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1、第一章第一章 汽车零件的损伤汽车零件的损伤第一节第一节 零件的磨损零件的磨损第二节第二节 零件的变形零件的变形第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损第四节第四节 零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂汽车零件的损伤的类型汽车零件的损伤的类型零件的磨损零件的磨损零件的变形零件的变形零件的蚀损零件的蚀损零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂第一节第一节 零件的磨损零件的磨损零件工作表面的物质由于表面相对运动而不断损失的现象，零件工作表面的物质由于表面相对运动而不断损失的现象，称为零件的磨损称为零件的磨损; 磨合阶段：磨损速度由大逐渐变小磨合阶段：磨损速度由大逐渐变小稳定磨损阶段：磨损极为缓慢而稳定稳定磨损阶段：磨损极为缓
2、慢而稳定剧烈磨损阶段：磨损进程十分迅速剧烈磨损阶段：磨损进程十分迅速下一页返回为什么零件会出现磨损，磨损的原为什么零件会出现磨损，磨损的原理是什么？理是什么？零件的磨损的机理零件的磨损的机理一、磨料磨损一、磨料磨损磨料磨损是由硬的颗粒或硬的突起物，在摩擦过程中引起零磨料磨损是由硬的颗粒或硬的突起物，在摩擦过程中引起零件工作面材料脱离的现象。件工作面材料脱离的现象。上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件的磨损1.微量切削假说微量切削假说由磨粒的棱角在外力作用下，对零件表面的切削过程引起的。由磨粒的棱角在外力作用下，对零件表面的切削过程引起的。2.疲劳破坏假说疲劳破坏假说由于在磨料颗粒冲刷
3、动能和交变正向压力作用下，使塑性材由于在磨料颗粒冲刷动能和交变正向压力作用下，使塑性材料的表面挤出层状或鳞片状剥落物，脆性材料的表面产生裂料的表面挤出层状或鳞片状剥落物，脆性材料的表面产生裂纹，引起表面疲劳碎片脱落。纹，引起表面疲劳碎片脱落。3.压痕假说压痕假说在磨料颗粒的正向应力作用下，压人零件工作表面时，零件在磨料颗粒的正向应力作用下，压人零件工作表面时，零件表面层的材料发生塑性流动。因塑性流动而凸起时表面层材表面层的材料发生塑性流动。因塑性流动而凸起时表面层材料很容易磨损，从而产生呈片状、层状的脱落。料很容易磨损，从而产生呈片状、层状的脱落。上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件
4、的磨损影响磨料磨损的因素有影响磨料磨损的因素有:磨料磨料零件表面的材料零件表面的材料单位压力单位压力上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件的磨损二、黏着磨损二、黏着磨损摩擦副相对运动时，接触表面的材料从一个表面转移到另一个摩擦副相对运动时，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面的现象称为黏着磨损。表面的现象称为黏着磨损。上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件的磨损影响黏着磨损的因素有影响黏着磨损的因素有:零件的材料零件的材料负载的大小负载的大小摩擦副的滑动速度摩擦副的滑动速度摩擦副表面的粗糙度和温度的影响。摩擦副表面的粗糙度和温度的影响。减轻和防止黏着磨损的措施有减轻和防止黏
