磨损范文10篇

时间:2023-03-29 20:00:15

磨损范文篇1

目前,鞋印检验中所利用的形态特征,依其形成原因可分为三类:

1.在鞋底的生产加工过程中形成的固有特征。如:花纹的种类、布局,鞋底表面细小花纹的分布和特殊形态,制作中形成的气孔、注料痕,切边时形成的表面花纹的特定分布及流向等等。这类特征的特定性很强,可以做为同一认定的重要依据。但这类特征依附原来的特定鞋底而存在,一旦失去这双鞋子,则无法予以恢复。

2.在鞋子穿用、修理过程中由一些外在偶然性因素作用而形成的特征。如,割划痕、缺损、补丁、烧灼痕,鞋丁等的分布、位置、形态。这类特征的特定性极强,在同一认定中的利用价值最高。但这类特征均为若干偶然性因素随机组合作用的结果,再现形成这些特征的条件是不可能的,因此恢复再现这类特征亦不可能。

3.人在穿鞋行走运动中形成的鞋底磨损特征。磨损特征是人在行走运动时,鞋底同地面相互摩擦作用的结果,它在同一认定中同样具有重要意义。根据在天津市公安局查阅的159件鞋印鉴定统计,运用磨损特征进行同一认定的有92件,占57.9%,其中单纯以磨损特征作为同一认定依据的84件,磨损特征与其他特征结合运用的8件。

在鞋印检验实践中,又可将磨损特征依其在其他鞋底上重复出现的可能性和出现率的高低而分为两种,

(1)种类特征(或称一般特征)。包括磨损的程度、部位和一般形状。

(2)特定特征(或称细节特征)。包括:

特殊(罕见)的磨损形态;几处磨损特征之间的相互关系;因磨损而形成鞋底花纹深浅的变化;因磨损而形成鞋底花纹表面形态的变化;磨损部位内残留鞋底花纹的分布和数量;磨损部位周围边缘花纹的形状和分布;磨损部位以外的鞋底花纹的数量和分布;鞋底附属物(如绊、带、帽)因磨损而形成的变形;因磨损形成的孔洞、缺损的部位及形态。

上述特征中,有一种是因外在的偶然性机械力作用,如攀登、跄擦等特殊动作或鞋底某部位凹凸变形等原因形成的特殊磨损,这种磨损不是在人正常行走运动中所形成的,称之为“非常态磨损特征”。另一种是人在穿鞋正常行走运动中逐渐形成的鞋底磨损,称之为“常态磨损特征”。人在行走运动时,鞋底表面沿地面滑动或具有滑动的趋势,因而在与地面接触部位产生阻止相对滑动的摩擦力。在摩擦力的作用下(包括凹凸不平引起的啮合、分子间的吸引、电荷转移而引起的静电吸引),鞋底表面物质颗粒逐渐脱落而形成磨损特征。

摩擦力的大小同正压力的大小成正比(F=KP)也就是说,鞋底常态磨损的分布同鞋底压力分布有直接关系。人在行走运动中影响鞋底压力分布的内在因素主要有以下两个方面:

1.脚掌的构造与形态

每个人的脚都由趾骨、跖骨、楔骨、舟状骨、距骨、骰骨、跟骨等二十六块骨构成支架,在其掌侧的深层、浅层有固定数目的肌肉和筋膜,表层被覆较厚的皮肤,共同构成脚掌侧的形态。每个人脚的构造虽然相同,但由于先天遗传和后天发育等各种因素的影响,各骨块及肌肉的个体形态产生差异,互相联结搭配也有个人特点,因而使各人脚掌侧(包括趾、掌、弓、锺)各部分的表面形态呈现出许多差别。刑事技术部门在赤足印的检验中将人脚掌各部位形态分成若干种类,根据这些特征的综合评断可以进行人身同一认定。由于脚掌形态上的差别,使人在行走运动中脚掌作用于鞋底的压力分布图象各具特点,从而形成常态磨损特征的特定性。

2.行走运动规律

每个人行走运动都有自己的习惯特点,这些习惯特点的生理机制在于后天形成的大脑皮层动力定型。人体是一个有机的整体,它的各项运动都是在中枢神经系统复杂活动支配下的多环节运动。行走运动受各运动器官生理结构以及心理、训练、职业、年龄等许多因素的影响;这些内外界的各种刺激依一定顺序反复作用于大脑皮层,逐渐形成一套比较稳定的神经联系系统——行走运动的皮层动力定型。在动力定型支配下,人在行走运动中的各个器官依照一定的规律在时间和空间上互相协调,成为习惯性的自律运动。这一运动表现为步幅、步态、步频等方面的个人特征,使脚掌压力分布图象人各不同,进一步形成鞋底常态磨损特征的特定性。

为进一步认识和说明鞋底常态磨损特征人各不同的特性,我们在安徽省淮北市和江苏省徐州市采取了500人的鞋印进行分析。

采样对象:500人均系18——25岁的男性青年战士。其中淮北武装民警、消防民警200人,徐州83230、83233部队战士300人。

提取方法:每人穿自己的旧军用解放胶鞋,鞋底均匀涂以油墨,以步行方式从预先准备好的纸张上走过。同时捺印赤足印及拍照鞋底照片,以备参考。

经用我们设计的“方格矩分析编码法”,对上述500份鞋印的常态磨损分析结果表明,鞋底常态磨损具有人各不同的特征。根据磨损的部位、程度、范围、形状、互相搭配以及磨损的细节特征,可以对不同鞋的穿用人进行是否同一的检验。

利用常态磨损特征进行鞋子的同一认定,在实践中比较常见;运用常态磨损特征对两双鞋子的穿用人进行同一认定也有案例记载。如:1980年5月9日,甘肃省民勤县某公社XXX被杀案,在距现场104米处提取作案人抛弃的染有被害人血迹的旧布底鞋一双,后又在嫌疑人桑XX家中提取其平时穿用的旧布底鞋一双。经公安部126研究所痕迹室对两双鞋底常态磨损特征的部位、形状、大小及相互搭配关系等进行检验,确认两双鞋为同一人穿用。桑犯被逮捕后,供认了杀人及抛鞋的全部犯罪事实。

二、鞋底常态磨损特征再现的基础与方法

鞋底常态磨损特征的形成主要在于人身固有的脚掌形态和行走动作习惯,这些均为人身所固有的特性,并非鞋底本身的特性,也非外在机械力的特性。以上两种形成常态磨损特征的人身特性均具有相对稳定性。脚掌的表面形

态以脚的骨骼、肌肉、韧带构造的稳定性为基础,除了生长发育、损伤等因素影响外,在一定时期内不会发生明显变化。人的行走运动动力定型的本质就是一系列固定联系的条件反射,这个动力定型一经形成,人在行走时,条件反射就会按固定联系依次再现,从而减轻皮质细胞的工作负担,这是大脑皮层的一种保护性本能。除非运动器官损伤、严重疾病或长时间训练,这个动力定型在一定年龄阶段内是不会有显著改变的。因此,每个人穿鞋所形成的鞋底常态磨损特征具备相对稳定性。也就是说,同一个人即使换穿了鞋,只要鞋子种类相同,穿用条件相似,所形成的常态磨损特征应当是相同的。因此有可能通过模拟实验的方法使常态磨损特征在另外的承受鞋底上再现。

在实验中,除了将常态磨损特征的特定性和相对稳定性做为理论依据外,还须考虑它在承受体上的反映性问题,也就是要考虑鞋底表面花纹结构和材料性质对磨损特征的影响。因此,在进行模拟实验时,应选用与原鞋的种类、型号、花纹结构一致(或极为近似)的实验鞋。

此外,用普通的鞋子进行模拟实验,需数月、甚至数年之久,这样就丧失了模拟实验的实用价值。因此必须制作软质模拟鞋底,附着在选定的实验鞋底上,以便在很短的时间内再现穿用人的常态磨损特征。

1.模拟鞋底材料的选择:

模拟鞋底需要在柔韧、弹性、细腻、稳定等方面同真正的鞋底近似,同时其耐磨强度又很低。经多次实验证明,用乳剂型聚氯乙烯增塑糊较理想。聚氯乙烯(PVC)树酯是一种价格便宜、性质稳定的高分子聚合物,加人高沸点的有机物——增塑剂可使之变得柔软而有弹性,增塑剂加得越多,塑料成品越柔韧。根据需要加人适量的填料(如石膏粉或炭酸钙),既可以降低成本,又可降低其耐磨强度。PVC树酯同增塑剂的相溶性取决于二者之间的溶解度参数,溶解度参数越接近,相溶性越好。因此我们选用邻苯二甲酸二丁酯做为增塑剂(PVC溶解度参数9·5,DBP——邻苯二甲酸二丁酯溶解度参数9·4)。聚氯乙烯属于热塑性塑料,需要一定的温度固化成型。增塑糊在800C时开始胶凝,温度继续上开,塑化开始,随着温度的升高,物料渐渐发挥出其良好的物理性能,到160oC左右可以完全塑化,各种物理性能(包括耐磨强度)达到最优。温度继续升高,PVC将会分解焦化。因此,必须适当控制温度,使其达到所需的性能。经多次实验证明,较理想的成型温度为12OoC左右。

2.制作模拟鞋底的方法:

(1)制作鞋底模型:根据实验鞋(或现场鞋印)选择好种类、型号、花纹相同的鞋作为正模型;以备复制负模型。再准备一个木制长方形模型(或就地挖长方形土坑),其长、宽、深度要适合于一个鞋模大小,内衬纸。将石膏液调好倒入木模型内,刮除气泡和杂质。在正模鞋底表面涂以油脂(如DBP或食用油)作脱模剂,然后轻轻压人石膏液中,待鞋被石膏粘住后即可放手。凝固后,取下鞋子,将制成的鞋底负模型晾干备用。

(2)准备原料:

