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[摘 要 ]机械零件的疲劳强度以及耐磨力是影响机械使用寿命的关键，主要研究如何更好地提升机械零件疲劳强度和耐磨力，首先从材料选择、改进零件结构、生产工艺以及操作使用规范等方面介绍提高机械零件疲劳强度的方法，其次结合实际案例從改进设计、降低压强等方面介绍提升机械零件耐磨力的方法，希望通过文章的分析能够为后期提升机械零件疲劳强度和耐磨力提供参考。
[关键词]机械零件;疲劳强度;耐磨力
[中图分类号]TH114 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–0–02
[Abstract]The fatigue strength and wear resistance of mechanical parts are the key to affecting the service life of machinery. The main research is how to better improve the fatigue strength and wear resistance of mechanical parts. Firstly， from the selection of materials， improving the structure of the parts， the production process and the operating specifications Introduce methods to improve the fatigue strength of mechanical parts， and then introduce methods to improve the wear resistance of mechanical parts from the aspects of improving design and reducing pressure combined with actual cases. It is hoped that the analysis in this article can provide a reference for the later improvement of the fatigue strength and wear resistance of mechanical parts.
[Keywords]mechanical parts; fatigue strength; wear resistance
在机械零件的使用过程中，大部分零件都是疲劳破坏导致失效。近年来随着经济社会的不断发展，生产加工的速度要求不断提高，机械零件的工作环境也逐渐趋向高速、高压、高温等更加复杂的方向，这也对机械零件的疲劳强度和耐磨力提出更高的要求。因此在现阶段加强对提升机械零件疲劳强度和耐磨力的研究具有重要的现实意义，能够更加全面地了解提高机械零件疲劳强度和耐磨力的方法，从而进一步提升机械零件的性能，更好地满足机械零件的使用需求。
1 提高机械零件疲劳强度的方法
在机械零件的制造使用过程中，很多因素都会影响零件的疲劳强度，要想有效提升零件的疲劳强度需要从以下几方面入手。
1.1 选择合适的零件材料
零件材料是影响零件疲劳强度的关键，目前零件加工常用的材料主要为钢材，比如铸钢、锻钢和球墨铸铁，在选择时具体可以从以下几方面考虑。
（1）材料的强度及塑性，高强度材料的疲劳寿命相对更高。对于低周疲劳设计要求的零件，可能会出现屈服强度低于应力的情况，造成塑性变形，这就需要使用塑性更好地材料加工零件。因此在实际加工中要综合考虑材料的强度及塑性特点。
（2）材料的纯度要达到一定的标准，避免出现材料不纯造成的零部件缺陷问题，比如在加工轴承零件时，如果使用材料不纯可能会造成轴承夹渣，影响轴承的使用寿命。在实际生产中可以采用电炉重熔的方法去除零件中的杂质。
