞磨損的因素）影響表面疲勞磨損的因素 表面疲勞磨損與零件的表面疲勞磨損與零件的材料材料、熱處理的金相組織熱處理的金相組織、表面粗糙表面粗糙 度度、接

33、觸精度接觸精度以及以及潤滑狀況潤滑狀況等有關(guān)。等有關(guān)。 強(qiáng)度與硬度：強(qiáng)度與硬度：零件材料的抗斷裂強(qiáng)度愈大、硬度愈高，其抗疲零件材料的抗斷裂強(qiáng)度愈大、硬度愈高，其抗疲 勞磨損能力愈強(qiáng)。勞磨損能力愈強(qiáng)。 強(qiáng)化層厚度強(qiáng)化層厚度：零件的強(qiáng)化層厚度要合理，使最大剪應(yīng)力發(fā)生在：零件的強(qiáng)化層厚度要合理，使最大剪應(yīng)力發(fā)生在 強(qiáng)化層內(nèi)（強(qiáng)化層內(nèi)（0.393B），可提高抗疲勞磨損能力。），可提高抗疲勞磨損能力。 表面粗糙度表面粗糙度愈小、愈小、接觸精度接觸精度愈高，其抗疲勞磨損能力愈強(qiáng)。愈高，其抗疲勞磨損能力愈強(qiáng)。 潤滑油粘度潤滑油粘度較高時，由于接觸面壓應(yīng)力近乎均勻，同時油較高時，由于接觸面壓應(yīng)力近乎均勻，同時

34、油 液液 不易滲入裂紋，從而提高了零件表面抗疲勞磨損能力。不易滲入裂紋，從而提高了零件表面抗疲勞磨損能力。 1）腐蝕磨損的概念）腐蝕磨損的概念 零件表面在摩擦過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)零件表面在摩擦過程中，表面金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué) 或電化學(xué)反應(yīng)，而出現(xiàn)物質(zhì)損失的現(xiàn)象稱為腐蝕磨損?；螂娀瘜W(xué)反應(yīng)，而出現(xiàn)物質(zhì)損失的現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。 腐蝕磨損是腐蝕和摩擦共同作用的結(jié)果；其表現(xiàn)的狀態(tài)腐蝕磨損是腐蝕和摩擦共同作用的結(jié)果；其表現(xiàn)的狀態(tài) 與介質(zhì)的性質(zhì)、介質(zhì)作用在摩擦表面上的狀態(tài)以及摩擦材與介質(zhì)的性質(zhì)、介質(zhì)作用在摩擦表面上的狀態(tài)以及摩擦材 料的性能有關(guān)。料的性能有關(guān)。 2）腐蝕磨損的類型）腐蝕磨損的

35、類型 腐蝕磨損通常分為腐蝕磨損通常分為氧化磨損氧化磨損、特殊介質(zhì)腐蝕磨損特殊介質(zhì)腐蝕磨損、氣蝕氣蝕 及及氫致磨損氫致磨損。 3.零件磨損失效分析零件磨損失效分析 腐蝕磨損腐蝕磨損 氧化磨損氧化磨損 氧化磨損普遍存在于摩擦副中，其損壞特征是在金屬零件氧化磨損普遍存在于摩擦副中，其損壞特征是在金屬零件 的摩擦表面上沿滑動方向呈現(xiàn)均勻細(xì)微的磨痕（如曲軸軸頸、的摩擦表面上沿滑動方向呈現(xiàn)均勻細(xì)微的磨痕（如曲軸軸頸、 氣缸、活塞銷、齒輪嚙合表面、滾珠或滾柱軸承等零件都會氣缸、活塞銷、齒輪嚙合表面、滾珠或滾柱軸承等零件都會 產(chǎn)生氧化磨損）。產(chǎn)生氧化磨損）。氧化磨損的磨損率在各種磨損中是最小的，氧化磨損的磨損

