FMEA失效分析的思路與診斷

FMEA失效分析的思路與診斷失效分析的思路第一節(jié)常用的幾種失效分析思一、“撤大網(wǎng)”逐個(gè)因素排除法表2-1 事故的治理責(zé)任直截了當(dāng)緣故輔助工作太差裝置和設(shè)施不適當(dāng)或有毛病作業(yè)程序作業(yè)程序程序?qū)嵤?duì)工作不了解危險(xiǎn)

可能的全然緣故對(duì)危險(xiǎn)不認(rèn)識(shí)設(shè)施不當(dāng)缺乏知識(shí)和技能缺乏自覺性愛護(hù)太差訓(xùn)練不當(dāng)監(jiān)督不當(dāng)指令復(fù)雜警告不當(dāng)

治理失誤規(guī)劃、打算不當(dāng)干部的訓(xùn)練不夠監(jiān)督安全教育不夠適合的作業(yè)程序?qū)嵤┎划?dāng)干部的訓(xùn)練和安全措施不夠監(jiān)督安全教育不夠干部對(duì)訓(xùn)練和安全重視不夠監(jiān)督安全教育不夠愛護(hù)和修理體系不當(dāng)操作程序不妥規(guī)劃、打算、設(shè)計(jì)不當(dāng)監(jiān)督不熟練確定的操作程序不當(dāng)監(jiān)督的安全教育不夠監(jiān)督的安全教育不夠干部的選擇和安排不當(dāng)合適的作業(yè)程序?qū)嵤┎划?dāng)監(jiān)督的安全教育不夠操作程序不當(dāng)干部的選擇和安排不當(dāng)監(jiān)督的安全教育不夠規(guī)劃、打算、設(shè)計(jì)不當(dāng)保安條例、測(cè)量方法和設(shè)備不當(dāng)操作程序不當(dāng)具、裝置和設(shè)施直截了當(dāng)緣故安全設(shè)備缺乏防護(hù)設(shè)備缺乏度等超過規(guī)定極限安全慣例的忽視

對(duì)需要沒認(rèn)識(shí)供應(yīng)不當(dāng)有意可能的全然緣故對(duì)需要沒有認(rèn)識(shí)可用性不合適有意對(duì)需要沒有認(rèn)識(shí)可用性不合適有意警告不當(dāng)指令不當(dāng)缺乏懂得有意缺乏自覺性缺乏懂得

規(guī)劃、打算、設(shè)計(jì)不當(dāng)監(jiān)督的安全教育不夠設(shè)備、材料和工具不夠或不當(dāng)風(fēng)氣和紀(jì)律不行治理失誤規(guī)劃、打算和設(shè)計(jì)不當(dāng)監(jiān)督的安全教育不夠干部的安全意識(shí)不強(qiáng)作業(yè)程序不當(dāng)風(fēng)氣、紀(jì)律差、懶惰保安條例測(cè)量方法和設(shè)備不夠監(jiān)督的安全教育不夠干部的安全意識(shí)不強(qiáng)作業(yè)程序不當(dāng)適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)程序?qū)嵤┎划?dāng)干部訓(xùn)練不當(dāng)保安條例實(shí)施不當(dāng)干部的安全教育不當(dāng)保安條例和監(jiān)測(cè)實(shí)施不當(dāng)適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)程序?qū)嵤┎划?dāng)干部訓(xùn)練不夠干部的安全教育不夠疲勞降低了人的超過了軀體或精神上 規(guī)劃、打算、設(shè)計(jì)不當(dāng)小心性，使人處于催眠狀態(tài)

