Piezas mecánicas en la industria de la automatización, la industria de fabricación inteligente juega un papel muy importante. La calidad de las piezas pequeñas a menudo juega un papel importante. Hoy analizaremos brevemente los modos de falla comunes y las causas de las piezas mecánicas.
Tabla de contenido
Los principales modos de falla de las piezas mecánicas son los siguientes.
1. Fractura de superficie completa
Cuando se aplica una carga externa como tensión, compresión, flexión, corte o torsión a una parte, se aplica tensión a la parte peligrosa y se excede el límite de resistencia de la parte y la parte se rompe, o se produce una fractura por fatiga en la parte peligrosa. parte cuando la parte está deformada. o Sujeto a estrés cambiante. Por ejemplo, rotura de pernos o rotura de raíz de diente de engranaje.
2. Deformación residual excesiva
La deformación residual se produce en una pieza cuando las tensiones que actúan sobre ella superan el límite de fluencia del material. La deformación residual excesiva de las piezas de posicionamiento de sujeción de las máquinas herramienta debería reducir la precisión del mecanizado. La deformación por desviación residual del eje del rotor de alta velocidad aumenta el desequilibrio y provoca aún más la deformación de la pieza.
3. Daños en la superficie de las piezas.
El daño superficial de las piezas es principalmente corrosión, desgaste y fatiga por contacto. La corrosión es un fenómeno de corrosión electroquímico o químico que se produce en las superficies metálicas. La corrosión da como resultado la oxidación de las superficies metálicas y daños en las superficies de los componentes. Al mismo tiempo, la fatiga por corrosión también se produce en piezas sometidas a tensiones fluctuantes.
El desgaste es la pérdida o el movimiento del material de la superficie cuando dos superficies de contacto se mueven entre sí.
La corrosión, el desgaste y la fatiga por contacto son modos de falla que se desarrollan gradualmente con el tiempo. Las piezas metálicas pueden corroerse con aire húmedo o cuando entran en contacto con agua, vapor u otros medios corrosivos. Las superficies de contacto de todas las piezas en movimiento relativo pueden estar desgastadas. Sin embargo, la fatiga por contacto también puede ocurrir en las superficies de las piezas que operan bajo tensiones de contacto fluctuantes.
4. Falla debido a la violación de las condiciones normales de operación
Algunas partes funcionan correctamente solo bajo ciertas condiciones de trabajo. Por ejemplo, los cojinetes lisos con fricción líquida funcionan bien solo con una película de aceite lubricante perfecta. Las transmisiones por correa y las transmisiones por ruedas de fricción funcionan bien solo si la fuerza circunferencial efectiva transmitida es menor que la fuerza de fricción crítica. Las piezas giratorias de alta velocidad solo pueden funcionar correctamente si su velocidad y las frecuencias naturales del sistema de piezas giratorias evitan el espaciado adecuado. Si no se cumplen estos requisitos previos, se producirán varios tipos de errores. Por ejemplo, los cojinetes lisos pueden sobrecalentarse, atascarse, desgastarse y fallar. La transmisión por correa patina. Un rotor de alta velocidad provoca resonancia, lo que aumenta la amplitud y provoca destrucción.
Los tipos de fallas que comúnmente ocurren en las piezas dependen de muchos factores y varían de una industria a otra y de una máquina a otra. De acuerdo con los resultados de la clasificación de 1378 fallas en la referencia, las fallas por corrosión, desgaste y varios daños por fatiga representaron el 73,88% y solo el 4,79% las fallas por fractura. La corrosión, el desgaste y la fatiga son, por tanto, las principales causas de fallo de los componentes.
Análisis de fallas de partes mecánicas.
El propósito del análisis de fallas es encontrar los factores clave que conducen a la falla y proporcionar una base confiable para determinar con precisión el rendimiento de servicio clave de un componente. Por ejemplo, según el conocimiento tradicional, el material del cigüeñal de varios motores está hecho principalmente de acero 45, que principalmente tiene buena resistencia al impacto y al desgaste. Los resultados del análisis de fallas demuestran que la falla por fatiga es el principal modo de falla de los cigüeñales, por lo que la resistencia a la fatiga debe ser un indicador clave del rendimiento del servicio en el diseño y la fabricación del cigüeñal. El hierro fundido dúctil se elige por su alta calidad, durabilidad y bajo costo. Comprender la morfología de las fracturas es uno de los requisitos previos básicos para la correcta elección de los materiales.
De hecho, las fallas de los componentes suelen ser muy complejas y suelen ser el resultado de una combinación de factores en lugar de una sola causa. Por lo tanto, el análisis de fallas es una tarea de ingeniería extensa y compleja. Se requieren métodos científicos y procedimientos de trabajo racionales.
Primero, investigue dónde se usan las piezas.
Comprenda el entorno de uso y el proceso de falla de las piezas, tome fotografías para registrar el daño de las piezas relacionadas y la vida útil de las piezas, recopile los restos de las piezas defectuosas y guárdelas para su análisis.
A continuación, recopile material para los archivos de piezas y procesos de fabricación.
Vuelva a verificar la composición química de los materiales de las piezas y la calidad de las materias primas, y comprenda en profundidad los procesos y los procesos operativos, como la fabricación en blanco, el mecanizado y el tratamiento térmico de las piezas.
En tercer lugar, la detección y el análisis de la ubicación de la falla en sí.
Análisis de apariencia de la parte dañada (comprensión del tipo de daño, determinación de la causa del daño, observación de la rugosidad de la superficie y geometría de la parte dañada, etc.) y toma de muestras para análisis de fractura, análisis metalográfico, análisis mecánico, pruebas de propiedades tales. También se debe analizar la composición de los productos de corrosión y los desechos de desgaste recolectados en el componente defectuoso. Si es necesario, se deben realizar ensayos no destructivos y análisis de mecánica de fractura.
Con base en los resultados de la investigación y el análisis anteriores, identificamos varios factores que afectan la falla de las piezas, eliminamos los factores imposibles o insignificantes y finalmente encontramos la verdadera razón de la falla de las piezas, especialmente el papel decisivo para identificar las razones principales de
Los resultados del análisis de fallas no solo predicen el modo de falla de las piezas, sino que también sirven como base para seleccionar materiales para las piezas. Al mismo tiempo, puede formular racionalmente procesos de fabricación de piezas, optimizar el diseño estructural de piezas y proporcionar datos valiosos para desarrollar nuevos materiales y procesos.