36、率在各種磨損中是最小的， 且氧化膜的生成還有利于防止粘著磨損。且氧化膜的生成還有利于防止粘著磨損。 失效機(jī)理：失效機(jī)理：由于金屬材料表面與空氣或潤滑油中的氧相互作由于金屬材料表面與空氣或潤滑油中的氧相互作 用，使金屬表面生成單分子層氧化膜（用，使金屬表面生成單分子層氧化膜（當(dāng)零件相對運(yùn)動時，當(dāng)零件相對運(yùn)動時， 金屬表面和周圍介質(zhì)之間相互作用的活性迅速增加，表面上金屬表面和周圍介質(zhì)之間相互作用的活性迅速增加，表面上 形成氧化膜的速度更快形成氧化膜的速度更快）。如果摩擦表面微凸體上的氧化膜）。如果摩擦表面微凸體上的氧化膜 由于摩擦遭到破壞而脫落，那么在下一次摩擦接觸前又形成由于摩擦遭到破壞而脫落，

37、那么在下一次摩擦接觸前又形成 新的氧化膜，這樣反復(fù)進(jìn)行而使零件表面產(chǎn)生氧化磨損。新的氧化膜，這樣反復(fù)進(jìn)行而使零件表面產(chǎn)生氧化磨損。 影響氧化磨損的因素影響氧化磨損的因素 影響氧化磨損的因素有摩擦副的滑動速度、接觸載影響氧化磨損的因素有摩擦副的滑動速度、接觸載 荷、氧化膜的硬度、介質(zhì)中的含氧量、潤滑條件以及材料荷、氧化膜的硬度、介質(zhì)中的含氧量、潤滑條件以及材料 性能等。性能等。 在載荷不變的條件下，氧化磨損量隨滑動速度變化而變化。在載荷不變的條件下，氧化磨損量隨滑動速度變化而變化。 磨損類型也在氧化磨損和粘著磨損之間相互轉(zhuǎn)化。磨損類型也在氧化磨損和粘著磨損之間相互轉(zhuǎn)化。 當(dāng)載荷超過某一臨界值時，

38、磨損量隨載荷的增大而急劇增加，當(dāng)載荷超過某一臨界值時，磨損量隨載荷的增大而急劇增加， 其磨損類型也由氧化磨損轉(zhuǎn)化為粘著磨損。其磨損類型也由氧化磨損轉(zhuǎn)化為粘著磨損。 介質(zhì)含氧量會直接影響磨損率，金屬在還原性氣體、惰性氣介質(zhì)含氧量會直接影響磨損率，金屬在還原性氣體、惰性氣 體、純氧介質(zhì)中，其磨損值都比空氣中大。這是因為空氣中體、純氧介質(zhì)中，其磨損值都比空氣中大。這是因為空氣中 所形成的氧化膜強(qiáng)度高，與基體金屬結(jié)合牢固的緣故。所形成的氧化膜強(qiáng)度高，與基體金屬結(jié)合牢固的緣故。 鋼鐵零件表面生成的氧化膜較脆、易破裂，且與基體金屬鋼鐵零件表面生成的氧化膜較脆、易破裂，且與基體金屬 之間的結(jié)合強(qiáng)度低，故易產(chǎn)

39、生氧化磨損。之間的結(jié)合強(qiáng)度低，故易產(chǎn)生氧化磨損。 鋁質(zhì)零件表面生成的氧化鋁有韌性，且與基體結(jié)合牢固，鋁質(zhì)零件表面生成的氧化鋁有韌性，且與基體結(jié)合牢固， 磨損率低。磨損率低。 潤滑油膜能起到減磨和保護(hù)作用，減緩氧化膜生成的速度。潤滑油膜能起到減磨和保護(hù)作用，減緩氧化膜生成的速度。 油脂與氧反應(yīng)生成酸性氧化物時則會腐蝕摩擦表面。生產(chǎn)油脂與氧反應(yīng)生成酸性氧化物時則會腐蝕摩擦表面。生產(chǎn) 中有時利用危害性小的腐蝕磨損來防止危害性大的粘著磨中有時利用危害性小的腐蝕磨損來防止危害性大的粘著磨 損。損。如汽車后橋中采用雙曲線齒輪傳動，因雙曲線齒輪副如汽車后橋中采用雙曲線齒輪傳動，因雙曲線齒輪副 接觸應(yīng)力較大，