（3）调控材料晶粒度以及晶粒取向，对于不同工作条件下的材料，材料的晶粒度以及晶粒取向有不同的要求。如果零件在常温环境中使用，可以选择细化晶粒，有助于减少裂纹的出现。如果零件工作环境为高温，则应该选择大颗粒晶粒，提高零件的疲劳强度，而且在锻造加工时应尽量保持锻造轧制方向与零件的受力方向一致。
（4）零件的热处理工艺，比如渗碳热处理、调质热处理等方法，可以提高零件材料的疲劳强度。
1.2 改进零件机械结构
在实际使用中，零件裂纹普遍出现于应力集中的位置，比如凹槽、钻孔或者螺纹等位置，而且这些位置会由于裂纹的扩展最终导致零件的断裂，达到疲劳寿命。因此在实际生产中，可以通过改进零件机械结构，避免应力集中的方法来提高零件的疲劳寿命。比如可以将零件的倒圆角半径变大，增大过渡的面积，避免在使用中出现应力突然变大的情况，从而提升机械零件的疲劳寿命。如图1所示，在零件过肩位置设计倒圆角，能够有效减轻零件应力集中的情况，延长其使用寿命。
1.3 改进零件的生产加工工艺
生产加工工艺及技术水平的高低会对零件疲劳寿命产生重要的影响，因此可以通过改进加工工艺的方法提高零件寿命。
（1）可以提高机械零件表面的光洁程度，避免在零件表面出现擦痕、腐蚀生锈等情况，降低从表面到内部形成的零件损坏。
（2）可以对零件表面进行冷作硬化处理，比如可以采用滚压工艺使零件内部形成压应力，从而全面提高零件的疲劳强度。另外对于焊接零件，要注意焊接坡口以及焊缝的处理，焊接位置必须焊透，而且焊缝表面要保持光滑。
1.4 按规定使用并定期检修
零件疲劳寿命的高低不仅与零件的生产加工有关，也与零件的使用操作有关，不科学地操作会机械零件出现损伤，降低零件的使用寿命，导致零件提前报废。因此必须按照零件的使用规定进行操作，同时在使用过程中应定期检修，及时更换润滑油，增添润滑剂，并根据机械设备的实际使用情况调整机器，及早排除机械设备运行存在的隐患，从而延长零件疲劳寿命。在厂家生产销售零件时，可以在产品说明书中明确对零件进行大中小修的时间以及具体的操作要求。用户在日常使用机械零件时，实时监测零件的使用情况，掌握了解机械零件的损伤程度。 2 提升机械零件耐磨力的方法
机械零件的耐磨程度主要与零件的制造工艺和日常使用有关，生产工艺差或者使用环境恶劣就会导致零件的耐磨力不断降低，影响零件的正常使用。因此可以从零件材料选择、零件处理、零件设计、装配使用等方面入手来提高零件的耐磨力。
2.1 选择合适材料及热处理工艺
机械零件的耐磨性与零件的表面强度与密切的联系，而零件材料和表面热处理的工艺是影响零件表面强度的关键。因此，要想有效提升机械零件的耐磨力，需做到以下几点。
（1）要考虑选择表面硬度更高的材料，比如碳钢材料，通过在钢材料中增加锰，能够有效提升零件的耐磨力，或者通过渗氮、渗碳等表面处理技术，也可以提高机械零件的耐磨性能。
（2）此外，可以采用表面涂层技术，将耐磨性更好地薄金属涂抹在金属表面，减轻零件在使用中产生的摩擦和磨损，从而提升零件的耐磨性。需要注意的是，对于相互摩擦的零件，比如螺旋和螺母等应选择不同类型的材料，比如对于相配的零件可以分别使用铜合金与钢进行加工。
2.2 降低表面压强
零件接触面的磨损与零件表面之间的压强有关，降低压强有利于减轻零件接触面的磨损，提高零件的耐磨性。因此在设计零件的滑动表面时，要根据零件的使用情况合理控制接触面之间的压强，从而更好地保证零件寿命。图2是常用的机械卸荷装置，这种装置的使用能够有效降低零件之间的表面压强。在使用过程中移动件6与滑动导轨5接触，其重力由导轨承担，2个零件之间产生压强，长时间使用会形成较大的磨损，因此为了减轻磨损，改进使用这种机械卸荷装置，使零件6的95%的重量转移到辅助面4，从而将零件5承担的大部分压强转移到滚动轴承3上，而且在使用过程中可以通过调节螺钉1和碟形弹簧2的方式来调节卸荷力。这样能够有效降低零件5和零件6之间的压强，提高零件的耐磨性。
2.3 科学改进导轨形状
在零件的实际应用中，零件在运动之中的磨损是不可避免的，长时间高载荷运行使用会使得磨损后的零件匹配降低，出现松动，影响正常地使用。因此在实际应用中，可以通过改进导轨设计的方法来降低零件之间的磨损以及由于磨损造成的不良影响。比如在对机床导轨进行设计时，移动件在使用中需要来回运动，难以避免产生零件的磨损，针对这种移动件，可以将导轨设计成上凸的形状，降低导轨上方零件的重力，减轻磨损，从而延长移动件的使用寿命。