能承擔(dān)的程度

干部的選擇和安排不當(dāng)干部的訓(xùn)練不夠行為不軌；有意 士氣低落， 監(jiān)督訓(xùn)練不夠用勞保用品造成故障

態(tài)度不行工作分派錯(cuò)誤

干部的選擇和安排不當(dāng)規(guī)劃、打算和設(shè)計(jì)不當(dāng)干部的選擇和安排不當(dāng)干部的訓(xùn)練不夠二、以設(shè)備制造全過程為一系統(tǒng)進(jìn)行分析任何一個(gè)設(shè)備都要經(jīng)歷規(guī)劃、設(shè)計(jì)、選材、機(jī)械加工（包括鑄、鍛、焊等工藝）、熱處理、二次精加工（研磨、酸洗、電鍍）析，包括以下內(nèi)容：設(shè)計(jì)不當(dāng)開孔位置不當(dāng)造成應(yīng)力集中；缺口或凹倒角半徑過??；高應(yīng)力區(qū)有缺口；橫截面改變太陡；改變?cè)O(shè)計(jì)，沒有相應(yīng)地改變受力狀況；設(shè)計(jì)判據(jù)不足；運(yùn)算中顯現(xiàn)過載荷；焊縫選擇位置不當(dāng)，以及配合不適當(dāng)?shù)?；?duì)使用條件的環(huán)境阻礙，未做適當(dāng)考慮；提升使用材料的受力級(jí)別；剛性和韌性不適當(dāng)；材料品種選擇錯(cuò)誤；選擇標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)；材料性能數(shù)據(jù)不全；材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度過高；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查不充分，認(rèn)識(shí)不足就投入設(shè)計(jì)；與用戶配合有差錯(cuò)。成分不合格；織組不合格；各種性能不合格；各向異性不合格；斷口不合格；冶金缺陷（縮孔、偏析等）；惡化變質(zhì)；混料。折疊、夾砂、夾渣；裂縫；鍛造鱗皮；流線分布突變或破壞；晶粒流變專門；沿晶氧化（過燒氧化皮壓入；帶狀組織；縮孔；龜裂；皺紋。機(jī)械加工缺陷表面粗糙度不合格；倒角尖銳；裂紋；毛刺；局部過熱；矯直不當(dāng)。鑄造缺陷孔穴；疏松；表面缺陷；夾砂、夾渣；組織反常；型芯撐、內(nèi)冷鐵。焊接缺陷焊道深溝；熔化不全；打??；焊接深度不夠，未焊透；夾渣、夾雜或疏松；熱輸入不適當(dāng)；焊前預(yù)熱不足；焊后排除熱應(yīng)力不夠或未排除；顯微組織不合格；焊接裂紋。熱處理不當(dāng)顯微組織不合格；淬火裂紋；淬火變形、翹曲；奧氏體化溫度不當(dāng)使晶粒粗大；脫碳或增碳；滲氮；回火脆化；淬火后未及時(shí)回火；熱應(yīng)力。再加工缺陷酸洗后或電鍍后未除氫或除氫不夠；酸跡清洗未盡；鍍前噴丸清洗不全；電鍍電極打弧引起硬點(diǎn)；Zn形成金屬間化合物致脆；碰傷、標(biāo)記壓痕過深或位置不當(dāng)；校直引起殘余應(yīng)力；鍍鉻碎屑劃傷；滲層組織反常；裝配檢驗(yàn)中的咨詢題軸線對(duì)中不正；敲打損害；裝配損害；強(qiáng)迫裝配；裝配講明書講明不全或不清晰；裝配馬虎大意；磁粉檢查電弧燒傷；磁化吸住鋼屑造成磨損；漏檢。使用和愛護(hù)不當(dāng)超載、超溫、超速；沖撞、熱沖擊；振動(dòng)過大的斷續(xù)載荷；每次開車或停車猛烈、突然；清洗劑不適合；潤(rùn)滑不當(dāng)；疏忽，不按期愛護(hù)；沒定期檢查；修理不當(dāng)；災(zāi)難預(yù)防措施不完善；安全措施差；漏電；早期疲勞裂紋。環(huán)境損害腐蝕性氣氛介質(zhì)；高溫或溫度陡度過大；低溫；海洋氣氛；堿性溶液；氨氣氛；潤(rùn)滑介質(zhì)不適合；流體介質(zhì)中含有磨粒；操縱的或規(guī)定的環(huán)境不適當(dāng)。上面列舉了可能引起設(shè)備系統(tǒng)失效的一些要緊因素，所以這并非全部因素。還應(yīng)指出，在某一大方面（如熱處理不當(dāng)）的因素中，有的還能夠往前追查緣故，例如關(guān)于熱處理不當(dāng)?shù)拇慊鹆鸭y，還可進(jìn)一步分析其緣故，如表2-2所列舉的。表2-2 導(dǎo)致形成淬火裂紋的因素

