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機械系統故障的概念與產生外因分析

作時間：2011-12-29 10:24:49 來源：作者：

【摘要】本文是由江蘇美安特儀表公司的液位計提供，本文主要講述了關于故障的概念與產生故障的外因。故障是指可修復產品“喪失了其規定功能”，可修復產品是指零、部件經故障再經修理后能繼續使用。就一般機械系統的整體而言，均屬于可修復產品，而其中部分零件則沒有修復可能和修復價值。從故障分析的角度均用“故障”。

機械系統故障是指“機械系統功能失常”，也就是機械系統不能達到預期的工作狀態，無法滿足應有的性能、功能。有時也用特定詞匯“失效""(Failure)來描述，如機械系統因腐蝕而失效，也屬故障范疇。在一般情況下兩者是同義詞，但嚴格地說失效與故障是有區別的，一般的，所有失效都屬故障，但不是所有的故障都是失效。
    失效是指不可修復產品“喪失了其規定功能”.不可修復產品往往是指一次使用性產品，如銷子、墊片、磁翻板液位計、電燈泡或電氣元件等。對失效的零件一般做報廢處理，不能再使用。從可靠性分析的角度多用“失效”。
    故障是指可修復產品“喪失了其規定功能”，可修復產品是指零、部件經故障再經修理后能繼續使用。就一般機械系統的整體而言，均屬于可修復產品，而其中部分零件則沒有修復可能和修復價值。從故障分析的角度均用“故障”。
    產生故障的原因通常是機械系統的構造處于不正常狀態(劣化狀態)。
    判斷故障的準則是:在給定的工作狀態下，機械系統的功能與約束條件不能滿足正常運行或原設計期望的要求.
    常見的故障有以下幾種:
    (1)使機械系統立即喪失其功能的破壞性故障。
    (2)由于設計防腐磁翻板液位計、制造、安裝、維護、檢修等與機械系統性能有關的參數不適當造成機械系統性能降低的故障，
    (3)機械系統在給定條件下工作時，由于操作不當引起的故障。
2.1.2機械系統故陣的外因
    機械系統種類繁多、工作條件復雜、故障形式多種多樣，但引起機械系統故障的外因可歸納為以下三個方面。
    2.1.2.1環境因素
    凡外界施加于機械系統的各種條件、客觀環境等均稱為環境因素。因而環境因素包括功能、溫度、濕度、振動、污染物等外界因素，這些環境因素將以各種能眾的形式對機械系統產生作用，并使石英管液位計發生磨損、變形、裂紋以及腐蝕等各種形式的損傷，最終導致故障的發生。
    (1)機械能
    機械能不但能沿著各個零件傳遞，而且還和外部介質發生相互作用，以靜載荷和動載荷的形式對機械系統產生作用。零件中力的大小取決于工作過程的特征、運動件的慣性和運動副
的摩擦狀況。零件在加工中需要消耗機械能，而同時機械能又會以內應力的形式保存在零件內部。因此，由于內應力再分布而發生零件變形和熱處理后零件體積自動發生變化等也屬機械能的作用。通常，機械應力能使機械強度降低、磨損加劇、裂紋擴展、變形加大，容易導致機械系統的破壞。
    <2)熱能
    由于周圍介質溫度發生變化以及機械在運轉過程中的發熱作用，會產生一定的熱能。熱能是材料產生物理變化和化學變化的重要外界因素，幾乎所有的材料其物理性質都隨熱能的變化而發生巨大變化。同時幾乎所有的化學變化的反應速度都受到熱能的顯著影響。可想而知，熱能對機械系統的破壞作用也是很大的。如熱脹冷縮將引起零件間配合關系的改變、密封失效以及內應力等問題，沮度不均將導致局部應力集中，加速裂紋擴展，高、低沮還將改變金屬的性能，產生熱脆或冷脆。此外，在交變熱應力作用下浮球液位控制器還會產生熱疲勞。
    C3)化學能
    化學能也會對零件產生影響，如含有水分和侵蝕成分的空氣會使零件產生腐蝕破壞。如果機械系統是在有侵蝕介質的條件下工作，如化工機械、船舶、紡織機械等，還會直接受到化學能的破壞作用。
    (4)其他能盆
    除了上述幾種主要的能盤外，還有核能、電磁能以及生物因素等同樣會對零件產生破壞作用，影響機械系統的工作能力。
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