【導(dǎo)讀】1．能敘述故障的機(jī)理和故障基本模式。5．了解現(xiàn)代維修方式的選擇和現(xiàn)代維修的發(fā)展趨勢(shì)。2．能夠?qū)σ恍┖?jiǎn)單船機(jī)設(shè)備進(jìn)行故障規(guī)律分析。4．能夠針對(duì)不同的船機(jī)系統(tǒng)選擇適當(dāng)?shù)木S修方式。惡化至規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以外的一切現(xiàn)象。故障是可靠性與可維修性的研究對(duì)象，是維修科學(xué)研究的內(nèi)容。物質(zhì)狀況及特征稱為故障模式。1）人為故障：由于操作人員管理不當(dāng)或行為過失引起的故障。4）管理性故障：由于維護(hù)保養(yǎng)不良或違章操作等造成的故障。2)重大性故障：由于船機(jī)設(shè)備的嚴(yán)重故障導(dǎo)致設(shè)備的功能完全喪失，必須停航的故障。故障征兆就是故障在發(fā)生前會(huì)以不同形式的信息顯示該故障即將發(fā)生，即故障先兆。特點(diǎn)是故障率較高，但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速下降。生故障，大約80%是人為因素造成的。解決對(duì)設(shè)備可靠性要求高與現(xiàn)代化復(fù)雜設(shè)備的可靠性下降之間的矛盾；故障率工作到某時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。為并聯(lián)系統(tǒng)，又稱冗余系統(tǒng)。

　　

【正文】 斷區(qū)呈銀白色。 二）疲勞斷裂的特征 (1)零件是在交變載荷作用下，經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的使用。 (2)斷裂應(yīng)力小 于材料的抗拉強(qiáng)度σ b，甚至小于屈服強(qiáng)度σ s。 (3)斷裂是突然的，無(wú)任何先兆。 (4)斷口形貌特殊，斷口上有明顯不同的區(qū)域。 (5)零件的幾何形狀、尺寸、表面質(zhì)量和表面受力狀態(tài)等均直接影響零件的疲勞斷裂。 三）疲勞斷裂的種類 1)按零件所受應(yīng)力大小和循環(huán)周數(shù)分類 高周疲勞 低周疲勞 2)按零件工作環(huán)境和接觸情況分類 熱疲勞 由于零件受熱溫度變化引起熱應(yīng)力的反復(fù)作用造成的疲勞破壞，稱為熱疲勞。 腐蝕疲勞 零件或材料在腐蝕性介質(zhì)中受到腐蝕，并在交變載荷作用下產(chǎn)生的疲勞破壞稱為 腐蝕疲勞。 接觸疲勞 是指零件接觸表面在接觸應(yīng)力反復(fù)作用下產(chǎn)生麻點(diǎn)和金屬剝落或表層壓碎而剝落使零件失效。 3)按應(yīng)力狀態(tài)分類 分為彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、軸向拉壓疲勞和復(fù)合疲勞等。 四）高溫疲勞和熱疲勞 1．高溫疲勞 高溫疲勞是指零件在高于材料的 （用絕對(duì)溫度表示的熔點(diǎn)）或高于材料的再結(jié)晶溫度時(shí)受到循環(huán)交變應(yīng)力作用所引起的疲勞破壞。 高溫疲勞具有以下特點(diǎn)： (1)高溫下材料的疲勞極限隨交變應(yīng)力作用的循環(huán)周次的增加而不斷降低。 (2)高溫疲勞總伴隨發(fā)生蠕變。 (3)高溫疲勞對(duì)加載頻率 有較高的敏感性。 2．熱疲勞 1)熱應(yīng)力 零件各部分受熱溫度不同，產(chǎn)生的變形不同。受熱后，材料內(nèi)部一部分金屬對(duì)另一部分金屬變形的約束或牽制而產(chǎn)生由溫差引起的應(yīng)力，即熱應(yīng)力。 定常熱應(yīng)力是指熱應(yīng)力不隨時(shí)間而變化。 不定常熱應(yīng)力又分為高頻熱應(yīng)力和低頻熱應(yīng)力兩種。 