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包装机械零件变形故障机理及其清除措施

在包装机械设备故障中，磨损是主要的。而包装机械各组成零件的变形，常常会加大零件磨损，导致设备故障。

包装机械在作业过程中，由于受力的作用使零件的尺寸或形状产生改变的现象叫做变形。包装机械零件，特别是基础零件或运转部位的零件的变形，将严重影响包装机械设备的工作质量和寿命。

金属零件的变形机理

金属零件变形的过程可分为弹性变形阶段和塑性变形阶段。实践证明，在两种变形中，塑性变形对零件的性能和寿命有较大影响。

金属材料弹性变形的机理是：金属原子间存在着相互平衡的力——吸力和压力。吸力使原子彼此密合到一起；而压力则使原子间不要接近得太紧密。在于常情况下，原子占据的是这两种力保持平衡的位置。当施加外力使原子间距靠近或拉远时，都必然产生相应的相斥抗力或相吸的抗力，并与之建立新的平衡。当外力去除后，又出现新的不平衡，原子重新回到原来相互平衡的位置。这也就是弹性变形的机理，即是说弹性变形乃是由于外力作用所引起的，原子间距离发生可逆性变化的结果。

金属材料塑性变形的机理是：金属的塑性变形都是金属晶体滑移或孪生造成的，而其中以晶体的滑移为主。机械零件的金属几乎都是多晶体，而且大部分为合金。由于多晶体中各个晶格位向不同，还有晶界存在，在合金中还有溶质原子或异向的存在，使各个晶粒的变形互相阻碍与制约，所以多晶体及合金塑性变形的情况要比单晶体复杂得多。

塑性变形对金属性能的影响是会出现加工硬化。随着塑性变形的增大，材料的强度和硬度会逐渐上升，塑性和韧性会逐渐降低。塑性变形还使金属容易生锈，不耐腐蚀和引起内应力，从而导致金属零件的变形。

零件冷却过程中的应力和变形

机械零件在从高温冷却下来的过程中，由于零件相连部分体积变化不均匀，互相牵制，会产生内应力。当内应力超过零件材料的强度极限时，零件将发生断裂；当内应力超过零件材料的屈服极限而没达到强度极限时，零件将发生变形；当应力小于弹性极限时，将以残经过量年的不懈努力余内应力的形式存在于零件之中。虽然在零件外表看不见有什么异样，但在切削加工时当零件部分被切去后，会破坏原来内应力的平衡，零件也会发生变形。当零件送去热处理或被投入使用时，由于热处理应力或外载荷与内应力的叠加，零件可能产生变形，甚至断裂。

包装机械零件在使用过程中变形的原因

前面讲过当零件的应力超过材料屈服极限时，将会发生变形。根据零件产生应力的原因，包装机械设备零件在使用过程中发生变形的原因大致可从毛坯制造、机械加工、修理质量和使用情况等几个方面进刷光设备行分析。

(1)毛坯制作方面的因素 包装机械零件的毛坯，无论是锻造、铸造还是焊接的，在制造过程中都有一个从高温冷却下来的过程。在这一冷却过程中必会产侧铣刀生内应力，而这种内应力会引起零件变形。

(2)机械加工方面的因素 如果毛坯是在有应力的状态下机加工的，切去部分表面后就会破坏内应力的平衡。由于内应力的重新分布，零件将会发生变形，另外，在切削加工的过程中，由于切削力和切削热的作用，零件表面也会发生极大的塑性变形，因而也将产生内应力。这种残余的内应力，也与毛坯制造中形成的内应力一样，会引起机械零件的变形。

(3)修理质量方面的因素 包装机械设备大修时，如果不知道零件已发生变形，在制订修理工艺时没有考虑到变形的因素，常常会造成更大的变形或增大变形的危害。

(4)使用方面的因素 包装机械设备如果在比较恶劣的环境下工作，或者在极限载荷条件下工作，温度比较高时，都会使机械零件发生变形。

如果设计时考虑不周全，零部件布置不合理也会造成变形。

减轻变形危害的措施

引起包装机械设备零件变形危害的原因是多方面的，所以减轻变形危害的措施也应从设计、制造、修理、使用等诸方面综合考虑。在目前情况下，设备零件的变形是不可避免的，惟一的办法是研究零件的变形的规律，减轻变形的危害。

（一）科学设计

包装机械及其零件在设计时，不仅要充分考虑如何实现机构的动作和零件的强度，而且对零件的刚度、变形以及零件在制造、装配和使用过程中会发生什么问题也要充分考虑。

设计包装机械设备时，合理地布置各种零部件，改善零件的受力情况，可以减轻零部件的变形；设计机械零件时，尽量使零件壁厚均匀，可以减少热加工时的温度差异，从而达到减轻零件变形的效果人造板实验机。

（二）精心制造

在制订毛坯制造工艺时，要重视变形的问题，采取各种链钩工艺措施，以减少毛坯的残余应力。在毛坯制成后，以及在后来的机械加工过程中，必须安排足够的消除内应力的工序，力求减少零件中的残余内应力。

在机械加工中，把粗加工精加工分成两个工序，并在两道工序中留出一段存放时间，有利于消除内应力；在机械加工过程中应尽量保留工艺基准，留给修理时使用，可以减少修理加工中因基准不一而造成误差。在制造曲轴时，顶针孔如果被后续工序切除，修理时磨曲轴要另做针孔，则会增大误差。

为了减少零件在机械加工之后的应力和变形，对于比较重要的或比较复杂的零件，在精加工之后应该再进行一次自然时效或人工时效处理。某些特别精密的零件，如分度计量机构等，在精加工工序之间还应安排几次时效处理。

（三）保质修理

由于机械零件变形是不可避免的，所以在包装机械设备大修时不能只是检查配合面的磨损情况，对于相互位置精度也必须认真检查和修复。为此，在对包装机械设备进行大修时，应制订出合必须保证系统预热20分钟以上理的检修标准，并且应该设计出简单、可靠、容易操作的专用量具和专用工卡具。

由于零件在内应力作用下的变形，通常在12～20个月内完成，所以对第一次大修机械设备的变形情况尤其要注意检查、修复，使其恢复到规定的相互位置。

在包装机械设备大修时的机加工中，必须车蜡合理地选择定位基准；大修时的某些热加工或压力加工工艺，也要采取措施以减少应力和变形。

（四）合理使用

包装机械设备在使用过程中，必须严格按规程操作，尽量避免超载运行和避免局部高温，以减少零件变形的发生。(end)

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