突發性故障是指那些發展,帶有突變性質的故障。它的特點是發生突然,沒有明顯的、長期的發展過程及其伴隨而生的征兆,難以通過狀態監測進行預報,無法用的規律描述或反映故障的發展過程。因此,故障發生以后往往是故障部位易發現,但故障原因不清楚,需要經過分析,才能進行判斷。這一章主要是常見的運動障礙、轉軸斷裂和漏油三種表現形態為例,來說明突發性故障的一般分析方法。其中,轉軸斷裂雖然往往由疲勞引起,有較長發展過程,但外觀表現不明顯。尤其對于普通機械設備來說,疲勞裂紋難于監測,*后的斷裂帶有突發性,因此作為突發性故障分析比較合適。對于漏油來說,雖然產生的原因各種各樣,但是由不漏到漏的外觀特點往往帶有突然性或突變性,因此也作為這一類故障進行分析。
減速機運動障礙的分析方法
由斷口宏觀特征分析零件的斷裂原因
斷口是指零件斷裂后形成的自然表面。斷口的宏觀分析是指直接由人的視覺,或者借助放大鏡觀察零件斷口的特征,根據這些特征,定性地判斷零件發生斷裂故障的原因,從而為排除故障運行的維修設計提供重要依據。
一、零件一次加載斷裂的斷口特征
零件一次加載斷裂是指零件在緩慢遞增的或恒定的載荷作用下,或者在一次沖擊能量作用下發生斷裂的現象。包括靜拉伸,靜壓縮,靜彎曲,靜扭轉,靜剪切,高溫蠕變和一次沖擊斷裂等。*常見的零件靜扭轉斷裂是轉軸的靜扭轉斷裂。
1.斷口的區域性特征
零件一次加載斷裂的斷口與疲勞斷裂的斷口相比較,具有明顯粗糙的特點,并且可以劃分為三個區域。**個區域稱為纖維狀區,是破壞的起點。**個區域稱為輻射狀區,是裂紋擴展的部位。第三個區域稱為切變唇區,是零件*后發生剪斷的部位。纖維狀區和切變唇區屬于韌性斷裂,輻射狀區屬于脆性斷裂。
在常溫下,斷口的三區域比例受零件的材料、加載速度以及形狀等因素影響。
當零件材料的脆性比較大時,則輻射狀區的面積就比較大。當零件材料的韌性比較大時,則纖維狀區和切變唇口區的面積就比較大。當加載速度增大時,輻射狀區的面積就會擴大。因此,對于加載速度很大的沖擊斷口,常常可以看到以輻射狀區為主的人字形花紋。當零件的外周有缺口存在時,破壞則從外周開始,斷口的外周產生纖維狀區,并向內側放射,形成輻射狀區,*后破壞區是在零件的中心部位。這時不形成切變唇口區。
二、減速機軸的旋轉彎曲疲勞斷裂的斷口特征
旋轉彎曲疲勞斷裂是轉軸*常見的破壞形式。
1.無應力集中軸的旋轉彎曲疲勞斷口的特征
(1)在轉軸的外表面處,常見有一個疲勞源。
(2)疲勞區呈現月牙形。
(3)疲勞表面顯現出貝殼狀花紋。
2.有應力集中軸的旋轉彎曲疲勞斷口的特征
(1)在轉軸的外表面處同時產生多少疲勞源。
(2)*后破斷區為同心圓形或偏心橢圓形。
(3)疲勞表面顯現出徑向花紋
三、斷口宏觀分析的作用
(1)區分零件的斷裂是由于一次加載引起的,還是疲勞引起的。
(2)判斷零件斷裂的原因。
(3)估計斷裂零件的超載程度。