原材料已有缺陷宏觀偏析；b.固溶體偏析；c.原有裂紋；d.嚴(yán)峻脫碳；e.夾雜嚴(yán)峻；f.疏松；g.夾渣原始組織不良晶粒粗大；b.魏氏組織；c.組織應(yīng)力；d.鍛造流線；e.碳化物帶狀組織；f.鐵素體-珠光體帶狀組織軋制缺陷或鍛造缺陷溶進(jìn)氫選材不當(dāng)機(jī)加工不良a.印壓痕；b.刀痕零件外形不合理沒有預(yù)熱，加熱速度太快奧氏體化溫度過高保溫時(shí)刻過長(zhǎng)表層脫碳滲碳淬火處理中滲碳量過多淬火冷卻速度太快加熱或冷卻不平均淬火后未及時(shí)回火，容許溫度降得太低掉入油槽底部，因底部有水淬裂冷卻介質(zhì)選擇不當(dāng)關(guān)于使用中承擔(dān)交變載荷的部分顯現(xiàn)的早期疲勞斷裂，也可進(jìn)一步分析其失效緣故，如表2-3所示：2-3金屬部件疲勞失效的誘發(fā)因素外因 1.工作條件振蝕（微振磨損）累積損害

加載頻率低周高應(yīng)力；b.頻繁斷續(xù)加載超轉(zhuǎn)速工作溫度過低或過高；b.波動(dòng)大環(huán)境介質(zhì)b.堿性清洗劑腐蝕；c.點(diǎn)腐蝕；d.環(huán)境氫；e.潤(rùn)滑劑不合要求使用載荷集中應(yīng)力-時(shí)刻曲線形狀非零的平均應(yīng)力內(nèi)因 1.材料化學(xué)成分不合格宏觀組織的平均性不合格金相組織不合格（1）晶粒粗大或混晶；（2）存在魏氏組織；（3）帶狀組織嚴(yán)峻； （4）氧化物夾雜不合格；（5）皮下碳化物集合材料內(nèi)部缺陷冶煉缺陷；b.鑄造缺陷；c.d.焊接缺陷；熱處理缺陷機(jī)加工引起的（包括設(shè)計(jì)的）缺陷表面加工粗糙；b.表面擦傷、劃傷；c.表面殘余拉應(yīng)力；d.校直不當(dāng)造成的殘余拉應(yīng)力；e.壓印標(biāo)記造成的殘余拉應(yīng)力；f.開孔位置錯(cuò)誤；g.倒角尖銳；h.電弧燒傷應(yīng)力集中；i.焊點(diǎn)應(yīng)力集中；j.外形截面突變?nèi)凑詹考Ｊ椒治鰴C(jī)械產(chǎn)品一旦失效，一樣表現(xiàn)為過量變形、表面損害、破裂或斷裂三種要緊形式。這些類型還要進(jìn)一步按失效模式再細(xì)分類。下面表2-4是按實(shí)際觀看到的一些失效模型⑵所作的分類。2-4金屬零部件的各種失效模式力和溫度或者力或溫度引起彈性變形屈服過量變形（3）壓痕蠕變沖擊變形表面損害（1）磨損 a.粘著磨損；b.磨粒磨損；c.腐蝕磨損；d.變形磨損；e.沖擊磨損；f.微振磨損；g.接觸疲勞磨損；h.剝落（2）腐蝕 a.平均腐蝕；b.縫隙腐蝕；c.電池作用腐蝕；d.點(diǎn)腐蝕；e.晶間腐蝕；f.選擇浸出；g.沖蝕；h.氣蝕；i.氫損害；j.生物腐蝕；k.應(yīng)力腐蝕；l.微振腐蝕延性斷裂脆性斷裂斷裂 （3）沖擊斷裂疲勞斷裂 a.高溫疲勞；b.高周疲勞；c.低周疲勞；d.熱疲勞；e.接觸疲勞；f.沖擊疲勞；g.腐蝕疲勞；h.微振疲勞應(yīng)力持久斷裂蠕變-疲勞復(fù)合斷裂六、按照部件和設(shè)備類別分析軸類零件的失效緣故軸類的失效模式，有以下12種：?jiǎn)蜗驈澢?；扭轉(zhuǎn)疲勞；常見的有彎曲疲勞損壞、扭轉(zhuǎn)疲勞損壞、復(fù)合的（彎曲和扭轉(zhuǎn)）疲勞損壞、和超載或撞擊的延性斷裂。引起軸類失效的緣故如表2-8和表2-9所示⑸。2-8軸類失效的緣故與誘發(fā)因素1.設(shè)計(jì)不當(dāng)（1）應(yīng)力集中（鍵槽端、壓配合鍵端、油孔邊軸肩內(nèi)圓角、內(nèi)角尖銳、橫截面突變）（2）振動(dòng)2.材料咨詢題（1）（2）（3）冶金缺陷（鍛造折疊、皮下缺陷、非金屬夾雜偏聚）化學(xué)成分或力學(xué)性能與講明書不合韌-脆轉(zhuǎn)變溫度過高（4）對(duì)氫脆、堿脆、回火脆敏銳3.制造缺陷（1）（2）感應(yīng)加熱裂紋電火花加工孔邊裂紋（3）（4）淬火裂紋加工刀痕，磨削損害（5）認(rèn)別標(biāo)記4.裝配不當(dāng)—合軸偏心5.愛護(hù)使用不當(dāng)（1）（2）（3）（4）（5）惡劣的作業(yè)條件不正當(dāng)使用（沖撞、扭轉(zhuǎn)超載）電腐蝕修理不當(dāng)表2-9 聯(lián)邦德國(guó)阿利安茨技術(shù)中心1968—1975年間對(duì)傳動(dòng)軸支承軸失效案例統(tǒng)計(jì)⑸失效緣故失效實(shí)例分布率，%失效位置失效實(shí)例分布率，%產(chǎn)品缺陷a60結(jié)構(gòu)上的缺口處80運(yùn)行失誤故障b30有腐蝕的部位15外界阻礙c10其它位置5包括制訂產(chǎn)品規(guī)劃和設(shè)計(jì)的失誤（形狀不合理、選材不當(dāng)?shù)龋?。制造工藝和處理工藝所造成的缺陷（如焊接、鑄造、熱處理、機(jī)加工缺陷等），裝配或安裝造成的缺陷，以及混料、用錯(cuò)料等緣故引起的失效。如因振動(dòng)造成的松動(dòng)、安全愛護(hù)裝置失靈，伺服設(shè)施故障、磨損、腐蝕、失效老化等引起的失效。