【正文】 ，都有一個最小的微觀幾何形狀的配合問題。在實際工作中，我們常使摩擦副的表面粗糙度等級達到一致，以使磨損量控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。 斷裂是零件在機械力、熱、磁、聲響、腐蝕等單獨或聯(lián)合作用下，發(fā)生局部開裂或分成幾部分的現(xiàn)象 。斷裂是零件破壞的重要原因之一，而且是零件使用過程中的一種最危險的破壞形式，關(guān)鍵零件的斷裂往往導(dǎo)致重大的機械事故。 斷裂的分類的方法很多，主要分為延性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂和環(huán)境斷裂四種 (1)延性斷裂：零件在外力作用下首先產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)外力引起的應(yīng)力超過彈性極限時即發(fā)生塑性變形，當(dāng)外力繼續(xù)增加時，應(yīng)力超過抗拉強度時發(fā)生塑性變形而后造成斷裂稱為延性斷裂。 (2)脆性斷裂：金屬零件或構(gòu)件在斷裂前無明顯的塑性變形，發(fā)展速度極快的一類斷裂稱為脆性斷裂。它通常在沒有預(yù)示信號的情況下突然發(fā)生，是一種極危險的斷裂。 (3)疲勞斷裂：機械設(shè)備中的軸、齒輪、凸輪等許多零件，都是在交變應(yīng)力作用下工作的，它們工作時所承受的應(yīng)力一般都低于材料的屈服強度或抗拉強度，按靜強度設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是安全的。但實際中，在重復(fù)及交變載荷的長期作用下，機件或零件仍然會發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂，它是一種普通而嚴重的失效形式。在實際失效件中，疲勞斷裂占了較大的比重，約 80%～ 90%。 (4)環(huán)境斷裂：實際上機械零部件的斷裂，除了與材料的特性、應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變速率有關(guān)外，還與周圍的環(huán)境密切相關(guān)。尤其是在腐蝕環(huán)境中，材料表面或裂紋邊沿由于氧化、腐蝕 或其他過程使材料強度下降，促使材料發(fā)生斷裂?？梢钥闯?，環(huán)境斷裂時指材料與某種特殊環(huán)境相互作用而引起的具有一定環(huán)境特征的斷裂方式。 金屬零件的腐蝕是指零件表面與外部介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而發(fā)生的表面破壞現(xiàn)象。腐蝕總是從金屬表面開始，然后或快或慢地往里深入，并使表面的外形發(fā)生變化，出現(xiàn)不規(guī)則形狀的凹坑或斑點。腐蝕結(jié)果是使金屬便面產(chǎn)生新的物質(zhì)，嚴重時會導(dǎo)致零件的破壞。 7 腐蝕分為兩大類：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 （ 1）化學(xué)腐蝕 單純由化學(xué)作用引起的腐蝕稱為化學(xué)腐蝕。在這一腐蝕過程中不產(chǎn)生電流，介質(zhì)是非導(dǎo)電的。在與金屬接觸時進行化學(xué)反應(yīng)形成表面膜，在不斷脫落又不斷生成的過程中使零件腐蝕。 大多數(shù)金屬在室溫下的空氣中就能自發(fā)的氧化，但在表面形成氧化物層之后，如能有效的隔離金屬與介質(zhì)間的物質(zhì)傳遞，就形成保護膜。如果氧化物層不能有效阻止氧化反應(yīng)的進行，那么金屬將不斷的被氧化。 （ 2）電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕是金屬與電解質(zhì)物質(zhì)接觸時產(chǎn)生的腐蝕。它與化學(xué)腐蝕的不同點在于其腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。常見的電化學(xué)腐蝕形式有：大氣腐蝕、土壤腐蝕、在電解質(zhì)溶液中腐蝕、在熔融鹽中腐蝕。 電化學(xué)腐蝕的根本原因是腐蝕電池的形成。