2)熱疲勞 熱疲勞是指零件在循環(huán)熱應(yīng)力反復(fù)作用下產(chǎn)生的疲勞破壞。 產(chǎn)生熱疲勞必須滿足兩個(gè)條件： 一是溫度循環(huán)變化； 二是零件的熱變形受到約束。 提高材料熱疲勞的途徑主要有： (1)盡可能地減少、甚至消除零件上的應(yīng)力集中和應(yīng)變集中 。 (2)提高材料的高溫強(qiáng)度。 (3)提高材料的塑性。 (4)降低材料的熱膨脹系數(shù)。 五）柴油機(jī)主要部件的疲勞破壞 （一）氣缸蓋的疲勞裂紋 1．氣缸蓋底面裂紋 2．氣缸蓋冷卻面裂紋 （二）曲軸的疲勞斷裂 1．彎曲疲勞裂紋 曲軸的彎曲疲勞裂紋一般發(fā)生在主軸頸（或曲柄銷）與曲柄臂連接的過渡圓角處，并逐漸發(fā)展成橫斷曲柄臂的裂紋。 2．扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋 曲軸在扭轉(zhuǎn)力矩作用下產(chǎn)生交變的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，存在扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生附加交變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋和斷裂。 扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋通常發(fā)生 在曲軸扭振節(jié)點(diǎn)附近的曲柄上。 3．彎曲 —— 扭轉(zhuǎn)疲勞裂紋 曲軸的疲勞破壞也可能是由于彎曲與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力共同作用造成的。 六）防止疲勞破壞的有效途徑 （一）影響零件疲勞強(qiáng)度的因素 1．應(yīng)力集中 2．表面狀態(tài)和尺寸因素 3．使用條件 1)控制載荷防止超載 2)防止過高的工作溫度 3)注意環(huán)境介質(zhì)影響 4．零件材料的成分、組織和夾雜物 （二）防止疲勞破壞的有效措施 1．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面 1)減少局部應(yīng)力集中 2)改進(jìn)不合理的設(shè)計(jì)，以減少因設(shè)計(jì)引起的附加應(yīng)力 2．制造方面 1)提高毛坯質(zhì)量 2)提高零件的表面粗糙度等級(jí) 3)提高零件表面的強(qiáng)度 3．管理方面 1)加強(qiáng)潤(rùn)滑，注意檢查曲軸主軸頸與軸瓦的配合間隙，防止間隙過大產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力。 2)定期檢測(cè)曲軸臂距差，及時(shí)掌握曲軸軸線狀態(tài)，監(jiān)控主軸承下軸瓦的磨損情況，防止曲軸的彎曲疲勞破壞。 3)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，避免在轉(zhuǎn)速禁區(qū)內(nèi)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 4)加強(qiáng)扭振減振器的維護(hù)管理，保證其在運(yùn)轉(zhuǎn)中處于良好的工作狀態(tài)。 四．脆性斷裂 金屬零件因制造工藝不正確，或因使用過程中遭有害介質(zhì)的侵蝕，或因環(huán)境溫度不適，都可能使材料 變脆，從而使金屬零件發(fā)生突然斷裂。這種性質(zhì)的斷裂一般稱為脆性斷裂，也有稱為環(huán)境斷裂的。 本章課后習(xí)題： 1．磨損的概念是什么？分析船機(jī)零件的磨損規(guī)律？ 2．磨損主要有哪幾種形式？其基本機(jī)理如何？ 3．什么是粘著磨損？影響粘著磨損的因素有哪些？ 4．