40、極易產(chǎn)生早期粘著磨損。為此，在潤滑油接觸應(yīng)力較大，極易產(chǎn)生早期粘著磨損。為此，在潤滑油 中加入中性極壓添加劑，使油膜強(qiáng)度提高，寧可使其產(chǎn)生中加入中性極壓添加劑，使油膜強(qiáng)度提高，寧可使其產(chǎn)生 較低的氧化性的腐蝕磨損，而避免嚴(yán)重的粘著磨損出現(xiàn)。較低的氧化性的腐蝕磨損，而避免嚴(yán)重的粘著磨損出現(xiàn)。 特殊介質(zhì)特殊介質(zhì)腐蝕磨損腐蝕磨損 摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作用生成各種產(chǎn)物，在摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)作用生成各種產(chǎn)物，在 摩擦過程中不斷被磨去的現(xiàn)象稱為特殊介質(zhì)腐蝕磨損。其磨摩擦過程中不斷被磨去的現(xiàn)象稱為特殊介質(zhì)腐蝕磨損。其磨 損機(jī)理與氧化磨損相似，但磨損速度較快，磨損率隨介質(zhì)的損機(jī)理與氧化磨損相

41、似，但磨損速度較快，磨損率隨介質(zhì)的 腐蝕性增大而變大。腐蝕性增大而變大。 發(fā)動機(jī)氣缸壁是發(fā)生特殊介質(zhì)腐蝕磨損的典型。發(fā)動機(jī)氣缸壁是發(fā)生特殊介質(zhì)腐蝕磨損的典型。 發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)物中含有碳、硫和氯的氧化物、發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)物中含有碳、硫和氯的氧化物、 水蒸汽和有機(jī)酸等腐蝕性物質(zhì)，可直接與缸壁起化學(xué)作用，水蒸汽和有機(jī)酸等腐蝕性物質(zhì)，可直接與缸壁起化學(xué)作用， 也可溶于水形成酸類腐蝕缸壁，前者稱為化學(xué)腐蝕，后者稱也可溶于水形成酸類腐蝕缸壁，前者稱為化學(xué)腐蝕，后者稱 為電化學(xué)腐蝕，其腐蝕強(qiáng)度與溫度有關(guān)。為電化學(xué)腐蝕，其腐蝕強(qiáng)度與溫度有關(guān)。 tk 一定壓力下水蒸氣凝結(jié)的一定壓力下水蒸氣凝結(jié)的 露點(diǎn)

42、。露點(diǎn)。 當(dāng)當(dāng)t tk時，為化學(xué)腐蝕，腐時，為化學(xué)腐蝕，腐 蝕強(qiáng)度很高；蝕強(qiáng)度很高； 當(dāng)當(dāng)t tk時，為電化學(xué)腐蝕，時，為電化學(xué)腐蝕， 隨著溫度升高，腐蝕強(qiáng)度逐隨著溫度升高，腐蝕強(qiáng)度逐 漸增高，隨后又加?。粷u增高，隨后又加??； 在在tk的附近，存在著一個腐蝕的附近，存在著一個腐蝕 最小的理想?yún)^(qū)（最小的理想?yún)^(qū)（ tk tn)。 潤滑油氧化時將生成有機(jī)酸，對軸承材料中的鉛、鎘有很潤滑油氧化時將生成有機(jī)酸，對軸承材料中的鉛、鎘有很 大腐蝕作用，開始時在軸承表面形成黑點(diǎn)，并逐漸擴(kuò)展成大腐蝕作用，開始時在軸承表面形成黑點(diǎn)，并逐漸擴(kuò)展成 海綿狀空洞，在摩擦過程中呈小塊剝落，因此要海綿狀空洞，在摩擦過程中呈