需要 形成腐蝕電池的三個條件是：①有兩個或兩個以上的不同電極電位的物體，或在同一物體具有不同電極電位的區(qū)域，以形成正、負極。②電極之間需要有導(dǎo)體相連接或電極直接接觸。③要有電解液。 減輕腐蝕危害的措施：正確選材、合理設(shè)計、覆蓋保護層、電化學(xué)保護、添加緩蝕劑、改變環(huán)境條件。 零件的變形是指由于質(zhì)點位置的變化，引起零件的尺寸和形狀發(fā)生改變的現(xiàn)象。零件變形后，改變了配合副表面正確的相互位置關(guān)系，對港口機械的工作性能和使用壽命會有很大的影響。 零件變形的原因主要包括殘余內(nèi)應(yīng)力的影響、外載荷的影響、修理過 程的影響、溫度的影響。 根據(jù)外力去除后變形能否恢復(fù)，機械零件或構(gòu)件的變形可分為彈性變形和塑性變形。 （ 1） 彈性變形 金屬零件在作用應(yīng)力小于材料屈服強度時產(chǎn)生的變形稱為彈性變形。如果金屬零件在使用過程中，產(chǎn)生超過設(shè)計允許的彈性變形，則會影響零件正常工作。 （ 2） 塑性變形 機械零件在外載荷去除后留下來的一部分不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形或永久變形。 8 金屬零件的塑性變形從宏觀外貌特征上看主要有翹曲變形、體積變形和時效變形等。 減少變形的措施： ①設(shè)計：不僅要考慮零件的強度，還要重視零件的剛度和制造 、裝配、使用、拆卸、修理等問題。 ②加工：在加工過程中要采取一系列工藝措施來防止和減少變形，如：高精度零件在精加工時必須安排人工時效。 ③修理：在修理中，應(yīng)制定出與變形有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和修理規(guī)范。 ④使用：加強設(shè)備管理，制定并嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，不能超負荷運行，避免局部超載或過熱，加強機械設(shè)備的檢查和維護 零件的清洗、檢驗與分類 港口機械大修中，在各總成解體后，需要對拆下的零件進行清洗。清洗的目的，一方面是清除零件上的油垢，對零件進行檢驗分類，了解各零件的磨損和損壞情況，同時也給下一步的修 理工作提供依據(jù)。因此，零件的清洗工作直接影響到機械的修理質(zhì)量和修理成本。 零件的清洗方法是決定其清洗質(zhì)量和效率高低的重要因素，而清洗材料和清洗設(shè)備又是決定清洗方法的重要內(nèi)容，因此必須予以以足夠重視。一般來說，零件的清洗必須掌握以下幾項基本原則。 （ 1）保證滿足對零件清洗程度的要求。 機械修理中，各種不同的機件，對清潔的要求是不一樣的。例如，配合零件的清潔程度高于非配合零件，動配合零件高于靜配合零件，精密配合零件高于非精密配合零件。因此，清洗時，必須根據(jù)不同的要求，采用不同的清洗劑和清洗方法，從而保證達到所要求 的清洗質(zhì)量。 （ 2）防止零件在清洗過程中的腐蝕。零件清洗過后，應(yīng)停放一段時間，應(yīng)考慮清洗液的防腐能力或考慮其他防銹措施。 （ 3）確保安全操作。防止引起火災(zāi)或毒害人體及造成對環(huán)境的污染。 （ 4）講究經(jīng)濟效益。在保證上述條件的前提下，應(yīng)從提高工效、降低原材料成本等因素全面考慮其經(jīng)濟性。 零件檢測的內(nèi)容分修前檢測、修后檢測和裝配檢測。機械設(shè)備在修理過程中的檢驗有如下一些方法： ﹙ 1﹚目測 用眼睛或借放大鏡對零件進行觀察，對零件表面進行宏觀檢驗，如檢驗裂紋、斷裂、疲勞剝落、磨損、刮傷、蝕損等缺陷。 9 ﹙ 2﹚耳聽 通過機械設(shè)備運轉(zhuǎn)發(fā)出的聲音、敲擊零件發(fā)出的聲音來判斷其技術(shù)狀態(tài)。 ﹙ 3﹚測量 用相應(yīng)的測量工具和儀器對零件的尺寸、形狀及相互位置精度進行檢測。 ﹙ 4﹚測定 使用專用儀器、設(shè)備對零件的力學(xué)性能進行測定，如應(yīng)力、強度、硬度等進行檢驗。 ﹙ 5﹚試驗 對不方便檢查的部位，通過水壓試驗、無損檢驗等試驗來確定其狀態(tài)。 ﹙ 6﹚分析 通過金相分析了解零件的微觀組織；通過射線分析了解零件材料的晶體結(jié)構(gòu)；通過化學(xué)分析了解零件材料的合金成分及其組成比例等。 