5、着磨损的措施有:合理选择材料合理选择材料;保持良好的润滑保持良好的润滑;进行表面处理进行表面处理;提高修理质量。提高修理质量。上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件的磨损三、表面疲劳磨损三、表面疲劳磨损在齿轮、滚动轴承、钢轨与轮箍及凸轮副的摩擦过程中由于在齿轮、滚动轴承、钢轨与轮箍及凸轮副的摩擦过程中由于交变接触压应力的作用，使材料表面疲劳而产生物质损失的交变接触压应力的作用，使材料表面疲劳而产生物质损失的现象称为表面疲劳磨损，简称疲劳磨损。现象称为表面疲劳磨损，简称疲劳磨损。上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件的磨损出现初始裂纹出现初始裂纹润滑剂楔人裂纹之中润滑剂楔人裂纹之
6、中滚动物体将裂纹自封住润滑剂滚动物体将裂纹自封住润滑剂润滑剂使裂纹内壁产生巨大的压力润滑剂使裂纹内壁产生巨大的压力在载荷反复作用下而折断，形成痘斑状凹坑。在载荷反复作用下而折断，形成痘斑状凹坑。上一页 下一页返回第一节第一节 零件的磨损零件的磨损表面疲劳磨损的影响因素有表面疲劳磨损的影响因素有:零件材料零件材料表面硬度表面硬度表面粗糙度表面粗糙度润滑油的黏度润滑油的黏度上一页 下一页返回合理选择润滑剂合理选择润滑剂合理选用材料合理选用材料提高零件表面的硬度提高零件表面的硬度和减少粗糙度和减少粗糙度第一节第一节 零件的磨损零件的磨损四、氧化磨损与微动磨损四、氧化磨损与微动磨损1.氧化磨损氧化磨损
7、当摩擦副一方的凸起部分形成氧化膜当摩擦副一方的凸起部分形成氧化膜氧化膜在遇到第二个凸起部分时有可能氧化膜在遇到第二个凸起部分时有可能剥落剥落新露出来的金属表面重新被氧化新露出来的金属表面重新被氧化反复形成的过程就是氧化磨损。反复形成的过程就是氧化磨损。第一节第一节 零件的磨损零件的磨损2.微动磨损微动磨损在零件的嵌合部位、静配合处，产生微小的在零件的嵌合部位、静配合处，产生微小的滑动滑动表面上产生大量的微小氧化物磨损粉末表面上产生大量的微小氧化物磨损粉末兼有氧化磨损、磨料磨损和黏着磨损的作用兼有氧化磨损、磨料磨损和黏着磨损的作用形成蚀坑形成蚀坑(即咬蚀即咬蚀)上一页 下一页返回第二节第二节 零
8、件的变形零件的变形零件质点位置的变化，使零件尺寸和形状发零件质点位置的变化，使零件尺寸和形状发生改变的现象称为零件的变形。生改变的现象称为零件的变形。下一页返回气缸体变形可能引起气缸轴线气缸体变形可能引起气缸轴线与曲轴轴线的不垂直度与曲轴轴线的不垂直度第二节第二节 零件的变形零件的变形变速器壳体变形将引起上、下轴承座变速器壳体变形将引起上、下轴承座孔轴线的不平行度和前、后两端面的孔轴线的不平行度和前、后两端面的不平度的变化不平度的变化;桥壳变形将引起桥壳轴中心线的变化。桥壳变形将引起桥壳轴中心线的变化。由于基础零件的变形，破坏了组装在由于基础零件的变形，破坏了组装在这个基础零件上的所有零件的相
9、互关这个基础零件上的所有零件的相互关系，使它们的使用寿命缩短很多。系，使它们的使用寿命缩短很多。上一页 下一页返回第二节第二节 零件的变形零件的变形一、零件变形的原因一、零件变形的原因内应力内应力外载荷外载荷温度温度上一页 下一页返回1.内应力内应力对零件毛坯未进行时效处理或时效处理不对零件毛坯未进行时效处理或时效处理不当，引起材料内部组织结构变化产生内应当，引起材料内部组织结构变化产生内应力造成的。力造成的。零件在从高温冷却下来的过程中，由于零零件在从高温冷却下来的过程中，由于零件连接部分体积变化不均匀且互相牵制，件连接部分体积变化不均匀且互相牵制，会产生内应力。会产生内应力。第二节第二节
10、零件的变形零件的变形2.外载荷外载荷零件在使用过程中，由于外载荷的作零件在使用过程中，由于外载荷的作用，也可能产生引起破坏配合表面正用，也可能产生引起破坏配合表面正确位置的变形，尤其是在汽车满载或确位置的变形，尤其是在汽车满载或超载时，在恶劣的道路条件行驶，对超载时，在恶劣的道路条件行驶，对基础零件的个别部位变形影响更大。基础零件的个别部位变形影响更大。 上一页 下一页返回第二节第二节 零件的变形零件的变形3.温度温度金属材料的弹性极限随温度的升高而金属材料的弹性极限随温度的升高而降低，同时，在高温作用下内应力松降低，同时，在高温作用下内应力松弛现象严重，所以在温度较高的条件弛现象严重，所以在