如自然災(zāi)難、異物侵襲、電網(wǎng)超高壓等造成的失效。滑動(dòng)軸承的失效緣故滑動(dòng)軸承失效的表現(xiàn)形式，常見的是軸瓦上有磨損溝槽、腐蝕斑塊，剝落和麻點(diǎn)。其緣故和誘發(fā)因素列于表2-10?；覊m（臟）潤(rùn)滑不良裝配不正確表面精整質(zhì)量差灰塵（臟）潤(rùn)滑不良裝配不正確表面精整質(zhì)量差劃傷尺寸規(guī)格不穩(wěn)固尺寸不合格大的灰塵顆粒被嵌鑲到軟的軸瓦中外部漏油吸油內(nèi)網(wǎng)堵塞油泵有缺陷油路堵塞或泄漏減壓閥彈簧失效軸承嚴(yán)峻磨損油孔位置不當(dāng)，沒對(duì)正供油孔燃料滲入變稀潤(rùn)滑劑變質(zhì)粘滯性不合適軸瓦匹配顛倒軸頸有錐形軸瓦內(nèi)孔失圓壓貼過緊或不足連桿中心線不同軸不正當(dāng)壓扁（1）違反操作規(guī)程，強(qiáng)拖發(fā)動(dòng)使連桿被弄彎的緣故（2）安裝錯(cuò)誤（3）連桿裝入前，隨意放置或移動(dòng)粗心超載，沖擊加載7.腐蝕（1）（2）（3）潤(rùn)滑油中有酸的生成物潤(rùn)滑油溫過高8.漏電滾動(dòng)軸承的失效緣故不同的失效緣故造成滾動(dòng)軸承失效的形式也大不相同，講明于表2-11和表2-12。彈簧的失效緣故彈簧失效的要緊模式是疲勞斷裂和脆性斷裂。其次是腐蝕斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、氫脆、黑脆、放松、變形和磨損?，F(xiàn)將彈簧脆斷和疲勞斷裂的2-13花樣的為脆斷；斜斷口上有貝殼花樣的為疲勞斷。表2-11 滾動(dòng)軸承失效的緣故及其對(duì)應(yīng)的損壞形式失效緣故具體案例緣故與緣故對(duì)應(yīng)的損壞形式（1）水汽（1）腐蝕（1）+（2）劃傷、1.潤(rùn)滑油污染（2）磨料擦傷（3）外界物質(zhì)（大顆粒塵土，金屬屑）發(fā)灰、變色磨損、起麻點(diǎn)、剝落（1）完全沒有潤(rùn)滑油（1）過熱軟化（2）供油量太少（2）擦傷、咬合（3）潤(rùn)滑油種類不對(duì)（2）、（3）、（5）粗糙化、2.潤(rùn)滑不正確（4）潤(rùn)滑油太多太稠起麻點(diǎn)、剝落（5）潤(rùn)滑油等級(jí)或密度不對(duì)（4）金屬涂抹（6）間斷供油（7）保持架破裂（8）（1）預(yù)壓過大（1）、（2）類似潤(rùn)滑不足引（2）調(diào)整過緊起的損害（3）強(qiáng)裝（3）圈開裂3.安裝不正確（4）外圈與殼體配合過松（4）摩擦腐蝕（5）軸與軸承內(nèi)孔配合過松（5）蠕變磨損（6）裝配過緊（6）疲勞至剝落（7）使用不正確工具（7）損害保持架（1）錘擊工具（沖子）敲裝（1）外環(huán)顯現(xiàn)缺口4.拿放保管（2）手錘敲擊座圈（2）裂紋粗心（3）沖頭挖傷油封（3）損壞保持架（4）保管粗心摔傷（4）引起早期疲勞斷裂（5）保管或安裝時(shí)裝擊成凹坑（5）外圈刻裂（1）軸彎曲（1）磨損、早期疲勞斷裂5.中心洗線（2）軸承與軸承座之間夾有外界物（2）磨損、早期疲勞斷裂失調(diào)質(zhì)（3）內(nèi)圈內(nèi)孔一側(cè)嚴(yán)峻磨損（3）軸向游隙過大（1）（2）短時(shí)期內(nèi)專門繁重的沖擊載荷軸向游隙大加上下振動(dòng)（1）座圈壓痕，座圈和滾動(dòng)體破裂6.繁重作業(yè)（3）速度和載荷過大（2）座圈破裂（4）振動(dòng)使?jié)L動(dòng)體在不動(dòng)的座圈上前后滑動(dòng)（3）（4）座圈表面片狀剝落凹溝痕跡7.振動(dòng)磨損加撞擊壓坑8.漏電電麻坑損壞案例的分布率.%失效緣故滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承損壞案例的分布率.%失效緣故滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承1.產(chǎn)品失效（1400例）30.1（530例）23.4（1）質(zhì)量低劣14.410.7（2）打算、設(shè)計(jì)和運(yùn)算的錯(cuò)誤及工藝缺陷13.89.1（3）軸承各部件材料使用不當(dāng)1.93.62.運(yùn)行失誤65.969.6（1）操作失誤、愛護(hù)不當(dāng)和監(jiān)控裝置失效37.439.1（2）連續(xù)運(yùn)行中磨損28.530.53.外界阻礙4.07.0（例如在專門情形下運(yùn)行造成的損壞）4.07.0表2-13 彈簧脆性斷裂和疲勞斷裂的緣故斷裂模式斷裂模式斷裂緣故及阻礙因素表面缺陷（1）材料缺陷內(nèi)部缺陷1.脆性斷裂表面裂紋痕碰傷表面脫碳粗大夾雜層狀結(jié)構(gòu)晶粒專門粗大馬氏體脆性相成形不當(dāng)機(jī)加工不當(dāng)制造及熱 c.組織不正處理方法不當(dāng) d.過熱或過淬火裂紋電鍍不當(dāng)其它工藝不當(dāng)（如除氫不盡）