底料配制:乳剂型PVC粉末100克

石膏粉(硫酸钙)50克

DBPlO0毫升

以上材料充分混合搅拌成糊。

衬料配制:PVClO0克

DBPlO0毫升

底料还可根据需要加少许颜料。另外,用纱布按照鞋底大小和形状剪几个衬垫(以每只鞋两个衬垫为宜)。

(3)制作模拟鞋底

先用毛刷在石膏负模型中涂一层脱模剂。再用毛刷将配制好的底料均匀涂于石膏模中,使糊料均匀布满鞋底花纹,并保持适当厚度(约1·5毫米)。这时再将衬布展平铺于模底,衬布上用毛刷均匀涂一薄层衬料,再加一层衬布,最后再涂一层衬料。料涂好后,将模型放人12OoC烘箱内40分钟。取出后,将成型的模拟鞋底揭下即可。加衬布的目的在于增加模拟鞋底的抗拉强度和挠曲强度。但须将衬布展平,不得出皱摺。涂料时(尤其涂底料时)不要压入气泡,以免影响鞋底花纹造型。涂料必须均匀,不能出现薄厚不均现象。

3.实验对象和方法:

实验对象为安徽省淮北市公安局80名武装民警战士,年龄18——24岁。

选购上海产飞跃牌松紧口蓝色面网球鞋(胶底,小菱形花纹),于1981年11月20日发给实验对象穿用。穿用期间从事正常的队列训练、擒敌格斗训练、篮球运动及巡逻执勤等活动。穿用两个月收回,依其磨损程度编组再进行第二次(模拟)磨损实验。

在模拟实验前,按实验人脚大小选择同型号蓝网球鞋做为承受实验鞋,用砂轮将鞋底花纹打平,用粘合剂(北京椿树橡胶制品厂生产CX一204硬塑胶)将模拟鞋底粘附于承受鞋底上,加压20——30公斤,放置五小时以上即可用于模拟实验。实验场地选择水泥路面(篮球场)。运动项目有队列、拳术和篮球运动。实验开始后随时观察鞋底磨损特征的再现情况,在磨损特征再现时即停止实验,记录实验持续时间。

4.常态磨损特征再现情况

我们将鞋底划分为拇趾区、前掌区、落脚区以及其他区(包括脚弓四趾区和后跟中上部)。通过实验观察,常态磨损特征稳定再现的程度在这四个区域内不同。稳定再现程度较好的是前掌区,第一次实验前掌区常态磨损再现率达78??75%,以下依次是拇趾区、落脚区;而后跟部分、四趾部分的磨损特征易受其他条件(如运动方式、伪装)的干扰,再现的稳定程度较差。

1982年7月,在北京又选男性青年3人,以硬塑底布鞋做为实验鞋,再次进行常态磨损再现的实验。经穿用3——4小时,原塑料鞋底穿用1年多的常态磨损特征得到再现。根据实验情况说明,只要选用相似的穿用方式、满足一定的实验条件,鞋底常态磨损特征的再现是可能的(见照片)。

在淮北实验场地上,模拟鞋底穿用1小时,相当于实验胶鞋底在水泥路面上实际穿用150小时以上(大约1个月),而相当于实验胶鞋底在土质地面上实际穿用300小时以上(大约2个月)。平均穿用时间比例为:

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|模拟鞋底|胶鞋底|硬塑底|

|--------|------------|----------|

|1小时|200一250小时|3——4个月|

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三、鞋度模拟磨损特征检验的特点

用模拟方法再现常态磨损特征的检验是鞋印检验中的新方法。在理论上和方法上有其自己的特点。

1.常态磨损特征检验的科学基础、基本方法

和程序并不违背痕迹学同一认定的基本理论。它自身的特点表现在如下几个方面:

(1)同一般的鞋印检验比较,被认定同一的客体不同。一般的鞋印检验,是通过对反映形象的检验,认识和研究造型体——鞋底的表面结构特性,并通过被寻找客体特征与嫌疑客体特征的比较,认定鞋的同一。而模拟再现特征的检验是在被寻找客体消失的情况下进行的,因而研究鞋子本身的同一已毫无意义。常态磨损特征表现了引起这一形态特征的客体(人)的一些特性,我们通过检验常态磨损特征,认识和比较的是人身的固有特性,它做出的结论只能是人身的同一与否(即认定穿用鞋子的人)。

(2)同一般人身认定比较,供认定同一的客体不同。一般人身同一认定所依据的形象痕迹有两种,一种是人体某部分或器官(如手、脚、牙齿等)同承受体接触,而将其接触部位的表面结构形态反映在承受体表面。这种反映形象是人体局部表面结构形态的反映,是造型体与承受体直接相互作用的结果。另一种痕迹是人身具有的某些动作习惯特性(如:书写习惯),通过一定的工具作用于承受体。这样形成的反映形象是人的动作习惯特性(动力定型)形象化的反映。鞋底常态磨损也是一种反映形象,它既反映了人脚掌表面结构的形态特征,也反映了人行走运动的习惯特征。而且,这种磨损是人身借助承受鞋底同地面相互作用的结果,它是人身特性的一种间接反映形象。这种人身两种特性间接的综合反映是我们认识和比较人身特性、进行人身同一认定的依据。

(3)同一般的痕迹检验比较,同一认定结果的证据意义不同。在一般的人身同一认定中所依据的是同犯罪事件有联系的反映形象,而这一反映形象同人身具有直接的因果关系。因而人身认定的结论可以直接确认人同犯罪事件的联系。一般的物的同一认定结论可以确认物同犯罪事件的联系,但并不能确认人同犯罪事件的联系,要解决人同犯罪的联系需要结合查措施。而模拟磨损检验,是以物同物比较的形式,做出人身同一认定的结论。这一结论只能确认人同物的联系,即确认在犯罪现场遗留痕迹的鞋是谁经常穿用的。而这一点,以前是依靠搜集旁证的方法解决的,其可靠程度和证据价值远不如通过模拟磨损检验所做出的科学技术鉴定。

2.在模拟磨损特征检验的具体方法上,比一般的鞋印检验更加注重差异点的评断。因为做为供认定同一客体接受检验的鞋底,已知不是现场鞋印的造型鞋。原造型鞋底在穿用过程中会受到外在偶然性因素的作用而产生一些偶然性细节特征,它不会在另外的场合再现;而模拟鞋底在实验过程中也会受到外界若干非正常因素的影响产生一些无法在另外场合再现的特征。这类特征在两种性质的鞋底上不可能重合,这就必然增加两个被比较客体的差异点。要科学地解释这些差异点,就必须分析差异产生的原因。既要考虑实验条件方面的原因,又要考虑承受实验鞋底表面凹凸情况以及模拟鞋底在制作中造成的缺陷。在检验中如果出现种类特征相符而细节特征有差异,又难置可否的情况,可以将模拟实验重复进行。

这次实验表明,前掌区、拇趾区和后跟落脚部位的常态磨损特征稳定性强。因此,在模拟磨损检验中应主要以这几个部位的磨损特征做为结论的依据。后跟中间部、四趾区域的磨损较易受运动方式的影响,差异点较多,检验中可作参考或补充。

这次实验中发现的差异点可分为两类,第一类为不同人穿用而产生的本质差异。表现为种类不符,或种类特征近似,但细节特征的布局及磨损的趋向根本不同。第二类是同一人穿用,但因实验条件影响而产生的非本质差异。其磨损的部位、形态等种类特征一致,主要差异表现在细节特征上,如重磨损区边缘花纹的数量和形态出现差异,有的表现为大部分细节特征相符,而局部磨损特征出现差异。

非本质差异点的产生有如下几种原因:

(1)模拟鞋底本身的原因:

①模拟鞋底薄厚不均,较厚部位磨损加重,而较薄部位磨损减轻或不出现磨损。

②衬布没有展平,出现凸起棱线,在模拟鞋底表面相应部位便出现条状不正常磨损,而相邻两侧磨损减轻。

(2)承受实验鞋底表面形态方面的原因:

①在打平实验鞋底表面花纹时,若局部出现凹凸不平,就会在模拟鞋底表面出现局部磨损不足或加重,呈现变态特征。,

②如果实验鞋底表面出现砂轮磨损形成的沟痕、棱线,就会在模拟鞋底表面出现长条状不正常磨损或减轻磨损。如果棱线位于边缘部位,模拟磨损边缘会出现中断现象。

(3)实验条件方面的原因:

①人的运动方式不同,脚掌用力的部位、方向和大小也不同,磨损特征就会出现差异。如同一个经常穿着打篮球、长跑或登山的鞋同他自己经常穿着正常走路的鞋比较,前者磨损着重于前掌、趾尖和外侧,而后者磨损前后比较均匀。在淮北的模拟实验中,打篮球和跑步的时间比例较大,所以大多数前掌再现的磨损特征较好,而后跟部特征再现不足。

②实验时间掌握不准,不仅会造成磨损程度上的差异,亦会形成细节特征甚至种类特征上的差异。在实验中,人的体重不同,运动强度不同,形成相同程度磨损所需的时间差别很大。因此,在模拟实验中,除根据磨损程度预测实验时间外,更应随时观察磨损特征的再现情况,达到要求即停止实验。

关于模拟实验时间,应保持在2个小时左右或稍长。时间过长,实验人疲劳,而且也降低实际应用价值;时间过短,人行走运动特征的常态分布规律表现较差,易于受客观条件的干扰和实验人主观伪装心理的影响,而使常态磨损特征呈现变态反映。要准确地保持一定的实验时间,应根据原鞋底(或现场鞋印)的磨损程度,适当调整模拟鞋底的成型温度。对于磨损程度重的,可以在12O0C一llO0C之间适当调整以降低耐磨强度。对于磨损程度轻的,可在12O0C——13O0C之间进行适当调整,以增强模拟鞋底耐磨强度。同时还应考虑到这种实验是在嫌疑人直接参加下公开进行的,必须注意排除故意伪装步法所造成的干扰。必要时可以将同一人几次实验结果对照检验,以及参考嫌疑人其他日常穿用鞋子的特征。作到准确无误。

四、结论

鞋底磨损特征在同一认定中的价值是已经由司法鉴定实践所证实的,并非本文的新发现。通过这次采样分析和模拟实验所证明的仅仅是以下两点:

1.鞋底常态磨损特征具有人各不同的特性,在以同一认定为目的的司法检验中可以做为结论的依据。

2.鞋底常态磨损特征可以通过模拟

磨损范文篇2

1石油钻探设备磨损原因

石油是世界上十分重要的能源,可以说,任何一个国家的发展都离不开石油,而石油的开采钻探设备必不可少,为了能够保证钻探效果,做好钻探设备的日常维护十分重要。但是实践中,石油钻探设备经常因为各种原因而产生磨损,其磨损所产生的具体原因如下:

