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第八章　机器设备寿命估算

第一节　概述

机器设备的寿命是指设备从开始使用到被淘汰的整个时间过程。

一、自然寿命

自然寿命也称物理寿命，是指设备在规定的使用条件下，从投入使用到因物质损耗而报废所经历的时间。自然寿命受有形磨损的影响。

对设备的正确使用、维护和修理可以延长其自然寿命。反之，不正确的使用、不良的维护和修理会缩短设备的自然寿命。

二、技术寿命

技术寿命是设备从投入使用到因技术落后而被淘汰所经历的时间。

第Ⅱ种无形磨损可以缩短设备的技术寿命。对设备进行现代化改造可以延长其技术寿命。

三、经济寿命

经济寿命是指设备从投入使用到因继续使用不经济而退出使用所经历的时间。 经济寿命受有形磨损和无形磨损的共同影响。

第二节　磨损寿命

磨损主要发生在具有相对运动的零部件上，如轴承、齿轮、机床轨道等，其后果是破坏零部件的配合尺寸和强度，当磨损量超过允许极限时，将导致设备的失效。它是机器设备实体性损耗的主要形式之一。

一、磨损的基本概念

磨损是指固体相对运动时，在摩擦的作用下，摩擦面上的物质不断耗损的现象。

二、典型的磨损过程

(一)典型的磨损过程分为三个阶段如图8-1：即初期磨损阶段(第Ⅰ阶段)、正常磨损阶段(第Ⅱ阶段)和急剧磨损阶段(第Ⅲ阶段)。

图8-1 典型磨损曲线

1.初期磨损阶段(第Ⅰ阶段)：

零部件表面的宏观几何形状和微观几何尺寸都发生明显变化，磨损速度很快。

2.正常磨损阶段(第 Ⅱ 阶段)：

处于正常磨损阶段的零部件表面上的高低不平及不耐磨的表层组织已被磨去，故磨损速度较以前缓慢，磨损情况比较稳定，磨损量随时间均匀增加，即二者成线性关系。

3.急剧磨损阶段(第Ⅲ阶段)的出现往往是由于零部件已达到它的使用寿命(自然寿命)而仍继续使用，破坏了正常磨损关系，使磨损加剧，磨损量急剧上升，造成机器设备的精度、技术性能和生产效率明显下降。

由设备磨损规律的分析可知：

1.如果设备使用合理，同时加强维护可以延长设备正常使用阶段的期限，保证加工质量并提高经济效益。

2.对设备要定期检查。在进入急剧磨损阶段之前就进行修理，以免使设备遭到破坏。

3.机器设备在正常磨损阶段的磨损与时间或加工数量成正比，因此设备的磨损可通过试验或统计分析方法计算出正常条件下的磨损率和使用期限。

(二)磨损方程

1.第Ⅰ阶段磨损方程。

第Ⅰ阶段的特点是时间短，磨损快。一般将O1A曲线简化为直线处理，这一阶段的磨损曲线方程可简化为：

S配合间隙

Smin最小配合间隙

S0第一阶段结束时的配合间隙

2.第Ⅱ阶段磨损方程。第Ⅱ阶段所对应的磨损曲线AB段基本上为一条直线。对应的磨损曲线方程式为：

smax——最大磨损极限

△t2——第二阶段磨损时间

磨损强度tgα——表示单位时间磨损的“厚度”，所以它的值越大，材料的耐磨性越差。

3.简化磨损方程

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（责任编辑：中大编辑）

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