零件是組成機器最基本的單元體，可分為標(biāo)準(zhǔn)件和 非標(biāo)準(zhǔn)件；也可分為通用零件、專用零件。 ﹙ 1﹚通用零件： 是以一種國家標(biāo)準(zhǔn)或者國際標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)而生產(chǎn)的零件稱為通用零件，大致可分為一下幾類： 傳動類：齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動； 軸類：聯(lián)軸器、離合器、滾動軸承、滑動軸承； 連接類：螺栓、鍵、花鍵、銷； 其他：彈簧、機架、箱體 ； ﹙ 2﹚專用零件： 是以自身機器標(biāo)準(zhǔn)而生產(chǎn)的一種零件，在國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)中均無對應(yīng)產(chǎn)品的零件稱為專用零件，比如，某廠為一臺設(shè)備而專門生產(chǎn)的一些零件。 零件的修復(fù)工藝 在零件修復(fù)中，機械加工是最重要、 最常用的方法，機械加工的方法很多，采用何種修復(fù)方法，應(yīng)根據(jù)零件的損傷程度和使用材料的不同而定。 1．機械加工修復(fù)的特點及注意事項 （ 1）機械加工修復(fù)的特點 零件修復(fù)中的機械加工和制造新件有很大的不同，其主要特點如下。 ① 加工批量小，有時甚至單件生產(chǎn)，同一個零件的加工部位各不同，給組織生產(chǎn)帶來困難。 ② 加工余量小，有時只對零件某一部分進行加工。 ③ 由于零件在工作中磨損、變形等造成的損傷使原工藝基準(zhǔn)被破壞，故加工精度不易保證。 ④ 工件表面硬度大，需切削的表面往往是淬硬層或表面修復(fù)層。 ⑤ 修理企業(yè)的設(shè)備精度往往低 于制造企業(yè)的設(shè)備精度，質(zhì)量保證體系也不如制造企業(yè)健全、嚴格。 10 （ 2）注意事項 ① 合理選擇定位基準(zhǔn) ② 軸類零件的過渡圓角 ③ 修復(fù)零件的表面粗糙度 機械零件的修理尺寸法在工程機械修理中得到廣泛的應(yīng)用，其實質(zhì)是對配合副中的主要零件的磨損部位進行機械加工，使零件得到規(guī)定的幾何形狀、表面粗糙度和新的尺寸（即所謂的修理尺寸），然后進行更換相應(yīng)的配合件。 使用修理尺寸法修復(fù)零件，能大大延長復(fù)雜零件和基礎(chǔ)件的使用壽命，它簡單易行，經(jīng)濟性好，在機械修理中得到廣泛采用。為了保證零件修理后仍具有足夠的強度，尺寸的 增大或縮小應(yīng)有一個限度，所以，當(dāng)采用修理尺寸到最后一級時，就要采用其他修理方法來恢復(fù)零件原來的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。 采用修理尺寸法修復(fù)零件要要注意以下幾點： （ 1）同組的孔或軸的修理尺寸要按磨損最大的孔或軸來選擇。 （ 2）同組的孔或軸的修理尺寸必須一致。 （ 3）加工時，應(yīng)先加工磨損最大的孔或軸，只要磨損最大的孔或軸能加工好，其他的孔或軸一定能加工好。 （ 4）應(yīng)根據(jù)實際情況選擇修理尺寸的等級，盡量避免修理尺寸的越級使用。 焊修是港口機械檢修中廣泛采用的修復(fù)零件的方法，它是依靠電弧 或氣體火焰的熱量，將金屬和焊絲融化，熔焊在零件上，以達到填補零件磨損或恢復(fù)零件完整的目的。采用焊修修復(fù)零件，其優(yōu)點是結(jié)合強度高，焊層的厚度可以控制，設(shè)備簡單，修理成本低。但在焊修過程中金屬要局部加熱到融化狀態(tài)，融化區(qū)和靠近融化區(qū)的金屬要在高溫下發(fā)生化學(xué)成分、機械性能、金相組織的改變；在加熱和冷卻過程中，零件會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，容易引起變形和裂縫。為了確保焊修質(zhì)量，修理過程中要采取一系列工藝措施，使焊修工藝復(fù)雜化，對操作者的技術(shù)要求也較高。 鑄鐵零件的焊接特點：容易產(chǎn)生白口、容易產(chǎn)生裂紋。 