1.1钻探设备运转期间,各个零部件之间相互之间产生摩擦,长此以往,零部件表面出现了磨损,久而久之,形态发生变化,再加之,因为物理变化以及化学变化的共同作用,使得零部件出现了严重的老化现象,腐蚀严重。

1.2钻探设备停止作业时,需要进行日常的维护,因为有关人员却没有将其保管好,在钻探设备闲置时,没有采取相对应的保养对策,久而久之,钻探设备出现了明显的有形磨损,而且随着闲置时间的加长,设备有形磨损的程度越加严重,严重者导致钻探设备精度出现误差,或者是某些功能丧失,无法继续应用,需要花费大量的资金来进行维修,最为严重的就是钻探设备因为腐蚀过于严重,已经失去了维修的价值,只能进行报废处理。上述这两种磨损情况,都可以称之为有形磨损,也就是钻探设备外表的产生的磨损,从而降低设备原有的功能,针对这种磨损有关人员通常会采取补偿方式。除此之外,还有一种磨损称之为无形磨损,这种磨损与有形磨损最大区别就是,其因为钻探设备自身的功能以及技术等都没有出现破损,所以并不影响钻探设备的正常应用。

2石油钻探设备的日常维护

石油钻探设备的好与坏直接影响着钻探的效果,因此有必要对钻探设备进行日常维护,其确保其不会出现严重的有形磨损,其具体的维护对策如下:

2.1采取设备磨损补偿方式。日常维护的目的是尽量避免钻探设备出现磨损,但是一旦出现磨损,尤其是有形磨损,有关人员应该立即采取补偿方式,以便能够确保钻探设备继续应用。第一,当钻探设备出现了有形磨损,相关人员所要进行的第一项工作就是加强养护,从而减缓其有形磨损的速度,使用一定量的润滑油,减少各个零部件之间的摩擦;第二,钻探设备磨损形式分为很多种,每一种形式都有不同的补偿方式,因为有关人员应该依据磨损方式的不同来选择正确的补偿方式,比如,某些磨损完全可以通常适当的维修就可以解决,而有些则反。采取设备补偿方式来解决钻探设备磨损的问题,其主要的目的就是能够使钻探设备尽可能的恢复到原有的程度,而不是直接报废处理,浪费资金。

2.2重视设备管理和专业技术人员的教育培训工作。石油钻探是一项技术性较强的工作,需要高素质的专业技术人员和设备管理人员。对此,我们应不断加强对设备管理人员和专业技术人员的培训及考核工作,提升其管理水平及业务技术能力。此外,设备管理和专业技术培训工作,要始终坚持以推进技术进步、服务企业、为生产经营服务的宗旨,根据不同的职务、不同的岗位,进行多层次、多形式、多渠道的知识及技能培训工作,从而增强教育的针对性、有效性和适用性,不断提高设备管理人员、维修人员的专业水平和岗位技能。

2.3加强石油钻探设备的安全管理,实现安全生产。目前,国家对石油钻探企业的管理非常严格,而石油钻探企业的安全管理的重要因素就是石油钻探设备的安全管理。对此,石油企业首先可以采取钻探设备安全责任制制度。明确设备管理部门的相关职责,制定严格的安全管理制度,设备专职兼职管理人员的岗位职责等制度。其次,编制相应的安全生产操作规程和安全生产知识,做到人手一册,强化其防护意识以及自我保护意识,使广大生产人员能够从思想上认识到安全的重要性,进而从源头上控制钻探设备安全事故的发生。对于违规操作、玩忽职守等不良行为造成的设备事故及经济损失,企业可根据损失的大小对其进行处理,损失严重且构成犯罪的,应依法追究其责任。最后,操作人员应熟悉本岗位所涉及的钻探设备的技术性能、结构远离以及可能发生的事故和应采取的措施,避免因错误操作而发生事故。

2.4加强钻探设备的维护与保养。石油钻探设备是指用来进行石油和天然气勘探以及开发的成套钻探设备,为使充分发挥其功能、进行有效生产,我们必须加强钻探设备的维护与保养工作。首先,保持钻机表面和滑轨的干净洁,应随时清理钻机表面的泥浆、油泥等杂物。此外,还应注意检查钻机各部分零件的轴承部位、动力头、摩擦部位和油泵、齿轮箱的温度变化情况,确保各部分的温度不高于70℃。一旦出现高于70℃的情况,就应立即停机检查,消除引起过热的原则。其次,密封处一旦出现渗漏油情况,应及时进行停机处理,此外,应严格按照润滑油的使用要求对需要润滑的部位进行润滑,且不得出现固件松动的现象。最后,定期对各软管进行检查,看是否出现干裂、老化等情况,O型密封圈和组合圈垫是否出现损坏。

磨损范文篇3

0、前言

车铣技术[1]是为满足高生产率和高质量这两大目标而发展起来的一种先进制造技术。因此,车铣工艺技术成为当今世界,特别是工业发达国家的研究热点。采用车铣代替车削、铣削,可以更有效地采用现有刀具材料或单纯车削不能采用的刀具材料来加工各种工件材料,以及实现对各类回转体及薄壁类零件的加工。它具有加工效率高、加工精度高、刀具寿命长、切削平稳、不存在断屑问题等优点,可以完成通常单独用车或铣难以实现的加工。金属切削刀具的磨损,直接影响刀具寿命的长短、生产成本、生产效率的高低和加工质量的好坏等;切削过程中的各种物理现象,如切削力、切削热、系统振动等,也大多与之有密切关系[2],因此,研究车铣的刀具磨损对于丰富车铣理论与实践应用,均具有十分重要的意义。

1、车铣技术及特点

国外车铣技术研究主要集中在德国、美国和日本等工业发达国家,研究领域涉及车铣原理、车铣运动学及动力学、车铣表面质量和刀具磨损等。车铣不是单纯的将车和铣两种加工手段合并到一台机床上,而是利用车铣合成运动完成各类表面的加工[3]。车铣按铣刀与工件的相对位置可分为轴向车铣、正交车铣和一般位置车铣。

正交车铣由于铣刀与工件的旋转轴线相互垂直,在加工外圆表面时由于铣刀的纵向行程不受限制,且可以采用较大的纵向进给,因此它是加工大型回转体和长轴类零件的一种高效方法。如图1所示[3],正交车铣的切削用量包括切削速度、铣刀沿着轴向的进给速度、轴向进给量、切向进给量(铣刀每齿进给量)和切削深度等

2、车铣刀具磨损实验

2.1实验目的和方法

车铣刀具磨损实验的目的是采用单因素实验方法[4],来研究车铣切削用量的变化对刀具的磨损机理以及磨损强度的影响规律,并对实验结果加以理论分析。车铣刀具磨损表面形貌和磨损量由日本SSX-550扫描电子显微镜和IM小型工具显微镜观察分析和测量。

2.2实验设备

车铣刀具磨损的实验是在经过改造的正交车铣机床上进行的,如图2所示。

2.3实验条件

工件材料高强度钢

实验刀具TiN涂层SC30硬质合金(相当于国际标准P20~P40)端铣刀

铣削方式正交车铣,逆铣

冷却方式乳化液

3、实验结果分析

实验研究结果表明,车铣刀具磨损过程是很复杂的。不同的切削条件下,车铣刀具主要磨损形态也不同,各种磨损形态的磨损量在不同切削条件下所占的比例也不同;各种磨损形态既单独作用,又相互影响。在影响车铣刀具磨损的切削用量中,切削速度对车铣刀具的磨损过程、磨损形态及磨损强度等的影响最大。

当切削速度较低时,当连续不断的切屑流经刀具前刀面时,在刀具与切屑摩擦面的实际接触面积上,切削温度可以达到900以上,刀具与工件材料接触到原子间距离时产生粘结,发生冷焊现象。当切屑沿刀具前刀面流出时,迫使较软的切屑底层内部发生很大的剪切变形。两摩擦表面的粘结点因刀具与工件的相对运动,晶粒或晶粒群受剪或受拉而被对方带走造成粘结磨损,如图3所示。切削时,接触区的压力很高,使实际接触面积增加,切屑和工件材料沿着刀具前、后刀面不断移动,破坏了刀具表面的氧化层和其它吸附膜,特别是刚从工件材料内部切削出的新鲜表面间形成强烈粘结。

当车铣切削速度较高时,其磨损机理主要表现为疲劳-剥落磨损和扩散磨损。由于车铣是一种断续切削,铣刀承受切屑的周期性击打、切削加热和空切冷却,使刀具表面急剧变热和变冷,刀具表面受到反复的热应力、摩擦应力和接触应力作用,从而在距离刀具表层一定深度下的刀具材料的内部,产生了接触疲劳裂纹源。而后在继续经过多次反复的接触作用后,接触疲劳裂纹源向刀具表层方向迅速扩张,从而,在刀具表层上形成了网状的裂纹,刀具表层因裂纹的扩展而造成龟裂,在切屑不断地击打下导致刀具表层材料一层层地被剥落。

此外,在刀具材料的原始晶粒内部,还是晶界处,都存在着不均匀的内应力,因此难于存在有显微裂纹。许多邻近的微裂纹,在切削力和摩擦力等外力的作用下不断延伸、合并,形成宏观裂纹,在外力的进一步作用下则产生剥落。采用扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪检查刀具的前刀面、后刀面以及副后刀面微区的化学成分,说明随着切削速度的不断地提高,车铣过程中切屑、工件与刀具的接触,产生的切削温度足够高时,相互间有亲和作用的元素原子从浓度高处向浓度低处迁移,双方的化学元素在固态下相互扩散。如图4、5所示。

在所研究的切削速度范围内,当切削速度较低时,以粘结磨损为主,在此基础上也伴随有疲劳-剥落磨损和磨料磨损等;而在较高的切削速度下以疲劳-剥落磨损和扩散磨损为主,并伴随有粘结磨损和磨料磨损等。以车铣刀具的磨损试验为基础,以切削速度为变量,建立了正交车铣高强度钢的车铣刀具的磨损强度模型,如图6所示。切削速度的增加,使切削温度升高,刀具与切屑、工件的接触区里的材料变软,微小的粘结区的数量增加,使粘结磨损和疲劳-剥落磨损强度增加。但是随着切削速度的进一步增加,被加工材料比刀具材料软化得更厉害,则粘结磨损和疲劳-剥落磨损的强度将会降低。这时切削温度继续增高,刀具与切屑、工件元素之间的相互扩散速度加大,因此,扩散磨损强度增大。在不同的切削速度下,各种磨损机理相互作用、相互影响,加剧了车铣刀具的磨损强度。

