機(jī)械零件由于某些原因喪失工作能力或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求性能時(shí)，稱為失效。機(jī)械零件的失效并不是單純意味著破壞，可歸納為三種情況：完全不能工作；雖然能工作，但性能惡劣，超過(guò)規(guī)定指標(biāo)；有嚴(yán)重?fù)p傷，失去安全工作能力。
機(jī)械零件常見(jiàn)的失效形式
1、斷裂 零件在外載荷作用下，某一危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力超過(guò)零件的強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)造成斷裂失效。在變應(yīng)力作用下，長(zhǎng)時(shí)間工作的零件容易發(fā)生疲勞斷裂。由于超載、超溫、腐蝕、疲勞、氫脆、蠕變等原因，也可造成零件斷裂失效。零件的斷裂失效對(duì)機(jī)械產(chǎn)品造成的危害最大。
2、過(guò)大殘余變形 零件受載荷作用后發(fā)生彈性變形，過(guò)度的彈性變形會(huì)使零件的機(jī)械精度降低，造成較大的振動(dòng)，引起零件的失效；當(dāng)作用在零件上的應(yīng)力超過(guò)了材料的屈服極限，零件會(huì)產(chǎn)生塑性變形，甚至發(fā)生斷裂。在高溫、載荷的長(zhǎng)期作用下，零件會(huì)發(fā)生蠕變變形，造成零件的變形失效。
3、表面損傷失效 零件在長(zhǎng)期工作中，由于磨損、腐蝕、磨蝕、接觸疲勞等原因，造成零件尺寸變化超過(guò)了允許值而失效，或者由于腐蝕、沖刷、氣蝕等而使零件表面損傷失效。如齒輪表面由于接觸疲勞產(chǎn)生麻點(diǎn)剝落而失效等。
4、材質(zhì)變化失效 由于冶金元素、化學(xué)作用、輻射效應(yīng)、高溫長(zhǎng)時(shí)間作用等引起零件的材質(zhì)變化，使材料性能降低而發(fā)生失效。
5、破壞正常工作條件而引起的失效 有些零件只有在一定條件下才能正常工作，如帶傳動(dòng)，只有當(dāng)傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力時(shí)，才能正常工作；液體摩擦的滑動(dòng)軸承只有存在完整的潤(rùn)滑油膜時(shí)，才能正常工作。如果這些條件被破壞，將會(huì)發(fā)生失效。
_20220310135701_110.jpg "機(jī)械零件的常見(jiàn)失效形式及原因")
機(jī)械零件失效的原因
引起機(jī)械零件失效的因素很多且較為復(fù)雜，涉及零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、材料的加工制造、產(chǎn)品的裝配及使用保養(yǎng)等多個(gè)方面。
(1)設(shè)計(jì)不合理：主要是指零件結(jié)構(gòu)和形狀不正確或不合理，如零件存在缺口、小圓弧轉(zhuǎn)角、不同形狀過(guò)渡區(qū)等。另一方面是指對(duì)零件的工作條件、過(guò)載情況估計(jì)不足，造成零件實(shí)際工作能力不足，致使零件早期失效。
(2)選材不合理：設(shè)計(jì)中對(duì)零件失效的形式判斷錯(cuò)誤，所選的材料性能不能滿足工作條件需要；選材所依據(jù)的性能指標(biāo)不能反映材料對(duì)實(shí)際失效形式的抗力，選擇了錯(cuò)誤的材料；所選用的材料質(zhì)量太差，成分或性能不合格導(dǎo)致不能滿足設(shè)計(jì)要求等都屬于選材不合理。
(3)加工工藝不合理：零件的加工工藝不當(dāng)，可能會(huì)產(chǎn)生各種缺陷，導(dǎo)致零件在使用過(guò)程中較早地失效。如熱加工過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)熱、過(guò)燒和帶狀組織；熱處理過(guò)程中出現(xiàn)脫碳、變形、開(kāi)裂；冷加工過(guò)程出現(xiàn)較深的刀痕、磨削裂紋等。
(4)安裝使用不當(dāng)：裝配和安裝過(guò)程不符合技術(shù)要求，如安裝時(shí)配合過(guò)緊、過(guò)松，對(duì)中不準(zhǔn)，固定不穩(wěn)等都可能導(dǎo)致零件不能正常工作或過(guò)早出現(xiàn)失效；此外，使用過(guò)程中違章操作、超載、超速、不按時(shí)維修和保養(yǎng)等也會(huì)造成零件過(guò)早出現(xiàn)失效。
總結(jié)，機(jī)械零件雖然有很多種可能的失效形式。但歸納起來(lái)，最主要的原因是由于強(qiáng)度、剛度、耐磨性、溫度對(duì)工作能力的影響和振動(dòng)穩(wěn)定性、可靠性等方面的問(wèn)題造成的。