防止產(chǎn)生白口的措施： （ 1）焊前預(yù)熱，焊后緩冷，延長焊區(qū)熱狀態(tài)時間，使碳化鐵能充分分解為石墨析出，減少白口生成途徑。 （ 2）采用石墨化型焊條、鎳基焊條、高釩鋼焊條等專用焊條，改善焊縫的化學(xué)成分。 （ 3）采取黃銅纖焊。 11 防止產(chǎn)生裂紋的措施： （ 1）減少焊接應(yīng)力，預(yù)熱工件，采取加熱減應(yīng)焊法。 （ 2）采用塑性、延展性好的金屬作焊條，松弛焊縫的拉應(yīng)力。 （ 3）采取細焊條小電流、分段焊、間隔焊等措施，減少焊區(qū)的熱應(yīng)力。 港口機械中有一些零件用合金鋼制成，成本很高，但使用一段時間后，由于 表面磨損，達不到規(guī)定的配合技術(shù)要求，如果將其報廢，不但增加修理費用，也是很大的浪費。對于這種情況，可以采用電鍍或刷鍍的方法，在零件表面鍍上一層薄薄的金屬，使其恢復(fù)原有的尺寸，從而延長零件的使用壽命，節(jié)約成本，避免浪費，尤其對于大型機械的不解體現(xiàn)場修理具有突出的實用價值。 電刷鍍就是將經(jīng)過表面處理的工件與直流電源的負極相連，刷鍍筆接電源正極，在鍍筆的陽極包套中浸滿金屬電鍍?nèi)芤?，工件在操作過程中不停地旋轉(zhuǎn)，與鍍筆間保持著相對運動，當(dāng)把直流電源的輸出電壓調(diào)到一定的工作電壓后，將陽極包套與工件接觸，鍍液中的金屬離子 在電流作用下不斷沉積在工件表面而形成所需的金屬鍍層。 電鍍的一般工藝過程： （ 1）鍍前準(zhǔn)備（表面機械加工、除銹和除油污、絕緣、腐蝕） （ 2）電鍍 （ 3）鍍后處理與加工 用高速氣流將融化的金屬噴射到事先準(zhǔn)備好的零件的表面上形成一層覆蓋物的過程，叫噴涂。噴涂可以噴金屬也可以噴非金屬，生產(chǎn)中多為噴金屬材料，通常稱為金屬噴涂。如在噴涂層上繼續(xù)噴涂或第二次加熱，使之達到融融狀態(tài)而與基體材料形成冶金結(jié)合，稱為噴焊。在港口機械檢修中，金屬噴涂和噴焊工藝主要用于發(fā)動機曲軸和凸 輪軸的磨損修復(fù)，也可用來修復(fù)其它的軸類零件。近年來，由于噴涂和噴焊工藝的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用范圍也在不斷擴大，特別是等離子噴涂的出現(xiàn)，能將高熔點的耐磨金屬噴涂到氣門、活塞、曲軸、半軸套管及轉(zhuǎn)向節(jié)等零件上，擴大了噴涂和噴焊工藝的修復(fù)應(yīng)用范圍。 火焰噴涂層和噴焊層的共同特點是： （ 1）可以根據(jù)需要選不同成分的粉末或線材，使噴涂層滿足不同工作條件的要求，形成不同性能的表面覆蓋層。 （ 2）覆蓋層的厚度可以在較大范圍內(nèi)變動，并能比較精確的加以控制，從而適用于修復(fù)具有不同磨損量的工件。 12 （ 3）設(shè)備簡 單，操作方便，有良好的機動性。 由于噴涂和噴焊的形成過程不完全相同，在結(jié)構(gòu)和性能上存在著差別主要表現(xiàn)為： （ 1）噴涂層與基體材料之間呈機械結(jié)合，結(jié)合強度較低，而噴焊層與基體金屬之間為冶金結(jié)合，有很高的結(jié)合強度。 （ 2）噴涂溫度低，工件不會發(fā)生組織變化，熱應(yīng)力小，變形??；而噴焊時工件表面溫度高，會引起工件金屬組織和力學(xué)性能的改變，并易使工件發(fā)生變形。 （ 3）噴涂層組織疏松，孔隙率高，有良好的儲油性能，提高了耐磨性；但由于顆粒之間結(jié)合強度低，顆粒易脫落，故反而會加劇磨損。而噴焊層則保持了一般金 屬的表面性能，不會產(chǎn)生上述現(xiàn)象。噴焊主要包括電噴涂、氧乙炔火焰噴焊。 用某種粘結(jié)劑把零件粘結(jié)在一起或修補零件缺陷的工藝稱為粘結(jié)，這種零件修復(fù)方法工藝簡單、設(shè)備少、成本低，所以得到了廣泛應(yīng)用。 港口機械檢修中常用的粘結(jié)劑主要有：環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、厭氧膠、氧化銅等。 各種粘結(jié)劑的粘結(jié)工藝基本上大同小異，各道工序分為粘前的表面準(zhǔn)備、涂膠、固化。 表面強化技術(shù)是指采用某種工藝手段使零件表面獲得與基本材料的組織結(jié)構(gòu)、性能不同的一種技術(shù)，它