4、结论

磨损范文篇4

关键字:材料失效磨损预防

一、前言

作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平,材料失效问题普遍存在于各类材料中,它直接影响着产品的质量,关系到企业的信誉和生存。材料失效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点,材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位,对于材料失效问题的判断和解决能力,代表了一个国家的科学技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式,其中由摩擦所导致的磨损失效是包括航空材料在内的机电材料失效的主要原因,约有70%~80%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。磨损失效不仅造成大量的材料和部件浪费,而且可能直接导致灾难性后果,如机毁人亡等。本文主要讲解材料磨损失效。

二、我国材料磨损失效的研究以及进展

(1)耐磨材料的生产品种日趋完善和标准化,生产工艺不断改进目前,高锰钢,低合金钢,抗磨白口铸铁,高、中、低铬合金铸铁,贝氏体、马氏体球铁等耐磨材料都得到了成功的应用。特别是国内研制成功了一些符合国情的耐磨材料及产品。其中,用量较大的磨球等产品已相应制定了建材、冶金、电力部门的专业标准以及国家标准。

(2)研究耐磨材料的规模和数量大大增加,据初步统计,我国研究磨损和耐磨材料的机构和生产企业已有好几百家,耐磨易损件的总产量每年可达几百万吨。其中,有的生产企业年产量已超过四万多吨,产值在2亿元以上。所以,耐磨材料行业已在工业中占有相当的比重。

(3)耐磨材料新技术、新工艺和新产品正在不断开发和应用。近年来,已从国外引进和自制了几条生产线并采用了一些先进的设备,一些传统工艺正在逐步被更换和改变。例如,宁国耐磨材料总厂从日本新东公司引进的VRH法铸钢生产线;马鞍山东友集团与东洋铁球公司合资引进的金属模磨球生产线。这种金属模磨球生产线也已在我国自行研制成功并在江西东乡铜矿得到成功应用。这使耐磨产品的生产效率大大提高,质量更加稳定并为我国的耐磨材料产品走向国外市场打下了基础。

三、磨损失效的模式以及原因

磨损一般有四种模式:一是磨粒磨损失效,它是指由外界硬颗粒或偶件表面的硬突起物在摩擦过程中引起的摩擦表面材料脱落或塑性变形所导致的失效。二是粘着磨损失效,它是指在摩擦过程中,摩擦副材料表面之间由于发生了粘着剪切效应,使摩擦表面材料发生脱落或向对偶表面转移而导致的失效。三是疲劳磨损失效,它是指摩擦副表面在循环变化的接触应力作用下,由于材料疲劳剥落形成凹坑而导致的失效。四是腐蚀磨损失效,它是指在摩擦过程中,摩擦副材料与周围介质发生了化学或电化学相互作用,这种作用加剧了材料的磨损过程而导致的失效。五是微动磨损失效,它是指相对固定的摩擦副材料(在设计上大多为静接触)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。

确定了磨损失效的模式并不等于找到了导致磨损失效的原因,这是由于材料的磨损特性并不仅仅由摩擦副材料所决定,而是整个摩擦学系统的性质。材料的磨损过程往往是多因素共同作用的系统过程和动态过程,有其特殊性和复杂性。影响材料磨损性能的各种因素包括:①摩擦副材料(包括材质和表面处理);②润滑技术(包括润滑剂和润滑方式);③环境条件(包括温度、气氛和介质);④摩擦条件(包括接触形式、运动形式、负荷以及速度);⑤结构设计;⑥润滑管理。对一个具体的磨损失效问题而言,如何透过现象看本质,在上述诸多影响因素中,找到起主导作用的因素,并提出合理的预防应对措施,是解决问题的难点和关键所在。公务员之家

四、材料失效的预防

我们应针对具体的磨损失效问题,收集已磨损报废的零件及其磨屑,并进一步查明该部件的摩擦工况,包括摩擦副的接触形式、运动形式、载荷、速度、介质、温度、湿度、润滑方式以及润滑剂种类等,确定润滑剂有无变质并检查润滑系统的工作情况,了解失效发生时设备的使用情况及日常维护保养情况。在充分掌握情况的基础上,应对磨损失效表面和磨屑进行仔细分析,检查磨损失效前后表面形貌和硬度等物理机械性能的变化,根据表面磨损特征和磨屑形状判定磨损失效模式,确定失效是由外界偶然因素(如不期而至的磨粒或杂物、冲击负载、断油等)引起的突发过程还是在设计工况条件下运行后的累计结果。对于后者,还需对磨损次表层进行分析,了解裂纹的形成部位及扩展方向,并由此确定磨损的发生和发展过程。对于有可能发生化学腐蚀磨损的部件,则需要对磨损失效表面和磨屑进行化学分析。如有必要,还应进行零件磨损失效的模拟试验。只有认真获取上述信息,并进一步结合失效零件摩擦学设计的合理性进行综合分析,才能对导致磨损失效的过程本质和主要原因有深入的认识;在此基础上,才有可能为磨损失效的预防提出合理的改进措施。一般而言,除了外界因素、设备管理和润滑剂变质等非设计因素之外,引起机械零部件磨损失效的设计和工艺方面的原因主要有:①摩擦副材料或表面处理(含热处理)工艺选择不当;②零件的摩擦学结构设计(含润滑系统)不合理;③零件的加工或安装精度未达到要求。

对于磨损材料失效的分析和预防对我们国家整个国民建设都有着至关重要的作用。我们应该加大材料失效分析的力度,推进耐磨材料的进一步研究。

参考文献:

[1]钟群鹏,田永江.失效分析基础.北京:机械工业出版社,1989

磨损范文篇5

关键字:材料失效磨损预防

1、前言

作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平,材料失效问题普遍存在于各类材料中,它直接影响着产品的质量,关系到企业的信誉和生存。材料失效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点,材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位,对于材料失效问题的判断和解决能力,代表了一个国家的科学技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式,其中由摩擦所导致的磨损失效是包括航空材料在内的机电材料失效的主要原因,约有70%~80%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。磨损失效不仅造成大量的材料和部件浪费,而且可能直接导致灾难性后果,如机毁人亡等。本文主要讲解材料磨损失效。

2.我国材料磨损失效的研究以及进展(1)耐磨材料的生产品种日趋完善和标准化,生产工艺不断改进目前,高锰钢,低合金钢,抗磨白口铸铁,高、中、低铬合金铸铁,贝氏体、马氏体球铁等耐磨材料都得到了成功的应用。特别是国内研制成功了一些符合国情的耐磨材料及产品。其中,用量较大的磨球等产品已相应制定了建材、冶金、电力部门的专业标准以及国家标准。

(2)研究耐磨材料的规模和数量大大增加,据初步统计,我国研究磨损和耐磨材料的机构和生产企业已有好几百家,耐磨易损件的总产量每年可达几百万吨。其中,有的生产企业年产量已超过四万多吨,产值在2亿元以上。所以,耐磨材料行业已在工业中占有相当的比重。

(3)耐磨材料新技术、新工艺和新产品正在不断开发和应用。近年来,已从国外引进和自制了几条生产线并采用了一些先进的设备,一些传统工艺正在逐步被更换和改变。例如,宁国耐磨材料总厂从日本新东公司引进的VRH法铸钢生产线;马鞍山东友集团与东洋铁球公司合资引进的金属模磨球生产线。这种金属模磨球生产线也已在我国自行研制成功并在江西东乡铜矿得到成功应用。这使耐磨产品的生产效率大大提高,质量更加稳定并为我国的耐磨材料产品走向国外市场打下了基础。论文网在线

3.磨损失效的模式以及原因磨损一般有四种模式:一是磨粒磨损失效,它是指由外界硬颗粒或偶件表面的硬突起物在摩擦过程中引起的摩擦表面材料脱落或塑性变形所导致的失效。二是粘着磨损失效,它是指在摩擦过程中,摩擦副材料表面之间由于发生了粘着剪切效应,使摩擦表面材料发生脱落或向对偶表面转移而导致的失效。三是疲劳磨损失效,它是指摩擦副表面在循环变化的接触应力作用下,由于材料疲劳剥落形成凹坑而导致的失效。四是腐蚀磨损失效,它是指在摩擦过程中,摩擦副材料与周围介质发生了化学或电化学相互作用,这种作用加剧了材料的磨损过程而导致的失效。五是微动磨损失效,它是指相对固定的摩擦副材料(在设计上大多为静接触)表面之间,由于环境因素转所带来的振幅很小的相对振动而产生磨损所导致的失效。

确定了磨损失效的模式并不等于找到了导致磨损失效的原因,这是由于材料的磨损特性并不仅仅由摩擦副材料所决定,而是整个摩擦学系统的性质。材料的磨损过程往往是多因素共同作用的系统过程和动态过程,有其特殊性和复杂性。影响材料磨损性能的各种因素包括:①摩擦副材料(包括材质和表面处理);②润滑技术(包括润滑剂和润滑方式);③环境条件(包括温度、气氛和介质);④摩擦条件(包括接触形式、运动形式、负荷以及速度);⑤结构设计;⑥润滑管理。对一个具体的磨损失效问题而言,如何透过现象看本质,在上述诸多影响因素中,找到起主导作用的因素,并提出合理的预防应对措施,是解决问题的难点和关键所在。

