提高機械零件疲勞強度的措施探析

摘 要：機械零件因制造不達標而損壞，是導致機械運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障的主要原因。在機械運轉(zhuǎn)過程中，機械零件經(jīng)過高溫、高壓等多種因素影響，發(fā)生老化、破損等等。故而在機械零件的加工過程中，就需要對機械零件本身質(zhì)量把關(guān)，特別是對機械零件疲勞強度要良好把握。本文就提高機械零件疲勞強度的措施探析，提出幾條建議。

【關(guān)鍵詞】機械零件；疲勞強度；措施

自第二次工業(yè)革命以后，全球在機械零件、設備生產(chǎn)上大幅增加，不斷推陳出新。我國進入工業(yè)化時期在全球相對較晚，在該領域還存在著許多探索空間，在機械生產(chǎn)過程中偶然會有小問題，但正是這些小問題讓我國在機械零件生產(chǎn)上格外注意，特別是我國在機械零件疲勞強度上，如若機械零件疲勞強度不高，在運輸設施上出現(xiàn)問題所釀成的災難將十分重大。因此，有必要對提高機械零件疲勞強度的措施展開研究。

1 提高機械零件疲勞強度的意義

機械零件的損壞主要是磨損、腐蝕及斷裂三種，三種情況在機械運轉(zhuǎn)過程中都有可能出現(xiàn)。其中磨損以及腐蝕都是長期性的情況，只要對機械定期檢查，同時對有問題零件更換就可以排除威脅；然而機械零件斷裂卻是即時性的，難以預料的突發(fā)情況，故而機械零件疲勞強度不高潛在的安全隱患非常大。在此就需要對機械零件的疲勞強度加強關(guān)注，提高機械零件疲勞強度，防止斷裂情況在機械設備運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)。

2 提高機械零件疲勞強度的措施

2.1 合理選材

機械零件的制造材料是決定零件疲勞強度的一個重要因素，在制作零件以前首先就要在零件選材上考慮。在考慮零件的選材上一般要注意材料的應力值、敏感性、硬度、可塑性、抗腐蝕性、抗高溫性等多個方面。在選擇上要特別注意材料本身性能，例如鐵、鋁等在我國目前環(huán)境影響下就很容易發(fā)生氧化，導致腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，而合金雖然在硬度上比金屬通常要高，但有的合金反而更容易斷裂，這些種種因素都是在進行機械零件生產(chǎn)時候需要注意的問題。

在零件的具體選材上，要將零件的強度放在第一位，只有零件的強度足夠，才能夠選擇能夠適應不同環(huán)境的金屬。緊接著才是材料的塑性與韌性，當這三者在某一點上達到最佳效果時候，所生發(fā)出的抵抗效果就能夠達到最佳，零件本身硬度也能夠得到較好發(fā)揮。

2.2 降荷、降溫設計

通過以往的研究發(fā)現(xiàn)，當交變應力比較低時，機械零件的疲勞強度更高，對斷裂情況的發(fā)生有一定延緩作用。因此在實際生產(chǎn)中可以對零件的交變應力控制在一定范圍內(nèi)，交變應力不能太低，否則零件會出現(xiàn)超負荷情況。這就需要制造商在零件制造時候?qū)Σ煌牧慵鱿鄳芯?，既要保證零件不會超載，又要保證零件交變應力具有良好的疲勞強度。

除此以外，通過以往零件的研究，還發(fā)現(xiàn)當零件的交變應力處于較低水平，若讓該零件在機械設備中運轉(zhuǎn)一段時間再加強其交變應力，對于疲勞強度的提高也有良好幫助，制造商在這方面也可以下手。

2.3 表面冷熱處理

2.3.1 表面冷處理

表面冷處理就是在機械零件表面采用噴丸、輥壓等方法，這也是機械零件在生產(chǎn)過程中提高其疲勞強度的常用辦法。該方法能夠?qū)α慵膹澢潭茸髡{(diào)整，使得零件在一定范圍內(nèi)不容易出現(xiàn)斷裂，能有效提高零件疲勞強度。

2.3.2 表面熱處理

表面熱處理是為了讓零件的表面形成一層薄膜，這種情況最為典型的就是鋁制品在經(jīng)過高溫以后會在鋁金屬表面形成一層薄膜，導致內(nèi)里的鋁不容易被氧化、并且這樣處理以后的鋁制品硬度較大，也不易再燃燒。在機械零件制造中就可以采取這樣的工藝，讓材料外表面形成一層硬度比較高的皮層，提高金屬材料特性，加強零件疲勞強度。

2.3.3 零件振動設計

零件振動設計主要包括三個方面的設計。

第一，減弱共振或防止共振設計。制造商在零件共振上必須要有良好的設計，零件共振對零件的危害非常大，嚴重時候會造成零件立即斷裂。因此，在生產(chǎn)零件時候就要對零件的適用范圍進行了解，從各方面考慮，對零件振動范圍合理控制，避免振動情況發(fā)生。在零件共振設計中，運輸設備的拉桿、鋼索、管道等是要有防共振處理的必須部位，這些部位出現(xiàn)共振所造成的情況非同小可。

第二，減少噪音造成的零件振動。零件振動對零件本身就具有一定危害，零件的老化是因為自振所造成，要減少零件因噪音影響發(fā)生的振動，就需要對零件所處范圍加以控制。有的零件本身所處區(qū)域就屬于噪音比較嚴重的區(qū)域，例如運輸設備排氣管，這種情況可以使用夾層處理，以減少振動帶來的零件損害。

第三，加強振動板件剛度。增強板件剛度主要是要讓零件因高強度振動而造成的損害減小，這一區(qū)域主要是在機械機翼以及機械支撐板上發(fā)揮作用，提高其疲勞強度。

機械零件疲勞強度是機械能夠良好運轉(zhuǎn)與保證長時間運轉(zhuǎn)的重要條件，疲勞強度的提高要從零件制造的選材、表面加工、交變應力、振動設計等方面下手，在應用過程中針對于不同的情況要有靈活的應變辦法。本文所提出的加強疲勞強度的措施為幾種常用辦法，也是比較有效的辦法，其實，在制造零件時候，只要對零件的本身加以控制和調(diào)整，就能夠使其在機械設備中發(fā)揮良好作用。

參考文獻

[1]于海，任玉波.提高機械零件抗疲勞強度的措施[J].民營科技，2016（02）：35.

[2]王建瑋.機械零件常規(guī)疲勞強度設計方法的研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（02）：77-78.