防止腐蝕磨損的方法和途徑有哪些？ 5．根據(jù)柴油機(jī)氣缸套磨損后的截面形狀，分析缸套磨損的原因？ 6．什么是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕？ 7．分析柴油機(jī)氣缸套穴蝕的部件以及機(jī)理？ 8．什么是疲勞斷裂？疲勞斷裂是如何形成的？ 9．零件發(fā)生疲勞斷裂有哪些具體特征？ 10．試分 析柴油機(jī)氣缸蓋觸火面和冷卻水面裂紋產(chǎn)生的原因？ 11．試分析曲軸疲勞裂紋產(chǎn)生的原因？ 12．防止零件疲勞破壞的措施有哪些？ 《船機(jī)檢修技術(shù)》教案九 第四章 船機(jī)零件的缺陷檢驗(yàn) 本章課程內(nèi)容： 1．船機(jī)零件缺陷的一般檢驗(yàn)方法 2．零件的無(wú)損探傷 本章知識(shí)目標(biāo)： 1．能夠了解船機(jī)零件缺陷的一般檢驗(yàn)方法。 2．能夠正確描述零件的幾種無(wú)損探傷方法。 3．能夠了解各種探傷方法的適用范圍。 4．能夠描述各種探傷方法的操作要領(lǐng)。 本章能力目標(biāo)： 1．會(huì)用船機(jī)零件一般檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)船機(jī)零件。 2．會(huì)用滲透探傷法對(duì)船 機(jī)零件進(jìn)行相應(yīng)檢驗(yàn)。 3．能正確使用磁粉探傷設(shè)備進(jìn)行周向和縱向磁粉探傷。 本章教學(xué)方法： 1．教學(xué)錄像片 2．多媒體課件 3．現(xiàn)場(chǎng)教學(xué) 4。實(shí)物演示 第一節(jié) 船機(jī)零件缺陷的一般檢驗(yàn)方法 教學(xué)重點(diǎn)： 船機(jī)零件缺陷的一般檢驗(yàn)方法 教學(xué)難點(diǎn)： 液壓試驗(yàn)法 零件的缺陷是指零件在制造和使用過程中所產(chǎn)生的缺陷和損傷。 零件表面和內(nèi)部的這些缺陷和損傷是導(dǎo)致零件失效和引起事故的根源。 為了保證船舶動(dòng)力裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性和船舶航行的安全性，船舶機(jī)械在制造和安裝過程中均要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。 對(duì)于新建造的船舶，為了取得船級(jí) 證書，在建造過程中必須經(jīng)過驗(yàn)船師的嚴(yán)格檢驗(yàn)； 已經(jīng)取得船級(jí)證書正在海上營(yíng)運(yùn)的船舶，為了保持船級(jí)，還要進(jìn)行各種定期檢驗(yàn)，以保證船舶有良好的技術(shù)狀態(tài)； 船舶管理人員平時(shí)也要進(jìn)行大量的檢查測(cè)量，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，保證船舶的安全航行和正常營(yíng)運(yùn)。 在船舶航行條件下，船舶管理人員可對(duì)缺陷零件只進(jìn)行一般的檢驗(yàn)； 在船舶修理時(shí)，對(duì)一些重要的零件可采用無(wú)損探傷方法，來(lái)檢驗(yàn)零件上更細(xì)小的表面裂紋和內(nèi)部缺陷。 船機(jī)零件缺陷的一般檢驗(yàn)是指采用一般的、傳統(tǒng)簡(jiǎn)易的方法檢驗(yàn)船機(jī)零件的缺陷。 1．觀察法 觀察法是指直接用眼睛或借助低 倍放大鏡等輔助工具來(lái)觀察和判斷零件表面有無(wú)裂紋和其他缺陷的方法。 這是一種最直觀簡(jiǎn)便的缺陷檢驗(yàn)方法，但它只適用于檢查零件表面上的一些細(xì)微缺陷。 檢測(cè)的準(zhǔn)確度取決于檢查人員的細(xì)心程度和工作經(jīng)驗(yàn)。 2．聽響法 聽響法是根據(jù)敲擊零件時(shí)發(fā)出的聲音來(lái)判斷零件的內(nèi)部和表面上有無(wú)缺陷的方法。 