4.材料失效的预防我们应针对具体的磨损失效问题,收集已磨损报废的零件及其磨屑,并进一步查明该部件的摩擦工况,包括摩擦副的接触形式、运动形式、载荷、速度、介质、温度、湿度、润滑方式以及润滑剂种类等,确定润滑剂有无变质并检查润滑系统的工作情况,了解失效发生时设备的使用情况及日常维护保养情况。在充分掌握情况的基础上,应对磨损失效表面和磨屑进行仔细分析,检查磨损失效前后表面形貌和硬度等物理机械性能的变化,根据表面磨损特征和磨屑形状判定磨损失效模式,确定失效是由外界偶然因素(如不期而至的磨粒或杂物、冲击负载、断油等)引起的突发过程还是在设计工况条件下运行后的累计结果。对于后者,还需对磨损次表层进行分析,了解裂纹的形成部位及扩展方向,并由此确定磨损的发生和发展过程。对于有可能发生化学腐蚀磨损的部件,则需要对磨损失效表面和磨屑进行化学分析。如有必要,还应进行零件磨损失效的模拟试验。只有认真获取上述信息,并进一步结合失效零件摩擦学设计的合理性进行综合分析,才能对导致磨损失效的过程本质和主要原因有深入的认识;在此基础上,才有可能为磨损失效的预防提出合理的改进措施。一般而言,除了外界因素、设备管理和润滑剂变质等非设计因素之外,引起机械零部件磨损失效的设计和工艺方面的原因主要有:①摩擦副材料或表面处理(含热处理)工艺选择不当;②零件的摩擦学结构设计(含润滑系统)不合理;③零件的加工或安装精度未达到要求。

对于磨损材料失效的分析和预防对我们国家整个国民建设都有着至关重要的作用。我们应该加大材料失效分析的力度,推进耐磨材料的进一步研究。

参考文献:

[1]钟群鹏,田永江.失效分析基础.北京:机械工业出版社,1989

磨损范文篇6

笔者基于对机械加工过程中刀具磨损情况的深入分析,发现刀具磨损的形式主要有以下几种:①前刀面磨损,该种磨损主要是指应用于机械加工过程中的刀具前面出现磨损现象,该磨损形式会影响到刀具整体使用效果,同时也容易造成刀具出现其他形式的磨损;②后刀面磨损,与前刀面磨损相类似,后刀面磨损主要是指刀具后面出现磨损,与前刀面磨损产生的不良影响并无太大差异;③边界磨损。造成刀具出现上述磨损形式的机理相对较多,其一为磨粒磨损,其主要是指两个表面在互相摩擦作用下而发生的磨损,会造成刀具出现以上任意形式的磨损;其二为扩散磨损,指工件材料与刀具在切削区域环境的作用下发生化学过程,由于二者化学特性造成刀具发生磨损;其三为疲劳磨损,刀具会受到高温环境以及切削力的影响而发生崩碎或裂纹的问题。

2机械加工中刀具磨损的影响因素

2.1打造刀具所用的材料。不同材料所打造的刀具强度不同,其耐磨性以及韧性差异也相对较大,如果相关机械加工人员在选择刀具时,所选择出的刀具材料耐磨性、韧性以及强度都相对较弱,在后期使用过程中势必会影响刀具使用寿命,导致其在加工机械工件时,极容易出现磨损现象[1]。反之,若打造刀具所使用的材料强度耐磨性以及韧性相对较强,使用该种材料所打造出的刀具进行切削时,就会避免刀具与工件发生较大的摩擦,降低刀具发生磨损的概率。由此可见,打造刀具时所使用的材料是影响机械加工中刀具磨损的一项重要组成因素。2.2应用刀具的外部环境。众所周知,在机械加工切削区域温度以及压力度相对较大,而温度与压力正是造成刀具出现磨损现象的一个重要原因。一方面刀具在高温高压状态下切削工件时,其会出现化学过程,此时刀具会出现扩散磨损现象,该刀具则不再可以应用于机械加工过程中。另一方面在高温高压状态下,由于打造刀具所使用的材料会受到温度以及压力的影响,进而发生一系列变化,此时刀具耐磨性以及强度会受到影响,若打造的机械工件强度相对较大,则在持续作用下刀具更容易出现磨损问题,进而影响最终使用质量。基于此,机械加工中刀具所处于的切削环境直接影响了刀具使用寿命以及磨损程度。2.3刀具几何参数及机械切削速度。刀具几何参数有以下几方面内容:①前刀面形状,通常情况下前刀面有带侧棱平面型、正前角平面型、负前角单面型、带倒棱曲面型以及负前角双面型五种形状,不同形状抵抗外力的能力不同,因而所产生的磨损程度也不相同;②刀具主偏角,其会影响刀具使用耐用度,因而也是影响刀具磨损的因素;③刀具刃倾角,其会影响刀具与机械加工工件接触面积以及接触效果;④刀具后角,基于前文分析,我们可以了解到刀具还会出现后刀面磨损现象,此时就主要受到了刀具后角这一因素的影响[2]。除刀具几何参数会影响刀具磨损外,机械切削速度也会直接影响刀具磨损程度,一方面刀具切削速度会影响刀具所处温度,而温度又是影响刀具磨损程度的一个因素,因此切削速度也会影响刀具磨损;另一方面切削速度过快时,刀具承受的冲击力更大,此时磨损程度也更重。

3避免机械加工中刀具磨损的对策

3.1选择耐磨性强材料所制成的刀具。由于打造刀具的材料直接影响着刀具耐磨性、强度以及韧性,因此要想延长刀具使用寿命,防止刀具在加工过程中出现严重的磨损现象,在机械加工过程中选择刀具时,相关工作人员就应该选择耐磨性较强的材料所制成的刀具。但是,现阶段完全满足机械加工刀具材料使用需求的理想材料是没有的,因此相关工作人员就需要分析机械加工工件材料质量,并从经济角度选择出更科学、合理的刀具制作材料。近年来研制出的新型硬质合金主要有以下几种:①涂层硬质合金,由该材料所打造出的刀具综合性相对较强,后期使用过程中磨损程度更小[3]。②超微粒硬质合金,该材料耐磨性抗温性以及耐热性相对较强,因此其更适用于断续切削、低速切削、高温切削中。③钢结硬质合金,该材料性能介于硬质合金以及高速钢之间,适用于打造结构相对复杂的刀具,适用于打造结构相对复杂的刀具。针对需要在高温环境中进行加工的机械工件,工作人员需要通过控制打造刀具的材料,来保证刀具不会出现磨损现象。而针对在切削过程中刀具与工件发生磨损而出现高温的情况,机械加工部门领导人员则应该通过采购温度控制设备,保证切削环境温度更为合理,使得刀具可以在较为恒温的状态下进行切削,从而有效提高刀具使用质量。除此以外,机械加工人员还需要通过控制刀具切削压力,降低刀具发生磨损的概率。3.3正确选择刀具参数与切削速度。只有选择出合理的刀具,才可以保证机械加工质量与效率,若想刀具选择的更加合理,就需要正确选择刀具参数。具体来说,刀具使用人员需要控制前刀面形状、刀具主偏角、刀具刃倾角、刀具后角,此时需要考虑到该刀具主要应用于哪类工件加工过程中,从而结合工件材料、形状、规格,选择出更适合的刀具参数,提高刀具耐磨性。除此以外,机械加工人员也需要控制切削速度及切削用量,从刀具耐磨性入手,机械加工人员应提高切深程度、控制走刀量并合理降低切削速度,促使机械加工刀具耐磨性可以实现提升。

4总结

综上所述,造成机械加工过程中刀具出现严重磨损的原因主要有刀具材料、机械加工环境以及刀具几何参数、机械切削速度等,要想防止刀具发生磨损,保证机械加工效率及质量,机械加工企业就需要选择耐磨性强材料所制成的刀具、加强对机械加工环境温度及压力的控制、保证刀具参数与切削速度的合理性。本文仅初步分析了刀具磨损影响因素以及需采取的对策,后期还会深入研究与探讨延长刀具使用寿命的对策。

作者:王蓉 单位:浙江亚太机电股份有限公司

参考文献:

[1]李渊.分析机械加工过程中机械振动问题的解决[J].民营科技,2015(05):37.

[2]王铁成.机械加工中刀具磨损的影响因素分析及应对措施[J].湖南农机,2014,41(06):92-93.

[3]张新聚,岳彦芳.制造执行系统中刀具剩余磨损寿命预测的研究[J].工具技术,2007(05):32-33.

磨损范文篇7

关键字:材料失效磨损预防

1、前言

作为科技支柱之一的材料技术的发展直接关系到国家经济、科技的发展水平,材料失效问题普遍存在于各类材料中,它直接影响着产品的质量,关系到企业的信誉和生存。材料失效分析的建立是发达国家工业革命的一个重要起点,材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位,对于材料失效问题的判断和解决能力,代表了一个国家的科学技术发展水平和管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式,其中由摩擦所导致的磨损失效是包括航空材料在内的机电材料失效的主要原因,约有70%~80%的设备损坏是由于各种形式的磨损而引起的。磨损失效不仅造成大量的材料和部件浪费,而且可能直接导致灾难性后果,如机毁人亡等。本文主要讲解材料磨损失效。

2.我国材料磨损失效的研究以及进展(1)耐磨材料的生产品种日趋完善和标准化,生产工艺不断改进目前,高锰钢,低合金钢,抗磨白口铸铁,高、中、低铬合金铸铁,贝氏体、马氏体球铁等耐磨材料都得到了成功的应用。特别是国内研制成功了一些符合国情的耐磨材料及产品。其中,用量较大的磨球等产品已相应制定了建材、冶金、电力部门的专业标准以及国家标准。

(2)研究耐磨材料的规模和数量大大增加,据初步统计,我国研究磨损和耐磨材料的机构和生产企业已有好几百家,耐磨易损件的总产量每年可达几百万吨。其中,有的生产企业年产量已超过四万多吨,产值在2亿元以上。所以,耐磨材料行业已在工业中占有相当的比重。

(3)耐磨材料新技术、新工艺和新产品正在不断开发和应用。近年来,已从国外引进和自制了几条生产线并采用了一些先进的设备,一些传统工艺正在逐步被更换和改变。例如,宁国耐磨材料总厂从日本新东公司引进的VRH法铸钢生产线;马鞍山东友集团与东洋铁球公司合资引进的金属模磨球生产线。这种金属模磨球生产线也已在我国自行研制成功并在江西东乡铜矿得到成功应用。这使耐磨产品的生产效率大大提高,质量更加稳定并为我国的耐磨材料产品走向国外市场打下了基础。