2.4 对易磨损件进行组合设计
在实际生产应用中，不同的零件承担不同的作用，有些零件因其所在的位置，难以避免出现较大的磨损，但是磨损位置往往集中于某一区域，针对这种情况，如果更换整个零件会造成较大的资源浪费。因此在生产设计中，针对这种易磨损的零件可以采用组合设计，对于被磨损的位置进行局部更换，提升整个机械零件的耐磨性。某些机械设使用的制动器，在工作过程中，制动瓦与制动轮相互接触，制动工作状态下，制动轮和制动瓦之间会产生较大的摩擦磨损，因此可以采用组合设计，使用铆钉将制动瓦与制动轮连接为整体，并在制动瓦表面涂抹抗磨材料。比如在制动装置的使用中，如果制动装置在使用一段时间后，制动瓦出现较为严重的磨损，只需更换抗磨材料即可。
3 结束语
综上所述，机械零件的疲劳寿命与机械零件的使用性能和效益有密切的联系，零件性能会直接影响到机械零件的使用。而零件的疲劳强度和耐磨性是影响零件疲劳寿命的关键，在零件的设计使用过程中，可以通过选择合适的材料、改进零件设计、加工工艺等方面入手来提高零件的疲劳强度和耐磨力。未来随着实体经济的不断发展，各行业对零件使用寿命的要求会更高，零件加工使用也会遇到更多更复杂的问题，这就需要相关人员不断加强对于机械零件生产加工的研究，改进工艺，提升零件的疲劳强度和耐磨性，更好地满足跟行业对于零件性能的要求，推动加工制造产业的快速发展。
参考文献
[1] 王岩，郝庆波.提高机械零件疲劳强度和耐磨力的对策研究[J].新型工业化，2020，10（1）：88-92.
[2] 張绘，于娜红.材料和热处理工艺对喷油器衔铁矫顽力的影响[J].热处理，2019，34（4）：23-27，32.
[3] 段海滨.提高机械零件疲劳强度和耐磨力的方法[J].黑龙江科学，2019，10（16）：68-69.
[4] 高江红，马银忠，李芳.提高凸轮机构强度和耐磨性的措施[J].机械研究与应用，2017，30（3）：170-172，185.
[关键词]机械零件;疲劳强度;耐磨力
[中图分类号]TH114 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–0–02
[Abstract]The fatigue strength and wear resistance of mechanical parts are the key to affecting the service life of machinery. The main research is how to better improve the fatigue strength and wear resistance of mechanical parts. Firstly， from the selection of materials， improving the structure of the parts， the production process and the operating specifications Introduce methods to improve the fatigue strength of mechanical parts， and then introduce methods to improve the wear resistance of mechanical parts from the aspects of improving design and reducing pressure combined with actual cases. It is hoped that the analysis in this article can provide a reference for the later improvement of the fatigue strength and wear resistance of mechanical parts.