43、小塊剝落，因此要嚴(yán)格控制嚴(yán)格控制 潤滑油中的酸值潤滑油中的酸值。 氣蝕（穴蝕）氣蝕（穴蝕） 氣蝕的概念：氣蝕的概念： 氣蝕是當(dāng)零件與液體接觸并有相對運(yùn)動時，零件表面出氣蝕是當(dāng)零件與液體接觸并有相對運(yùn)動時，零件表面出 現(xiàn)的一種損傷現(xiàn)象?，F(xiàn)的一種損傷現(xiàn)象。 發(fā)動機(jī)濕式發(fā)動機(jī)濕式 缸套的外壁與冷缸套的外壁與冷 卻液接觸的表面、卻液接觸的表面、 滑動軸承在最小滑動軸承在最小 油膜間隙之后的油膜間隙之后的 油膜擴(kuò)散部分油膜擴(kuò)散部分(由由 于負(fù)壓的存在于負(fù)壓的存在)， 都可能產(chǎn)生穴蝕。都可能產(chǎn)生穴蝕。 失效機(jī)理：失效機(jī)理： 氣蝕是由于氣蝕是由于沖擊應(yīng)力沖擊應(yīng)力而造成的表面疲勞破壞。液體與零而造成的表面疲勞

44、破壞。液體與零 件接觸的局部壓力低于當(dāng)時水溫下水的飽和蒸汽壓時，水中件接觸的局部壓力低于當(dāng)時水溫下水的飽和蒸汽壓時，水中 將產(chǎn)生氣泡；同時溶解于水中的氣體也可能析出而形成氣泡。將產(chǎn)生氣泡；同時溶解于水中的氣體也可能析出而形成氣泡。 當(dāng)氣泡流到高壓區(qū)時潰滅而產(chǎn)生極大的瞬間沖擊力和高溫。當(dāng)氣泡流到高壓區(qū)時潰滅而產(chǎn)生極大的瞬間沖擊力和高溫。 在氣泡形成和潰滅的反復(fù)作用下在氣泡形成和潰滅的反復(fù)作用下，便可使零件的表面產(chǎn)生疲，便可使零件的表面產(chǎn)生疲 勞而逐漸脫落為麻點(diǎn)，隨后成泡沫海綿狀。勞而逐漸脫落為麻點(diǎn)，隨后成泡沫海綿狀。 氣蝕是一種比較復(fù)雜的破壞現(xiàn)象，它往往不單純是機(jī)械氣蝕是一種比較復(fù)雜的破壞現(xiàn)象，

45、它往往不單純是機(jī)械 力所造成的破壞，液體的化學(xué)和電化學(xué)作用、液體中含有的力所造成的破壞，液體的化學(xué)和電化學(xué)作用、液體中含有的 磨料均可加劇這一破壞過程。磨料均可加劇這一破壞過程。 氣蝕（穴蝕）氣蝕（穴蝕） 影響氣蝕的因素（以氣缸套為例）影響氣蝕的因素（以氣缸套為例） 從力學(xué)角度講，提高缸套的結(jié)構(gòu)剛度，可減小振動強(qiáng)度，從力學(xué)角度講，提高缸套的結(jié)構(gòu)剛度，可減小振動強(qiáng)度， 從而減輕氣蝕。從而減輕氣蝕。 采用上厚下薄的不等厚缸套；采用上厚下薄的不等厚缸套； 在缸套下部的密封膠圈上方裝置減振膠圈；在缸套下部的密封膠圈上方裝置減振膠圈； 增加承孔高度，減小配合間隙。增加承孔高度，減小配合間隙。 活塞對氣缸