3.磨损失效的模式以及原因磨损一般有四种模式:一是磨粒磨损失效,它是指由外界硬颗粒或偶件表面的硬突起物在摩擦过程中引起的摩擦表面材料脱落或塑性变形所导致的失效。二是粘着磨损失效,它是指在摩擦过程中,摩擦副材料表面之间由于发生了粘着剪切效应,使摩擦表面材料发生脱落或向对偶表面转移而导致的失效。三是疲劳磨损失效,它是指摩擦副表面在循环变化的接触应力作用下,由于材料疲劳剥落形成凹坑而导致的失效。四是腐蚀磨损失效,它是指在摩擦过程中,摩擦副材料与周围介质发生了化学或电化学相互作用,这种作用加剧了材料的磨损过程而导致的失效。五是微动磨损失效,它是指相对固定的摩擦副材料(在设计上大多为静接触)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。

确定了磨损失效的模式并不等于找到了导致磨损失效的原因,这是由于材料的磨损特性并不仅仅由摩擦副材料所决定,而是整个摩擦学系统的性质。材料的磨损过程往往是多因素共同作用的系统过程和动态过程,有其特殊性和复杂性。影响材料磨损性能的各种因素包括:①摩擦副材料(包括材质和表面处理);②润滑技术(包括润滑剂和润滑方式);③环境条件(包括温度、气氛和介质);④摩擦条件(包括接触形式、运动形式、负荷以及速度);⑤结构设计;⑥润滑管理。对一个具体的磨损失效问题而言,如何透过现象看本质,在上述诸多影响因素中,找到起主导作用的因素,并提出合理的预防应对措施,是解决问题的难点和关键所在。

4.材料失效的预防我们应针对具体的磨损失效问题,收集已磨损报废的零件及其磨屑,并进一步查明该部件的摩擦工况,包括摩擦副的接触形式、运动形式、载荷、速度、介质、温度、湿度、润滑方式以及润滑剂种类等,确定润滑剂有无变质并检查润滑系统的工作情况,了解失效发生时设备的使用情况及日常维护保养情况。在充分掌握情况的基础上,应对磨损失效表面和磨屑进行仔细分析,检查磨损失效前后表面形貌和硬度等物理机械性能的变化,根据表面磨损特征和磨屑形状判定磨损失效模式,确定失效是由外界偶然因素(如不期而至的磨粒或杂物、冲击负载、断油等)引起的突发过程还是在设计工况条件下运行后的累计结果。对于后者,还需对磨损次表层进行分析,了解裂纹的形成部位及扩展方向,并由此确定磨损的发生和发展过程。对于有可能发生化学腐蚀磨损的部件,则需要对磨损失效表面和磨屑进行化学分析。如有必要,还应进行零件磨损失效的模拟试验。只有认真获取上述信息,并进一步结合失效零件摩擦学设计的合理性进行综合分析,才能对导致磨损失效的过程本质和主要原因有深入的认识;在此基础上,才有可能为磨损失效的预防提出合理的改进措施。一般而言,除了外界因素、设备管理和润滑剂变质等非设计因素之外,引起机械零部件磨损失效的设计和工艺方面的原因主要有:①摩擦副材料或表面处理(含热处理)工艺选择不当;②零件的摩擦学结构设计(含润滑系统)不合理;③零件的加工或安装精度未达到要求。

对于磨损材料失效的分析和预防对我们国家整个国民建设都有着至关重要的作用。我们应该加大材料失效分析的力度,推进耐磨材料的进一步研究。

参考文献:

[1]钟群鹏,田永江.失效分析基础.北京:机械工业出版社,1989

磨损范文篇8

【关键词】人工关节生物相容性材料磨损颗粒体内研究体外研究

Abstract:[Objective]Todesignamethodofinvitropreparationandseperationformetallicwearparticlesaroundjointprosthesisandevaluateitsfeasibilityinmedicalexperiments.[Method]Ti-6Al-4VandCo-Gr-Moalloyswereusedtomaketwofrictionjarsrespectirely.Nationalinventivepatentappliednumber03142073.7.Lotsofquadrateblocksmadeofthesamematerialsareputintothejarsrespectively,whichwerethen.lubricatedbymanmadebodyfluidandvibratedonabottleshaker.After21daysthefluidwasharvestedandcentrifugedtogettheproducedwearparticles.Thecollectedparticleswerestudiedbyusingelementtraceanalysis,lasercountersizerandscanningelectronmicroscopy.TheJ774.A1macrophagesculturedtogetherwiththeseparticlesfor24hourswereobservedunderinvertedphasecontrastmicroscopyandtransmissionelectronmicroscopy.[Result]Agotgreatamountsofmetallicparticleswith1μmdiameterconedbeproduceusingthismethod.Theaveragediameteroftitaniumalloys(Dv90)is1.011andthatofCoGrMois1.010.Particlesizedistributionhadgoodconsistencyindifferentmaterials.Underscanningelectronmicroscopy,theparticleshadirregularshapesjustlikethosegotfromrevisionoperations.TheparticlestakenintotheJ774.A1macrophagescouldbeseenunderinvertedphasecontrastmicroscopyandtransmissionelectronmicroscopy.[Conclusion]Thismethodisgoodenoughtoproducllotsofmetallicwearparticlesmosthlikethosearoundtotaljointprosthesisandcanbeusedinfurtherinvivoandinvitrostudiesaboutjointprosthesisloosening.

Keywords:artifitialjoint;biomechanicalreceptivematerial;wearparticle;invivo;invitro

人工关节假体晚期松动是长期困扰骨科领域的难题。长期的研究形成共识:假体材料磨损颗粒引发的由巨噬细胞介导的破骨细胞性骨吸收是假体松动的主要生物学原因[1]。随着各种新型生物金属材料的不断产生和人们对金属-金属人工关节假体的重新评价,细小金属颗粒在假体松动中的作用又成为了研究的热点[2,3]。为解决人工关节松动相关研究中颗粒来源匮乏的问题,本研究在参考Rogers[4]方法的基础上设计出一种体外产生生物金属材料细小磨损颗粒的方法,采用此方法成功制成了直径1μm的钛合金和钴铬钼合金颗粒。并对颗粒的成份、大小、形态和粒度分布进行分析观察。颗粒与巨噬细胞体外培养中观察吞噬的方法初步验证颗粒用于医学实验的可行性。

1材料与方法

1.1颗粒制备装置的研制

原料选用医用钛铝钒合金(上海思爱高科技开发有限公司提供)和钴铬钼合金(北京力达康科技有限公司提供)。采用非焊接技术制成3个中空的椭球形球磨罐(100mm×70mm×70mm)和立方形磨块若干(5mm×5mm×5mm)。顶部开口处采用螺纹旋入式顶盖,加用聚乙烯的垫圈,以提高系统的密封性能,在设计上确保聚乙烯垫圈不外露于容器的内壁,以防止混入聚乙烯磨损颗粒。底部支架使磨罐能在平面放置(图1、2)。本装置的所有组件按ASTMF86-76标准进行清洗,75%酒精浸泡,高温灭菌(121℃、15min)后备用。

生物金属颗粒产生装置及分离保存方法已申请国家发明专利。

发明名称:一种生物金属材料超细粉末的制备方法及其制备装置。

专利申请号:03142073.7

1.2磨损颗粒的制备、离心分离与保存

无菌条件下打开顶盖,将磨块放入球磨罐中,加入事先配制好模拟生物体液(PBS2%小牛血清5IU/ml青霉素5μg/ml链霉素)75ml作为润滑液。装置至于摇床上,摇晃72h,弃掉润滑液,重新加入润滑液75ml,摇晃21d。收集润滑液与磨损颗粒的混悬液,加润滑液至80ml待用。

将钴铬钼合金混悬液80ml分装在8个10ml的试管中,500r/min离心2min,弃沉淀物,重新加润滑液至10ml,重复2次。1000r/min离心5min,弃上清,重新加润滑液至10ml,重复1000r/min离心5min1次,加润滑液至4ml,-20℃冻存备用。

将钛合金混悬液80ml分装在8个10ml的试管中,500r/min离心4min,弃沉淀物,重新加润滑液至10ml,重复2次。1000r/min离心40min,弃上清,重新加润滑液至10ml,重复1000r/min离心40min一次,加润滑液至4ml,-20℃冻存备用。

1.3磨损颗粒成分元素分析

随机抽样选取钛铝钒合金原料和磨损颗粒样品各一份进行元素分析。秤取0.1g原料和磨损颗粒样品,于聚四氟乙烯烧杯中,加入10mlHF(分析纯),加热1h,加入10mlH2SO4(GR),加热1h,定容于500ml容量瓶中。取液进入等离子体发射光谱仪(IRISAdvantage1000美国),仪器自动读出样品元素组成。

1.4磨损颗粒的粒度分析

用润滑液(PBS2%小牛血清5IU/ml青霉素5μg/ml链霉素)进入激光粒度仪(TSL100上海理工大学研制)校准调零。取颗粒混悬液4ml,在旋涡混合器上充分混匀,进入激光粒度仪,计算机自动颗粒浓度、粒度数据和粒度分布曲线。

1.5磨损颗粒的扫描电镜观察

取颗粒混悬液50ml,滴加到孔径为0.22μm的滤膜上,烘干48h后表面真空离子喷金,扫描电子显微镜(QUANTA200荷兰)进行观察并摄取图像。

1.6巨噬细胞培养与吞噬实验

J774A.1巨噬细胞株来源于BALB/c小鼠网状细胞肉瘤,由AmericanTypeCultureCollectionCo.(Rockville,MD,USA)提供,培养在含10%小牛血清、100μg/ml青霉素、100μg/ml链霉素和2%谷氨酰胺的DMEM培养液,于37℃、5%CO2、饱和湿度条件下培养。收集对数生长期的细胞,以2×105/ml接种于6孔板中,培养4~6h后,加入体外制备的钴铬钼合金颗粒混悬液(107个/孔),另外于35mm培养皿中按上述方法接种细胞,刺激24h后用2.5%戊二醛溶液固定,进行倒置相差显微镜观察。同时设置不加任何刺激物的对照孔。