11、温度较高的条件下工作的零件更容易变形。如气缸体下工作的零件更容易变形。如气缸体在外载荷和高温的共同作用下，往往在外载荷和高温的共同作用下，往往产生变形，从而破坏其配合表面的正产生变形，从而破坏其配合表面的正确位置。确位置。上一页 下一页返回第二节第二节 零件的变形零件的变形二、减轻变形危害的措施二、减轻变形危害的措施设计、制造、修理、使用等多方面来设计、制造、修理、使用等多方面来考虑。考虑。变形是不可避免的，只能减轻它的危变形是不可避免的，只能减轻它的危害。害。上一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损汽车零件的蚀损包括零件的腐蚀和穴蚀。汽车零件的蚀损包括零件的腐蚀和穴蚀。一、零件的腐蚀一、
12、零件的腐蚀零件受到周围介质的化学作用或电化学作用而引起的损坏现零件受到周围介质的化学作用或电化学作用而引起的损坏现象叫做零件的腐蚀。象叫做零件的腐蚀。下一页返回腐蚀机理腐蚀机理1.化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀是指在没有电流产生的情况下发生的腐蚀。化学腐蚀是指在没有电流产生的情况下发生的腐蚀。金属与外界介质直接发生化学反应而引起的损坏。金属与外界介质直接发生化学反应而引起的损坏。上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损2.电化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀指金属与介质发生电化学反应而引起的破坏。电化学腐蚀指金属与介质发生电化学反应而引起的破坏。金属与电解溶液相接触，形成原电池，其中电位较低的
13、部分金属与电解溶液相接触，形成原电池，其中电位较低的部分遭受腐蚀。遭受腐蚀。上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损3.高温氧化腐蚀高温氧化腐蚀金属与空气起作用形成氧化膜，无需金属与空气起作用形成氧化膜，无需腐蚀介质。腐蚀介质。高温的情况下，膜层将出现裂缝和孔高温的情况下，膜层将出现裂缝和孔隙，氧化不断继续下去。隙，氧化不断继续下去。典型例子是缸盖气门口及燃烧室附近典型例子是缸盖气门口及燃烧室附近组织的烧损。组织的烧损。上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损(二二)腐蚀的影响因素腐蚀的影响因素金属的特性金属的特性金属的成分金属的成分零件表面形状零件表面形状温度温度介质
14、介质环境的温度和湿度环境的温度和湿度润滑剂润滑剂上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损(三三)减轻腐蚀的措施减轻腐蚀的措施1.合理设计合理设计正确选择材料，选用具有一定耐腐蚀能力的材料，正确选择材料，选用具有一定耐腐蚀能力的材料，在结构设计上避免形成腐蚀电池的条件，在结构设计上避免形成腐蚀电池的条件，选择合适的表面粗糙度减少腐蚀危害。选择合适的表面粗糙度减少腐蚀危害。2.覆盖保护层覆盖保护层电镀、喷镀、刷镀等电镀、喷镀、刷镀等;上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损3.电化学保护电化学保护用一个比零件材料化学性能更活泼的金属铆在零件用一个比零件材料化学性能更活泼的金
