機械部品の4つの主な故障モード

機械部品の故障とは、機械部品が所定の設計期間内および指定された条件下で正常な機能を実行できないことを意味します。加工中の機械部品の故障を防ぎたい場合は、次の機械部品の主な故障モードをよく理解する必要があります。

1. 静的強度障害

機械部品に引張り、圧縮、曲げ、ねじりなどの外部負荷がかかると、ある危険な部分にかかる静的応力が部品の強度限界を超えて、破断や損傷が発生します。たとえば、ボルトは張力をかけた後に破損します。

また、部品にかかる応力が材料の降伏限界を超えると、部品は塑性変形します。塑性変形は、精度の低下や不正確な位置決めにつながり、部品の正常な動作に深刻な影響を与えるため、これも失敗です。

2. 疲労強度障害

ほとんどの機械部品は変動する応力条件下で動作し、変動する応力の影響により部品が疲労損傷し、故障につながる可能性があります。

さらに、長期にわたる接触変動応力にさらされる部品の表面にも、亀裂や粒子の剥離が生じます。疲労損傷は、作業時間の継続に伴って徐々に発生する故障であり、機械部品の故障の重要な原因です。例えば、負荷後の疲労亀裂伝播によるシャフトの破壊、歯根の疲労破壊とピッチング、およびチェーンの疲労破壊はすべて典型的な疲労破壊です。

機械部品の静的強度破壊は、降伏限界を超える静的力によるものであり、破壊が発生する前に大きな変形が発生することがよくあります。したがって、静的強度障害は、多くの場合、発見され、予測可能です。疲労強度破壊は徐々に形成されますが、事前に予測することは困難であるため、より有害です。

3.摩擦障害

摩擦障害は、主に腐食、摩耗、滑り、結合、および接触疲労です。

腐食は、金属表面で発生する電気化学的または化学的侵食現象です。その結果、部品の表面が錆び、部品の耐疲労性が低下します。

摩耗とは、接触する 2 つの表面が相対的に移動する間に、表面の材料が失われたり移動したりする現象です。

接着は、2 つの相対的に移動する表面の間の油膜の破壊によるものです。高速かつ過酷な使用条件下では、局部的な凝着が発生します。 2つの面が相対的に滑ると、接着部分が引き裂かれ、面がエッジングされ、相対移動方向に溝が形成されることを接着と呼びます。

接触疲労とは、接触変動応力を長期間受けた表面にクラックや粒子剥離が発生する現象です。

4. その他の不具合

機械部品には、上記の主な故障モード以外にも、過変形による剛性故障、不安定故障などの故障モードがあります。

さらに、機械部品の特定の故障モードは、使用条件、材料、部品の負荷状態、発生する応力の性質などのさまざまな要因にも依存します。同じ種類の部品であっても、作業条件や機械的要件が異なるため、複数の故障モードが存在する場合があります。上記を読んだ後、機械部品についてもっと知りたい場合は、私たちに連絡することで包括的な解決策を得ることができます。

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