1.7巨噬细胞透射电镜观察

J774A.1巨噬细胞分别加入钴铬钼合金颗粒混悬液和钛铝钒合金颗粒混悬液(107个/孔),作用24h后用2.5%戊二醛溶液固定。用橡皮刮子将全部细胞从皿底轻轻刮下,收集在离心管中离心2000r/min20min,弃上清,将沉淀的细胞团块取出,用棉花纸包裹起来,然后进行漂洗、1%锇酸后固定15min、漂洗、脱水、浸透,将样品从棉花纸内取出进行包埋,60℃烘箱内48h,超薄切片,透射电镜(HITACHIH-500日本)观察并摄像。

2结果

2.1磨损颗粒成分元素分析

分析结果显示:实验中获得的钛铝钒合金颗粒的元素构成与其原料基本相同(表1),证实磨损颗粒的产生过程中无杂质元素污染。表1钛铝钒合金磨损颗粒的元素分析结果

2.2磨损颗粒的粒度分析

钛铝钒颗粒的平均直径Dv90∶1.009,99.93%的颗粒直径在0.3~1.2μm之间;钴铬钼颗粒的平均直径Dv90∶1.008,99.93%的颗粒直径在0.3~1.2μm之间;2种颗粒粒度分布曲线形态非常相似(图3、4)。

2.3磨损颗粒的扫描电镜观察

镜下可见体外制备的钛铝钒合金颗粒呈片状、盘状、柱状、针状等各种不规则形状,表面有低密度的血清蛋白沉积(图5)。未见明显的颗粒叠加和成团聚集的情况。大小颗粒在滤膜上分布不均匀,大颗粒集中在边缘上,小颗粒集中在中心部位。

体外制造的钴铬钼合金颗粒也有片状、盘状、柱状、针状等各种不规则形状,钴铬钼合金颗粒更多为块状颗粒,是由于颗粒轻度聚集,显得体积更大(图6)。

与体内分离颗粒对照发现,颗粒的形态均非常近似,表面都有蛋白沉积。体内分离颗粒大小分布更加不均匀(图7)。

2.4巨噬细胞培养与吞噬实验

J774A.1巨噬细胞经合适的条件培养24h后细胞生长旺盛,吞噬活性较强。倒置相差显微镜下细胞成圆形或椭圆形,细胞轮廓清晰,胞浆内无明显吞噬小体(图8)。与体外制备的钴铬钼颗粒共同培养24h后,镜下细胞形态发生变化。细胞密度减小,细胞肿胀成圆形,胞核变大,甚至见到细胞大片坏死,核溶解,细胞碎裂,胞浆内有被吞噬的钴铬钼颗粒影像(图9)。

2.5培养的巨噬细胞透射电镜观察

当金属颗粒接近J774A.1巨噬细胞时,细胞伸出伪足逐渐将较小的颗粒吞噬入细胞内。此时细胞开始张大,胞浆内线粒体和粗面内质网增生,表示分泌活动活跃,颗粒进入细胞成为吞噬体。胞浆密度变得不均匀,有空泡样变(图10)。

3讨论

为阐明假体松动的机理和对新型假体材料的生物相容性进行评价,众多学者采用体外细胞培养、组织培养、体内植入等方法对颗粒引发的生物学反应进行研究[5~7]。由于体内颗粒来源有限,国内学者常采用简单的材料对磨、过筛或接受国外赠送的方法体外获得颗粒,而国外学者采用的方法有对磨(milling)、金属熔体雾化(aerosolization)、气化(gasatomization)、激光制粉法等[4]。由于来源杂乱,颗粒的各项特性变异较大,使大量的实验数据因无法重复和比较而失去实际意义。如何体外产生生物金属的颗粒并使之能很好地模拟体内颗粒是一个普遍地急需解决的问题。

大量的研究已经显示:磨损颗粒的物理、化学性质是影响机体反应程度和假体松动的关键因素。这些性质包括:颗粒数量、大小、粒度分布、表面积、化学元素构成、表面形态、可溶性金属离子释放、表面电荷等[5]。使体外生成的颗粒最大限度地模拟体内磨损颗粒是作者设计这个方法时始终坚持的原则。

3.1颗粒的产生方法

人工关节周围的金属磨损颗粒可以来源于关节面、柄-骨界面、假体-骨水泥界面、臼杯-骨界面、组合式假体的柄-头结合处。从磨损机理上讲属于表面摩擦磨损,因此借鉴工业球磨的方法产生颗粒是合理的。作者自行设计的球磨罐具有以下特点:(1)采用相同的材料加工球磨罐和磨块,无焊接工艺和罐口的密封装置避免了任何其它材料参与摩擦,保证了颗粒的纯净;(2)润滑液采用PBS2%小牛血清5IU/ml青霉素5μg/ml链霉素,动物血清对颗粒进行预孵化(preincubation),经蛋白孵化的颗粒的生物学行为更接近体内颗粒。在实践中作者发现,预孵化过程能在颗粒表面形成蛋白保护膜,明显减少颗粒的聚集成团现象,有利于颗粒的离心分离和电镜观察;(3)本装置的所有组件按ASTMF86-76标准进行清洗,75%酒精浸泡,高温灭菌,无菌操作过程和含抗生素的润滑液都保证了颗粒无微生物和内毒素污染,这对于体内和体外医学实验是非常重要的;(4)低能量缓慢摇晃和润滑液的加入,使磨块与罐壁、磨块与磨块之间进行缓慢的摩擦,产生细小的颗粒,筛选效率提高。

3.2颗粒的分离方法

本实验采用“梯度离心”的方法对颗粒进行筛选。其原理来自于Stokes''''法则:

R2=9ηh/(2t[ρ-ρ0]ω2n)

R:颗粒半径η:润滑液黏滞度h:样品高度t:离心时间ρ:金属密度ρ0:润滑液密度ω:离心角速度n:样品与旋转轴距离

本实验中的常规变量只有ω和t,因此公式简化为:

RCo2=4.5×106/t(min)×ω2(r/min)

RTi2=9.0×106/t(min)×ω2(r/min)

RCo:钴铬钼合金颗粒半径RTi:钛合金颗粒半径t:离心时间ω:离心角速度

总之,本实验方法简单,设备要求不高,利于应用和推广。

3.3颗粒的粒度测定方法

传统的颗粒测定方法是在光镜或电镜下对颗粒进行直接计数,工作量大、精确度差。激光粒度仪利用测定激光束穿透颗粒混悬液的散射估计出颗粒的平均体积,如假设颗粒为标准球体,则可计算出颗粒直径。在应用中作者认为粒度仪用于人工关节颗粒分析的优势在于:测量速度快、误差小、可定量分析、操作简单,非常适合大量样本的检测与对比研究。激光粒度仪是确定颗粒大小的有效方法,但在应用中仍需注意:(1)激光粒度仪是在忽略颗粒形状差异的基础上对颗粒大小的计算和估计,所以颗粒形状对于结果有影响。光镜或电镜下对颗粒进行直接计数的方法可以弥补上述不足,并可以获得颗粒形态的直观资料,两者可以取长补短;(2)由于金属颗粒的密度大,在液体中沉降迅速,也给结果带来偏差。所以注意分离好的颗粒混悬液要尽快进行测定,测定前再次震荡混匀,有条件时可以选取甘油等高黏度悬浮液。

3.4发展方向展望

随着各种新型生物金属材料的不断产生和人们对金属-金属和陶瓷-陶瓷人工关节假体的重新评价,细小金属和陶瓷颗粒在假体松动中的作用又成为了研究的热点[2,3]。为适应这一研究发展的需要,作者正在研究能产生更加细小金属和陶瓷颗粒(直径25nm左右)的方法。

图1钛铝钒合金球磨罐和磨块图2钴铬钼合金球磨罐和磨块图3钛铝钒颗粒平均直径Dv90∶1.009,99.93%的颗粒直径在0.3~1.2μm之间图4钴铬钼颗粒平均直径Dv90∶1.008,99.93%的颗粒直径在0.3~1.2μm之间图5体外人工制造的钛铝钒合金颗粒扫描电镜显示:颗粒呈片状、盘状、柱状、针状等各种不规则形状,表面有低密度的血清蛋白沉积(2000×)图6体外制备钴铬钼合金颗粒扫描电镜,铬钼合金颗粒更多为块状颗粒,是由于颗粒轻度聚集,显得体积更大(2000×)图7体内分离与体外制备的钛铝钒颗粒扫描电镜比较图7aR为体内分离颗粒图7b为体外制备颗粒。颗粒的形态均非常近似,表面都有血清蛋白的沉积膜,体内分离颗粒大小分布更加不均匀(R1000×,L2000×)图8作为空白对照组的J774A.1巨噬细胞培养24h后的形态,细胞成圆形或椭圆形,细胞轮廓清晰,胞浆内无明显吞噬小体(200×)图9J774A.1巨噬细胞与钴铬钼颗粒共同培养24h后的形态改变,细胞密度减小,细胞肿胀成圆形,胞核变大,甚至见到细胞大片坏死,核溶解,细胞碎裂,胞浆内有被吞噬的颗粒影像↑(200×)图10J774A.1巨噬细胞内的金属颗粒,胞浆内线粒体和粗面内质网增生,颗粒进入细胞成为吞噬体,↑为金属颗粒。胞浆密度变得不均匀(3500×)

【参考文献】

[1]贾庆卫,孙俊英.破骨细胞性骨溶解与关节假体无菌松动[J].江苏医药,2002,28(8):619-620.

[2]CobbAG,SchmalzreidTP.Theclinicalsignificanceofmetalionreleasefromcobaltchromiummetalonmetalhipjointarthroplasty[J].ProcInstMechEng,2006,220(2):385-398.

[3]MüllerFA,HagymásiM,GreilP,etal.Transferofmetallicdebrisafterdislocationofceramicfemoralheadsinhipprostheses[J].ArchOrthopTraumaSurg,2006,126(3):174-180.

[4]RogersSD,PearcyMJ,HaySJ,etal.Amethodforproductionandcharacterizationofmetalprosthesiswearparticles[J].JOrthopRes,1993,11(6):856-864.

[5]FirkinsPJ,TipperJL,SaadatzadehMR,etal.Quantitativeanalysisofwearandweardebrisfrommetalonmetalhipprosthesestestedinaphysiologicalhipjointsimulator[J].BiomedMaterEng,2001,11(2):143-57.

