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什么是微动磨损失效

 微动磨损失效:

是指相对固定的摩擦副(许多在设计上实际是静接触的连接机构)表面之间,由于环境因素所带来的振幅很小的相对振动而产生磨损所导致的失效,微动磨损其实是一种典型的复合磨损,产生机理较复杂,其中包括黏着、氧化、疲劳和磨粒作用等,人们一般从发生磨损部位的结构特征来判定微动磨损。

微动磨损的特点是:

在一定范围内磨损率随载荷增加而增加,超过某极大值后又逐渐下降;温度升高则磨损加速;抗黏着磨损性能好的材料抗微动磨损性能也好;零件金属氧化物的硬度与金属硬度之比较大时,容易剥落成为磨粒,增加磨损;若氧化物能牢固地黏附在金属表面,则可减轻磨损;一般湿度增大则磨损下降。在界面间加入非腐蚀性润滑剂或对钢进行表面处理,可减小微动磨损。微动磨损失效普遍存在于机械行业、航空航天器、核反应堆、电力行业、桥梁工程、交通运输工具等领域的紧密配合部件中。可以说,几乎所有的机械都存在微动磨损,但微动磨损失效通常发生在各类紧固件、定位栓、榫头、销连接、铆接、锥套等连接件部位以及某些结构的结合部位。

微动可以从两个不同的方面对部件产生危害:

一是表面微动磨损导致零件松动、功率下降、噪声增加,或因磨屑聚集过度造成运动副咬死;

二是局部表面或亚表面产生微裂纹,在反复交变应力作用下微裂纹扩展至疲劳断裂即微动疲劳断裂。已有大量因微动磨损失效导致航空航天灾难性事故的研究报道。在航空发动机上,严重的微动磨损部位是压气机转子叶片与轮盘之间榫头-榫槽连接处的接触表面。

特别是钛合金对微动损伤很敏感,可导致疲劳寿命下降35%~80%。压气机叶片振动使榫头与榫槽之间的安装接触表面出现相对滑动,形成微动磨损并萌生疲劳裂纹,导致转子叶片早期断裂击穿机匣或摧毁后面的结构。改善连接部位结构、对部件的结合面进行必要的润滑处理是防止微动磨损失效的有效途径。

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