46、的沖擊力、作用面積都會影響缸套的振動強(qiáng)度?；钊麑飧椎臎_擊力、作用面積都會影響缸套的振動強(qiáng)度。 合理分配活塞銷上下兩部分活塞重量以及活塞銷偏置，可減合理分配活塞銷上下兩部分活塞重量以及活塞銷偏置，可減 小活塞換向時的沖擊力。小活塞換向時的沖擊力。 適當(dāng)加長活塞長度，減小活塞的傾斜度，并使其與缸套的接適當(dāng)加長活塞長度，減小活塞的傾斜度，并使其與缸套的接 觸面積增加，可減輕缸套的振動。觸面積增加，可減輕缸套的振動。 修理裝配質(zhì)量修理裝配質(zhì)量 裝配位置誤差：裝配位置誤差：活塞在氣缸內(nèi)偏斜，會使活塞對氣缸產(chǎn)生附活塞在氣缸內(nèi)偏斜，會使活塞對氣缸產(chǎn)生附 加載荷而增大缸套的振動；加載荷而增大缸套的振動； 活

47、塞活塞氣缸的裝配間隙氣缸的裝配間隙：缸壁間隙越小，活塞橫擺時引起的：缸壁間隙越小，活塞橫擺時引起的 沖擊力及由此引起的氣蝕也就越小。沖擊力及由此引起的氣蝕也就越小。 冷卻系的結(jié)構(gòu)和冷卻特性冷卻系的結(jié)構(gòu)和冷卻特性 冷卻水溫度冷卻水溫度：最易產(chǎn)生氣蝕的冷卻水溫度為：最易產(chǎn)生氣蝕的冷卻水溫度為40-60。因此，。因此， 即使是為了減輕氣蝕也應(yīng)保持發(fā)動機(jī)的正常工作溫度。即使是為了減輕氣蝕也應(yīng)保持發(fā)動機(jī)的正常工作溫度。 （85-95 ） 冷卻水套的寬度冷卻水套的寬度：加寬水套，使冷卻均勻，減小氣泡爆破時：加寬水套，使冷卻均勻，減小氣泡爆破時 的影響；消除局部渦流及死水區(qū)；控制水泵排量。的影響；消除局部渦

48、流及死水區(qū)；控制水泵排量。 冷卻水套的潔凈程度冷卻水套的潔凈程度： 使用優(yōu)質(zhì)冷卻水。冷卻水中含有雜質(zhì)，水易被分離而形使用優(yōu)質(zhì)冷卻水。冷卻水中含有雜質(zhì)，水易被分離而形 成氣泡；成氣泡； 冷卻水中加乳化劑。含鹽類和堿類的硬水，在腐蝕和穴冷卻水中加乳化劑。含鹽類和堿類的硬水，在腐蝕和穴 蝕的作用下，其穴蝕的速度是清潔水的幾十倍。蝕的作用下，其穴蝕的速度是清潔水的幾十倍。 氫致磨損氫致磨損 含氫的材料，在摩擦過程中由于力學(xué)和化學(xué)作用而導(dǎo)含氫的材料，在摩擦過程中由于力學(xué)和化學(xué)作用而導(dǎo) 致氫的析出，氫擴(kuò)散到金屬表面的變形層中，使變形層內(nèi)出致氫的析出，氫擴(kuò)散到金屬表面的變形層中，使變形層內(nèi)出 現(xiàn)大量的裂紋源

49、，裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，使表面材料脫落?，F(xiàn)大量的裂紋源，裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，使表面材料脫落。 一類是構(gòu)件原設(shè)計兩接觸面是靜止的，微動是由于配對組件一類是構(gòu)件原設(shè)計兩接觸面是靜止的，微動是由于配對組件 之一受交變應(yīng)力或振動引起的。如聯(lián)接件（花鍵、螺栓、銷）之一受交變應(yīng)力或振動引起的。如聯(lián)接件（花鍵、螺栓、銷） 的接合面、靜配合的軸與孔的表面、金屬靜密封件等。的接合面、靜配合的軸與孔的表面、金屬靜密封件等。 在這一類中，法向載荷往往很大，所以首要問題是在這一類中，法向載荷往往很大，所以首要問題是微動微動 磨損會使接觸處產(chǎn)生疲勞裂紋，降低構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度；其次磨損會使接觸處產(chǎn)生疲勞裂紋，降低構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度；