磨损范文篇9

1农业机械零件主要磨损形式分析

农业机械零件的磨损主要有磨料磨损、粘着磨损和腐蚀磨损,下面分别对其特点及原理进行分析。1.1磨料磨损。进入摩擦副零件表面之间的硬质磨料颗粒,在零件相对运动时对零件表面产生“切削”作用,使零件表面磨损,称为磨料磨损。磨料可能从外界进入(如外界的粉尘、油料中的杂质),也可能是早已存在于摩擦表面的(如铸件含砂、镀件中杂质),还可能是磨损过程的产物(如金属氧化膜的剥落)。磨料磨损的速率与摩擦副的运动速度成正比;磨料的硬度愈高,磨损越大;磨料大小与配合副间隙相近时磨损量最大。磨料磨损容易发生在运动速度高、负荷大、杂质易混入的摩擦表面的零件之间,如曲轴主轴颈与主轴承之间,连杆轴颈与轴承之间,活塞、活塞环与气缸壁之间,气门导管与气门杆之间等。这些零件表面使用一定时期后,大都有磨料磨损的明显痕迹。1.2粘着磨损。当零件摩擦表面受到过大的机械负荷和热负荷作用时,相互嵌入并产生塑性变形,造成局部高温而处于熔融状态,相对滑动使零件表面材料转移或断脱,这种现象称为粘着磨损。粘着磨损的程度与粘着点的强度有关。如果粘着点的强度比摩擦副的表面强度低时,撕脱或材料转移发生在粘着点上,两摩擦表面材料转移极轻微,摩擦面也较平滑,只有轻微的擦伤,这通常称为外部粘着。若粘着点强度比两摩擦表面一方的材料强度高时,撕脱或材料的转移将发生在强度较弱的摩擦表面材料上,且造成弱材料表面局部粗糙的撕脱损伤,这通常称为内部粘着。在多数情况下,摩擦表面的粘着磨损的内部粘着与外部粘着同时发生,即一部分粘着点从外部分离,一部分粘着点从内部分离。在接触负荷大、润滑条件差、冷却强度不足、相对滑动强度高的粗糙摩擦表面,很容易发生粘着磨损,且零件的表面负荷愈大、表面温度愈高,粘着磨损现象也越严重。粘着磨损一旦发生,发展很快,能在短时间内造成零件的严重破坏,还会导致柴油机重大事故。柴油机的气缸与活塞、活塞环的配合表面,轴颈与轴承的配合表面都是发生粘着磨损的高危险区域。使用不当、维修调整不正确、零件材料与表面质量不合要求时,很容易产生粘着磨损。1.3腐蚀磨损。零件的表面,由于受到腐蚀性气体或液体作用,由电化学反应生成化学反应膜,在机械载荷作用下,表面摩擦导致化学反应膜与基体金属的脱离,又形成新的反应膜,继而又被破坏,这种周而复始的现象称为腐蚀磨损。腐蚀磨损一般分为氧化腐蚀和特殊介质腐蚀两类。氧化腐蚀磨损普遍存在于柴油机零件摩擦中,其损坏特征是金属的摩擦表面沿滑动方向呈匀细的磨痕。氧化磨损的磨损速率在各类磨损中是最小的。摩擦表面上的氧化膜性能对零件的磨损产生重要作用。零件表面形成的氧化膜,可以降低零件的摩擦系数和磨损速率,可以提高零件抗磨料磨损的作用,还有利于防止粘着磨损。柴油机在运转中应减小大负荷的工作频率和降低全速全负荷的工作时间,避免氧化膜的破坏,以延长柴油机的使用寿命。特殊介质磨损是由于摩擦副零件与酸、碱、盐等介质作用发生腐蚀,在载荷和摩擦作用下破坏氧化膜,此氧化磨损有更高的磨损速度和更大的磨损量。柴油机气缸壁是经常发生特殊介质腐蚀磨损的区域。轴瓦合金中的铅、铬等元素,容易被润滑油中的酸性物质腐蚀,在轴瓦减磨合金表面生成黑点,逐渐扩展成为海绵状软组织而小块脱落。

2减少磨损的措施

(1)新购买或大修后的大型农业机械都要进行严格的磨合运转,才可投入作业,避免因局部过载、过热而产生擦伤和烧损,出现异常磨损。(2)按要求做好维护保养工作,保持油、水、气等系统的清洁,减少磨粒的侵入造成的磨粒磨损。(3)保证润滑系统工作良好,正确选择润滑油,及时更换润滑油,保证油路畅通、油压正常,防止干摩擦出现。(4)保持发动机的温度在正常范围。如发动机温度过低,气缸得不到良好的润滑,缸壁磨损将会增大,并且气缸内的水蒸气容易凝结成水珠,溶解废气中的酸性气体分子而生成酸性物质,使气缸壁受到腐蚀磨损。若温度过高,会降低气缸的强度,同时润滑油膜会因高温而遭到破坏,使得缸壁磨损加剧。(5)正确的操作和使用机械,避免机器在过冷或过热条件下较长时间工作,保持机器的正常技术状态,可以有效地减小磨损。

作者:黄玉春 单位:黑龙江省讷河市通江街道农村工作办公室

磨损范文篇10

关键词:农业机械;轮胎;磨损;维护

轮胎是农机行走系的重要部件,直接影响到车辆各种使用性能的发挥。正确使用和养护轮胎,延长轮胎的使用寿命,对农机的使用有很重要的意义。轮胎使用寿命的长短,固然跟轮胎的质量有一定关系,但也跟是否正确使用和保养分不开。

一、轮胎磨损原因及防止方法

1.1磨损原因

一是轮胎气压过高或过低都会影响其使用寿命,同时也不利行车安全。轮胎内压过低或超负荷使用会大大增加胎体所承受的应力和变形,使轮胎与着地面间的机械磨擦和胎体的内磨擦加剧,引起轮胎磨损和损伤。轮胎内压过高,会加大轮胎帘布层所承受的伸张应力,增大了胎层间的剪应力,胎体刚性增大,着地面积减小,致使轮胎使用性能恶化而磨损和损伤。二是使用中急起步、制动和急转弯会加速轮胎的磨损,引起崩花掉块及胎圈损坏。三是快速越过高而尖的障碍物,极易引起轮胎受到切割、爆裂、刺扎等损伤。四是长时间的高速行驶。根据轮胎的自身特性,随车速的加快,轮胎的变形频率增加,致使胎温升高,引起磨损和损伤。五是在松软土地上的牵引性能较差,特别是水田作业或雨后行驶在泥泞路面上,极易产生打滑,磨损轮胎。六是前束调整不当引起胎面磨损。七是轮胎在拆装保养过程中,如装拆不经心,撬伤、砸伤胎圈和轮辋,或装入内胎前,胎内混入沙、石等杂物,造成轮胎损坏。八是停放和轮胎保管不当,如受到阳光曝晒、油浸蚀等,导致轮胎腐蚀变质。

1.2防止方法

一是轮胎在使用过程中,应经常检查轮胎气压,按照胎侧所标内压充气。二是起步、转弯和制动时不可太猛,尽量避免换档起步,猛松离合、重负荷大油门高速起步、转死弯和打死方向盘,以及不必要的急刹车等。由于驾驶技术不高,有不少新驾驶员由于缺乏经验,往往在行车中频繁地紧急制动,经常采取紧急起步以及高速转向和调头,陷车和牵引阻力过高,轮子长时间打滑,或者草率地通过障碍物,有的不会选择路面和相应的行驶速度,这些也都会影响轮胎的寿命。三是在不平坦的道路上行驶及在大豆、玉米等茬地上作业时,应放慢速度。四是车速应根据实际情况掌握,尽量避免长途高速运输。五是在田间作业发生陷车时,应尽量避免车轮在坑内高速空转。六是正确保养转向系统,保持前束值的正确,以防轮胎早期磨损。七是拆装轮胎时,应在干净地面上进行,不用有缺口、尖角的工具;安装时,不要将泥沙带入,花纹方向不要装反。八是轮胎上不要沾染油酸、碱等,以防腐蚀。九是长期不工作时,应将车顶起,使轮胎不承受压力,但不要放气。另外,应防止轮胎受阳光曝晒。长期停放的机车和其他机具,如果轮胎没有悬空,特别是当轮胎气压低于规定值时,由于产生稳定变形,在个别情况下会使外胎胎体脱层和折断,使轮胎寿命大大缩短。十是一般情况下,轮胎在使用一定时间之后,左右侧轮胎应互换位置,以延长轮胎使用寿命。

二、转向轮前束的检查与调整方法

2.1检查方法

转向轮前束常用的检查方法有以下3种:一是在转向轮悬空的情况下,转动转向轮,测量两转向轮最前端之间的距离及最后端之间的距离,两者之差就是前束值。这种测量方法误差较大,因为转向节与主销之间、轮毂轴承与转向节之间都存在着间隙,因此转向轮悬空状态与着地承载时的状态并不相同。二是用指针式前束尺测量。由于前束尺较长,两测量脚有弹性,再加上两轮转向轮胎侧的厚度有差异,因而也影响测量的准确性。三是采用平地推车法测量。将车停在平坦的地面上,在两转向轮轮胎后面高度的1/2处分别做上标记,测量两标记之间的距离。然后推动车前进,使两转向轮转动180°,即把标记转到两转向轮轮胎前面高度的1/2处,再测量两标记之间的距离。2次测量所得距离之差,即为转向轮的前束值。再推动车前进,使转向轮转动90°,然后再按上述方法测量转向轮的前束值。取2次测量结果的平均值作为该车转向轮的实际前束。也可以在轮胎上多取几个点进行测量,以消除各种因素的影响,从而得出比较准确的前束值。公务员之家

2.2调整方法

转向轮前束的调整,是通过改变转向横拉杆的长度来实现的。横拉杆伸长,前束值增大;横拉杆缩短,前束值减小。一是旋松转向横拉杆两端接头的锁紧螺栓。二是为了看清横拉杆转动的圈数,最好用粉笔在横拉杆及接头上做1个记号。三是转动横拉杆,使其伸长或缩短。四是调整合适后,拧紧横拉杆两端接头的锁紧螺栓。

参考文献:

[1]杜文仲.轮胎的几种常见故障[J].现代化农业,2002(4):30.

[2]唐建强,赵杰.减少轮胎磨损的方法[J].汽车运用,2010(4):34.