材料缺陷設(shè)計(jì)不當(dāng)不當(dāng)不當(dāng)

化學(xué)成分不當(dāng)魏氏組織表面缺口橫向微裂紋小孔皺皮折迭麻坑分層皮下碳化物彈簧指數(shù)和硬度配合不當(dāng)截面尺寸小轉(zhuǎn)速過高，應(yīng)力循環(huán)快拉拔過度引起撕裂工具傷痕尖銳彎曲繞簧刻痕或裂紋焊接缺陷表面脫碳酸洗電鍍除氫不盡表面噴丸不當(dāng)?shù)暧|點(diǎn)、加熱過熱、電弧坑沖擊載荷頻繁載荷偏心過載腐蝕、微振腐蝕溫度過高或過低磨損齒輪的失效緣故齒輪損害的模式，要緊表現(xiàn)為斷齒和齒面損害?，F(xiàn)將齒輪失效模式和失效緣故列表如下。表2-14 齒輪失效的模式、形貌和緣故失效模式失效模式損害形貌導(dǎo)致失效緣故強(qiáng)制斷裂（1）脆性斷裂的斷口粗糙，露出晶粒；（1）機(jī)組配合一方損壞造成突然超載（2）韌性斷口平滑（2）操縱離合器或換檔不正確引起撞擊（3）掉進(jìn)異物卡住掰斷（4）電力切換扭矩過大疲勞斷裂齒斷裂（1）細(xì)晶粒斷口有貝殼花樣（