50、其次 才是因為微動磨損造成配合面的松動，而松動又有可能加速才是因為微動磨損造成配合面的松動，而松動又有可能加速 疲勞裂紋的擴(kuò)展和磨損。疲勞裂紋的擴(kuò)展和磨損。 微動磨損微動磨損 1）微動磨損的概念）微動磨損的概念 微動磨損是在兩相互壓緊的金屬零件表面發(fā)生微幅相對微動磨損是在兩相互壓緊的金屬零件表面發(fā)生微幅相對 振動時所產(chǎn)生的一種特殊磨損形式。振動時所產(chǎn)生的一種特殊磨損形式。 在工程上，在工程上， 微動磨損經(jīng)常發(fā)生在機(jī)械零件中，通?？煞治幽p經(jīng)常發(fā)生在機(jī)械零件中，通?？煞?為兩類。為兩類。 另一類是各種運(yùn)動副在停止轉(zhuǎn)動時，由于環(huán)境振動而產(chǎn)生的另一類是各種運(yùn)動副在停止轉(zhuǎn)動時，由于環(huán)境振動而產(chǎn)生的

51、微動。如軸承中的滾珠（柱）與滾道之間、鉸鏈聯(lián)接、電微動。如軸承中的滾珠（柱）與滾道之間、鉸鏈聯(lián)接、電 器觸點(diǎn)、各種柔性聯(lián)軸器和傳動裝置等。器觸點(diǎn)、各種柔性聯(lián)軸器和傳動裝置等。 在這一類中，主要因微動造成零件表面粗糙和磨屑聚集，在這一類中，主要因微動造成零件表面粗糙和磨屑聚集， 使運(yùn)動阻力增加或振動增大，嚴(yán)重時可膠合，造成運(yùn)動失使運(yùn)動阻力增加或振動增大，嚴(yán)重時可膠合，造成運(yùn)動失 靈。如停止轉(zhuǎn)動的滾珠（柱）軸承，由于微動可在其滾道靈。如停止轉(zhuǎn)動的滾珠（柱）軸承，由于微動可在其滾道 上產(chǎn)生所謂的偽布氏壓痕。上產(chǎn)生所謂的偽布氏壓痕。 典型實例：典型實例：新車從生成廠地經(jīng)火車、汽車或輪船運(yùn)至用戶新車從生

52、成廠地經(jīng)火車、汽車或輪船運(yùn)至用戶 處時，如果不采取措施，會比汽車自行行駛同處時，如果不采取措施，會比汽車自行行駛同 樣距離對軸承損壞要嚴(yán)重的多。樣距離對軸承損壞要嚴(yán)重的多。 2）失效機(jī)理）失效機(jī)理 接觸壓力使結(jié)合面上實際承載峰頂發(fā)生塑性變形和粘著，接觸壓力使結(jié)合面上實際承載峰頂發(fā)生塑性變形和粘著， 外界小振幅的振動將粘著點(diǎn)剪切脫落，脫落的磨屑和剪切外界小振幅的振動將粘著點(diǎn)剪切脫落，脫落的磨屑和剪切 面與大氣中的氧反應(yīng)，發(fā)生氧化磨損，產(chǎn)生紅褐色面與大氣中的氧反應(yīng)，發(fā)生氧化磨損，產(chǎn)生紅褐色Fe2O3的的 磨屑堆積在表面之間起著磨料作用，使接觸表面產(chǎn)生磨料磨屑堆積在表面之間起著磨料作用，使接觸表面產(chǎn)