敲擊時(shí)發(fā)出的聲音清脆，表明零件完好或零件表面上的覆蓋層與金屬基體結(jié)合良好，無(wú)脫殼現(xiàn)象； 聲音沙啞，則表明零件內(nèi)部或表面可能有缺陷，或零件表面上的覆蓋層與金屬基體結(jié)合不良、局部脫殼。 這種探傷方法在很大程度上需要依靠經(jīng)驗(yàn)； 只能定 性地判斷零件有無(wú)缺陷； 不能定量地確定缺陷的種類、大小和部位； 只適用于小零件。 此法具有簡(jiǎn)便、靈活、迅速的特點(diǎn)，能隨時(shí)進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。 3．測(cè)量法 測(cè)量法是指利用普通或?qū)Ｓ昧烤邅?lái)測(cè)量磨損零件的尺寸和配合件的間隙，以判定零件磨損及腐蝕的情況。 一般使用的普通量具有：內(nèi)、外徑千分尺、百分表、內(nèi)徑百分表、塞尺； 一般使用的專用量具有樣板、專用千分尺、長(zhǎng)塞尺和橋規(guī)等。 測(cè)量法的檢測(cè)精度較高，使用方便靈活。 測(cè)量精度主要取決于測(cè)量工具的精度和測(cè)量人員的檢測(cè)水平。 4．液壓試驗(yàn)法 有些具有較高的密封性能的船 機(jī)零件，通常對(duì)這樣的船機(jī)零件進(jìn)行液壓或氣壓試驗(yàn)。 液壓試驗(yàn)前，要預(yù)先將待檢零件上所有的孔、洞全部堵塞，注滿液體或氣體后用專用夾具進(jìn)行密封，然后按規(guī)定的要求用加壓裝置加壓至試驗(yàn)壓力并保持一段時(shí)間，觀察零件外表面上有無(wú)滲漏液體或氣體現(xiàn)象，從而判定零件的使用性能。 試驗(yàn)時(shí)通常采用液體 (油或水 )，也可以用氣體。 試驗(yàn)的壓力根據(jù)零件的工作條件或規(guī)范來(lái)定。 圖示為筒形活塞式柴油機(jī)氣缸套冷卻水腔的液壓試驗(yàn)示意圖。試驗(yàn)壓力為 ，保持 5min，檢查氣缸套外表面有無(wú)滲漏現(xiàn)象。 液壓試驗(yàn)法實(shí)際上是模擬零件的使用條件 進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于有密封要求的零件。 圖 41 柴油機(jī)氣缸套液壓試驗(yàn) 1密封墊套； 2氣缸套； 3壓蓋； 4試驗(yàn)夾具本體； 5密封套； 6壓板 《船機(jī)檢修技術(shù)》教案十 第二節(jié) 零件的無(wú)損探傷 教學(xué)重點(diǎn)： 液體滲透探傷原理 教學(xué)難點(diǎn)： 磁粉探傷原理及操作方法 無(wú)損探傷法是在不破壞或基本不破壞零件的形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量和使用性能等前提下，借助于物質(zhì)的各種效應(yīng) (如電磁、電壓效應(yīng)等 )，檢測(cè)出 零件表面或內(nèi)部的缺陷 (如裂紋、夾渣和氣孔等 )位置、形狀、大小和性質(zhì)等的方法。 1．滲透探傷 液體滲透探傷是一種使用較早的檢驗(yàn)零件表面缺陷的方法。 滲透探傷的原理是利用具有良好的流動(dòng)性和滲透性的液體，再籍助毛細(xì)管作用來(lái)顯示零件表面上的開口性缺陷。 １ )煤油白粉法 煤油白粉法是一種老式但很簡(jiǎn)便的滲透探傷方法。煤油白粉法探傷是以煤油為滲透劑，以石灰粉或白堊粉為顯像劑。 檢驗(yàn)時(shí)，首先將洗凈的零件浸入煤油中或把煤油涂于待檢零件的表面 (依零件的尺寸大小來(lái)選用），經(jīng)過 15min～ 30min 后，煤油已經(jīng)充分 滲入零件表面的缺陷中，取出并擦干零件，在待檢零件表面涂上一層白粉，干燥后適當(dāng)敲擊零件，使?jié)B入缺陷中的煤油復(fù)滲于白粉上，白粉便呈現(xiàn)黑色痕跡，將零件表面上的缺陷大小、部位或覆蓋層脫殼情況顯示出來(lái)。 ２ )著色探傷法 著色探傷的滲透液含有紅色顏料、溶劑和滲透劑等成分。具有滲透力強(qiáng)，滲透速度快，顯像清晰醒目，洗滌性好，化學(xué)穩(wěn)定性好和無(wú)腐蝕、無(wú)毒或低毒等特點(diǎn)。 顯像劑常由氧化鋅、氧化鎂或二氧化鈦等白色粉末和有機(jī)溶劑組成。 顯像劑具有懸浮力好，與滲透液有明顯的襯度對(duì)比，所顯示的缺陷清晰，易于辨別，無(wú)腐蝕性等特點(diǎn)。 著色探傷操作中有浸液法、刷涂法和噴涂法三種。 ３ )熒光探傷 熒光探傷是利用紫外線照射殘留在零件缺陷內(nèi)的熒光滲透液，并使熒光滲透液發(fā)出熒光來(lái)顯示零件的缺陷。 熒光滲透液主要由熒光物質(zhì)、溶劑和滲透劑組成。 熒光探傷具有熒光亮度高、滲透性好、檢測(cè)靈敏度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、易于清洗和無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕性等特點(diǎn)。 顯像劑常采用經(jīng)過干燥處理的白色氧化鎂粉，它具有高靈敏度和高顯示亮度。 熒光探傷具有靈敏度高（超過磁粉探傷）、簡(jiǎn)便靈活的優(yōu)點(diǎn)。但需要在暗室中觀察，并且長(zhǎng)期受到紫外線照射，會(huì)影響人體的健康。 ４ )滲透檢漏探傷 滲透檢漏探傷主要用于探測(cè)容器或焊縫上有無(wú)穿透性缺陷?？捎脕?lái)檢驗(yàn)金屬或非金屬容器。 最常見和最簡(jiǎn)單的是煤油滲透檢漏。 圖 42 熒光探傷和黑光燈結(jié)構(gòu)示意圖 1黑光燈； 2紫外線； 3缺陷； 4零件 采用煤油滲透檢漏時(shí)，在焊縫易于觀察的一面，涂上白堊粉液，干燥后在另一面涂上煤油，觀察白堊粉上有無(wú)煤油的痕跡。 采用著色滲透檢漏和熒光滲透檢漏，則具有更高的靈敏度。 2．磁粉探傷 1)磁粉探傷的原理 磁粉探傷又稱磁力探傷，是基于鐵磁性 材料導(dǎo)磁率高的特性來(lái)檢驗(yàn)缺陷的。 鐵磁性材料（如鐵、碳素鋼和某些合金鋼）的導(dǎo)磁率比其他材料的導(dǎo)磁率大，如果鐵磁材料的零件存有裂紋、氣孔和夾渣等缺陷，當(dāng)零件被磁化后，由于缺陷處的導(dǎo)磁率小即磁阻大，會(huì)使磁力線產(chǎn)生彎曲和密集現(xiàn)象。當(dāng)缺陷在零件表面或近表面時(shí)，則磁力線不但會(huì)在零件中發(fā)生彎曲，而且一部分磁力線還會(huì)繞過缺陷暴露在空氣中，產(chǎn)生漏磁現(xiàn)象。這種漏磁就在零件表面上形成一對(duì) N、 S極的局部磁場(chǎng)。 撒上磁鐵粉或澆上磁懸液，局部磁場(chǎng)便吸附磁鐵粉而顯示出缺陷的形狀、大小和位置。 圖 43 磁粉探傷原理 1零件； 2缺陷 零件內(nèi)缺陷的大小和方位影響磁力線的彎曲程度和漏磁場(chǎng)的強(qiáng)度。 當(dāng)表面缺陷較大并與磁力線垂直時(shí)，漏磁場(chǎng)最強(qiáng)，最易探傷。 缺陷與磁力線的夾角變小，最終與磁力線平行時(shí)，漏磁場(chǎng)強(qiáng)度也由最強(qiáng)變?yōu)榱恪? 缺陷與磁力線的夾角大于 45176。時(shí)，仍保持一定的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度和檢驗(yàn)靈敏度。 缺陷在零件內(nèi)部，距表面較遠(yuǎn)，甚至不能形成漏磁場(chǎng)，則不能顯示零件的缺陷。 ２ )磁粉探傷的特點(diǎn) 磁粉探傷只適用于鐵磁性金屬零件表面或近表面的缺陷檢查； 對(duì)裂紋、發(fā)紋、折疊、夾層和未焊 透等缺陷極為敏感； 采用交流電磁化，可探測(cè)零件表面下 2mm 以內(nèi)的缺陷； 采用直流電磁化，可探測(cè)零件表面下 6mm 以內(nèi)的缺陷。 ３ )磁粉探傷方法 按