15、属铆在零件上，这样零件就不发生腐蚀了。上，这样零件就不发生腐蚀了。4.介质处理介质处理在腐蚀性介质中加人少量能减少腐蚀速度的物质以在腐蚀性介质中加人少量能减少腐蚀速度的物质以减轻腐蚀，这种加入物叫做缓蚀剂。减轻腐蚀，这种加入物叫做缓蚀剂。5.提高修理质量，加强润滑工作提高修理质量，加强润滑工作提高修理质量，加强润滑工作等，都可以改善抗腐提高修理质量，加强润滑工作等，都可以改善抗腐蚀性能。蚀性能。上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损二、穴蚀二、穴蚀(一一)穴蚀机理穴蚀机理柴油机湿式缸套外壁与冷却水接触的表面上发生一些针状孔柴油机湿式缸套外壁与冷却水接触的表面上发生一些针状孔洞，孔
16、洞逐渐扩大和深化，形成裂缝或深孔，直至破坏或穿洞，孔洞逐渐扩大和深化，形成裂缝或深孔，直至破坏或穿透，这种破坏现象称为穴蚀，又称为气蚀。透，这种破坏现象称为穴蚀，又称为气蚀。上一页 下一页返回第三节第三节 零件的蚀损零件的蚀损(二二)影响和减少穴蚀的因素影响和减少穴蚀的因素缸套高频振动而引起。缸套高频振动而引起。1.结构结构适当增加缸套壁厚，提高刚度，可降低振适当增加缸套壁厚，提高刚度，可降低振动强度。动强度。选用耐穴蚀性能好的材料。选用耐穴蚀性能好的材料。减少缸套外表面的粗糙度，从而减少气泡减少缸套外表面的粗糙度，从而减少气泡形成的条件，减少穴蚀。形成的条件，减少穴蚀。上一页 下一页返回第三
17、节第三节 零件的蚀损零件的蚀损2.修理与使用修理与使用安装缸套要避免倾斜，以保证同心度，使缸体上安装缸套要避免倾斜，以保证同心度，使缸体上部凸肩装配受力均匀，以减轻活塞对缸套冲击和振部凸肩装配受力均匀，以减轻活塞对缸套冲击和振动，从而减轻穴蚀。动，从而减轻穴蚀。防止活塞偏缸，可减轻振动和穴蚀。防止活塞偏缸，可减轻振动和穴蚀。减小活塞与缸套及缸套与缸体的配合间隙减小活塞与缸套及缸套与缸体的配合间隙控制水温度在控制水温度在30-35为宜为宜彻底清除水套的污垢，保证冷却水循环畅通彻底清除水套的污垢，保证冷却水循环畅通冷却水含杂质要少，可减少真空气泡的形成。冷却水含杂质要少，可减少真空气泡的形成。减小
18、发动机工作的粗暴性和最大爆发压力值减小发动机工作的粗暴性和最大爆发压力值上一页 下一页返回第四节第四节 零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂疲劳断裂是机械零件失效的重要原因。疲劳断裂是机械零件失效的重要原因。下一页返回第四节第四节 零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂一、疲劳断裂的基本原理一、疲劳断裂的基本原理零件在使用中发生的断裂，绝大多数是疲劳断裂，零件疲劳零件在使用中发生的断裂，绝大多数是疲劳断裂，零件疲劳断裂一般分为裂纹萌生断裂一般分为裂纹萌生(成核成核)阶段、疲劳扩展第一阶段、疲阶段、疲劳扩展第一阶段、疲劳扩展第二阶段和瞬时断裂阶段。劳扩展第二阶段和瞬时断裂阶段。上一页 下一页返回第四节第四节 零件
19、的疲劳断裂零件的疲劳断裂1.劳裂纹萌生劳裂纹萌生(成核成核)阶段阶段2.劳裂纹的扩展劳裂纹的扩展3.瞬时断裂阶段瞬时断裂阶段上一页 下一页返回第四节第四节 零件的疲劳断裂零件的疲劳断裂二、减轻疲劳断裂危害的措施二、减轻疲劳断裂危害的措施影响疲劳断裂的因素是多方面的。影响疲劳断裂的因素是多方面的。减轻疲劳断裂危害是设计人员、工艺人员、使用和修理人员减轻疲劳断裂危害是设计人员、工艺人员、使用和修理人员的共同职责。的共同职责。同时，也只有在深人研究疲劳断裂机理、充分认识疲劳断裂同时，也只有在深人研究疲劳断裂机理、充分认识疲劳断裂的规律之后，才能根据这些知识提出减轻疲劳断裂危害的有的规律之后，才能根据这些知识提出减轻疲劳断裂危害的有效措施。效措施。上一页返回小结小结介绍汽车零件的损伤规律，为了解汽车零介绍汽车零件的损伤规律，为了解汽车零件损伤形式以及汽车故障的一般形式打下件损伤形式以及汽车故障的一般形式打下理论基础，同时也为分析和查找汽车故障理论基础，同时也为分析和查找汽车故障打下理论基础。打下理论基础。个人观点供参考，欢迎讨论