53、生磨料 磨損。如果接觸應(yīng)力足夠大，微動磨損點(diǎn)形成應(yīng)力源，使磨損。如果接觸應(yīng)力足夠大，微動磨損點(diǎn)形成應(yīng)力源，使 疲勞裂紋產(chǎn)生并發(fā)展，導(dǎo)致接觸表面破壞。疲勞裂紋產(chǎn)生并發(fā)展，導(dǎo)致接觸表面破壞。 因此，微動磨損是一種復(fù)合形式的磨損。是粘著磨損、因此，微動磨損是一種復(fù)合形式的磨損。是粘著磨損、 氧化磨損、磨料磨損三種磨損形式的組合。微小振動和氧氧化磨損、磨料磨損三種磨損形式的組合。微小振動和氧 化作用是促使微動磨損的主要因素?；饔檬谴偈刮幽p的主要因素。 微動磨損微動磨損 材料的性能材料的性能：選擇適當(dāng)?shù)牟牧辖M成配合副或提高硬度，選擇適當(dāng)?shù)牟牧辖M成配合副或提高硬度， 都可以減小微動磨損。一般抗粘著磨

54、損能力強(qiáng)，則抗微都可以減小微動磨損。一般抗粘著磨損能力強(qiáng)，則抗微 動磨損能力也好。動磨損能力也好。 載荷：載荷：滑動距離一定滑動距離一定 則微動磨損量隨載荷的則微動磨損量隨載荷的 增加面增加，但超過一增加面增加，但超過一 定載荷后，磨損量將隨定載荷后，磨損量將隨 著載荷的增加而減少。著載荷的增加而減少。 因此，可通過控制預(yù)應(yīng)因此，可通過控制預(yù)應(yīng) 力及過盈配合的過盈量力及過盈配合的過盈量 來減緩微動磨損。來減緩微動磨損。 3）影響微動磨損的因素）影響微動磨損的因素 3）影響微動磨損的因素）影響微動磨損的因素 振動頻率與振幅振動頻率與振幅 微小振幅的振動頻率對鋼的微動磨損沒有影響；微小振幅的振動頻

55、率對鋼的微動磨損沒有影響； 在大振幅振動的條件下，微動磨損量隨振動頻率的增加而在大振幅振動的條件下，微動磨損量隨振動頻率的增加而 降低。降低。 潤滑條件潤滑條件 適當(dāng)?shù)臐櫥捎行У馗纳瓶刮幽p的能力，因為潤滑適當(dāng)?shù)臐櫥捎行У馗纳瓶刮幽p的能力，因為潤滑 膜保護(hù)表面防止氧化。采用極壓添加劑或涂抹二硫化鉬都可膜保護(hù)表面防止氧化。采用極壓添加劑或涂抹二硫化鉬都可 以減少微動磨損。以減少微動磨損。 4.零件磨損特性零件磨損特性 零件的磨損過程，即從開始工作直至最后失效，其磨損量與零件的磨損過程，即從開始工作直至最后失效，其磨損量與 工作時間具有一定的規(guī)律工作時間具有一定的規(guī)律零件的零件的磨損特性

56、磨損特性。 遵循該磨損規(guī)律的曲線，稱為遵循該磨損規(guī)律的曲線，稱為磨損特性曲線磨損特性曲線，汽車零件的正，汽車零件的正 常磨損可分為三個階段。常磨損可分為三個階段。 走合：走合：新車或大修車運(yùn)行初期，改善零件摩擦表面機(jī)何形狀和表新車或大修車運(yùn)行初期，改善零件摩擦表面機(jī)何形狀和表 面物理機(jī)械性能的過程。面物理機(jī)械性能的過程。 走合期（走合期（） 隨著走合期的進(jìn)展，兩摩擦表面配合狀況迅速改善，實際接隨著走合期的進(jìn)展，兩摩擦表面配合狀況迅速改善，實際接 觸面積迅速增加，使真實接觸點(diǎn)上的接觸壓力降低；配合間隙觸面積迅速增加，使真實接觸點(diǎn)上的接觸壓力降低；配合間隙 的增大和表面狀況的改善也有利于潤滑油膜的

57、形成；此外，零的增大和表面狀況的改善也有利于潤滑油膜的形成；此外，零 件表面的金屬還發(fā)生了加工硬化。伴隨著以上現(xiàn)象的發(fā)生，零件表面的金屬還發(fā)生了加工硬化。伴隨著以上現(xiàn)象的發(fā)生，零 件的磨損率銳減，磨損也趨于正常。件的磨損率銳減，磨損也趨于正常。 摩擦表面粗糙摩擦表面粗糙 形位誤差形位誤差 配合間隙小配合間隙小完整的潤滑油膜難以形成完整的潤滑油膜難以形成 接觸面積小接觸面積小接觸壓力高接觸壓力高 潤滑油潤滑、冷卻、沖洗效果不顯著潤滑油潤滑、冷卻、沖洗效果不顯著 磨損率高磨損率高 零件經(jīng)過走合期后就進(jìn)入了正常工作期。零件經(jīng)過走合期后就進(jìn)入了正常工作期。 由于零件已經(jīng)過初期走合階段，摩擦表面真實接觸

58、面由于零件已經(jīng)過初期走合階段，摩擦表面真實接觸面 積、表面幾何形狀、摩擦副配合間隙都處于理想狀態(tài)，真積、表面幾何形狀、摩擦副配合間隙都處于理想狀態(tài)，真 實接觸面上的壓力變小，油膜強(qiáng)度增大，再加上表面層強(qiáng)實接觸面上的壓力變小，油膜強(qiáng)度增大，再加上表面層強(qiáng) 化作用明顯，因而磨損率最低，一般為一常數(shù)。因此，正化作用明顯，因而磨損率最低，一般為一常數(shù)。因此，正 常工作期內(nèi)汽車零件的磨損量隨行駛里程的增加而緩慢增常工作期內(nèi)汽車零件的磨損量隨行駛里程的增加而緩慢增 加，兩者呈線性關(guān)系。加，兩者呈線性關(guān)系。 在此期間，對發(fā)動機(jī)的主要摩擦副而言，造成磨損的在此期間，對發(fā)動機(jī)的主要摩擦副而言，造成磨損的 主要原

59、因是主要原因是磨料磨損磨料磨損和和腐蝕磨損腐蝕磨損。 4.零件磨損特性零件磨損特性 正常工作期（正常工作期（） 使用中的汽車進(jìn)入改期后，由于配合間隙已達(dá)到或超使用中的汽車進(jìn)入改期后，由于配合間隙已達(dá)到或超 過極限值，使零件表面間的沖擊載荷增大，而且，由于間過極限值，使零件表面間的沖擊載荷增大，而且，由于間 隙過大，使?jié)櫥土魇?yán)重，流體潤滑油膜極易遭到破壞隙過大，使?jié)櫥土魇?yán)重，流體潤滑油膜極易遭到破壞 ，從而使零件的磨損量大幅度增加。，從而使零件的磨損量大幅度增加。 進(jìn)入極限磨損期后，如不進(jìn)行修理而繼續(xù)使用，進(jìn)入極限磨損期后，如不進(jìn)行修理而繼續(xù)使用， 則會使汽車零件的磨損由正常磨損轉(zhuǎn)換為事

60、故性磨損，造則會使汽車零件的磨損由正常磨損轉(zhuǎn)換為事故性磨損，造 成零件迅速損壞，汽車的技術(shù)狀況急劇變壞，工作能力迅成零件迅速損壞，汽車的技術(shù)狀況急劇變壞，工作能力迅 速下降。速下降。 4.零件磨損特性 極限磨損期（極限磨損期（） 走合期與正常工作期的使用、維修水平都將影走合期與正常工作期的使用、維修水平都將影 響磨損特性曲線的走向，從而影響零件的使用壽命。響磨損特性曲線的走向，從而影響零件的使用壽命。 4.零件磨損特性零件磨損特性 1（不足）（不足） 2（不佳）（不佳） 3（不妥）（不妥） 4（良好）（良好） 磨損量磨損量 L1L2L3L4L（t） 磨損通常是由多種磨損形式共同作用造成的，其磨