[Keywords]mechanical parts; fatigue strength; wear resistance
在机械零件的使用过程中，大部分零件都是疲劳破坏导致失效。近年来随着经济社会的不断发展，生产加工的速度要求不断提高，机械零件的工作环境也逐渐趋向高速、高压、高温等更加复杂的方向，这也对机械零件的疲劳强度和耐磨力提出更高的要求。因此在现阶段加强对提升机械零件疲劳强度和耐磨力的研究具有重要的现实意义，能够更加全面地了解提高机械零件疲劳强度和耐磨力的方法，从而进一步提升机械零件的性能，更好地满足机械零件的使用需求。
1 提高机械零件疲劳强度的方法
在机械零件的制造使用过程中，很多因素都会影响零件的疲劳强度，要想有效提升零件的疲劳强度需要从以下几方面入手。
1.1 选择合适的零件材料
零件材料是影响零件疲劳强度的关键，目前零件加工常用的材料主要为钢材，比如铸钢、锻钢和球墨铸铁，在选择时具体可以从以下几方面考虑。
（1）材料的强度及塑性，高强度材料的疲劳寿命相对更高。对于低周疲劳设计要求的零件，可能会出现屈服强度低于应力的情况，造成塑性变形，这就需要使用塑性更好地材料加工零件。因此在实际加工中要综合考虑材料的强度及塑性特点。
（2）材料的纯度要达到一定的标准，避免出现材料不纯造成的零部件缺陷问题，比如在加工轴承零件时，如果使用材料不纯可能会造成轴承夹渣，影响轴承的使用寿命。在实际生产中可以采用电炉重熔的方法去除零件中的杂质。
（3）调控材料晶粒度以及晶粒取向，对于不同工作条件下的材料，材料的晶粒度以及晶粒取向有不同的要求。如果零件在常温环境中使用，可以选择细化晶粒，有助于减少裂纹的出现。如果零件工作环境为高温，则应该选择大颗粒晶粒，提高零件的疲劳强度，而且在锻造加工时应尽量保持锻造轧制方向与零件的受力方向一致。
（4）零件的热处理工艺，比如渗碳热处理、调质热处理等方法，可以提高零件材料的疲劳强度。
1.2 改进零件机械结构
在实际使用中，零件裂纹普遍出现于应力集中的位置，比如凹槽、钻孔或者螺纹等位置，而且这些位置会由于裂纹的扩展最终导致零件的断裂，达到疲劳寿命。因此在实际生产中，可以通过改进零件机械结构，避免应力集中的方法来提高零件的疲劳寿命。比如可以将零件的倒圆角半径变大，增大过渡的面积，避免在使用中出现应力突然变大的情况，从而提升机械零件的疲劳寿命。如图1所示，在零件过肩位置设计倒圆角，能够有效减轻零件应力集中的情况，延长其使用寿命。
1.3 改进零件的生产加工工艺
生产加工工艺及技术水平的高低会对零件疲劳寿命产生重要的影响，因此可以通过改进加工工艺的方法提高零件寿命。
（1）可以提高机械零件表面的光洁程度，避免在零件表面出现擦痕、腐蚀生锈等情况，降低从表面到内部形成的零件损坏。
（2）可以对零件表面进行冷作硬化处理，比如可以采用滚压工艺使零件内部形成压应力，从而全面提高零件的疲劳强度。另外对于焊接零件，要注意焊接坡口以及焊缝的处理，焊接位置必须焊透，而且焊缝表面要保持光滑。
1.4 按规定使用并定期检修
零件疲劳寿命的高低不仅与零件的生产加工有关，也与零件的使用操作有关，不科学地操作会机械零件出现损伤，降低零件的使用寿命，导致零件提前报废。因此必须按照零件的使用规定进行操作，同时在使用过程中应定期检修，及时更换润滑油，增添润滑剂，并根据机械设备的实际使用情况调整机器，及早排除机械设备运行存在的隐患，从而延长零件疲劳寿命。在厂家生产销售零件时，可以在产品说明书中明确对零件进行大中小修的时间以及具体的操作要求。用户在日常使用机械零件时，实时监测零件的使用情况，掌握了解机械零件的损伤程度。 2 提升机械零件耐磨力的方法
机械零件的耐磨程度主要与零件的制造工艺和日常使用有关，生产工艺差或者使用环境恶劣就会导致零件的耐磨力不断降低，影响零件的正常使用。因此可以从零件材料选择、零件处理、零件设计、装配使用等方面入手来提高零件的耐磨力。
2.1 选择合适材料及热处理工艺
机械零件的耐磨性与零件的表面强度与密切的联系，而零件材料和表面热处理的工艺是影响零件表面强度的关键。因此，要想有效提升机械零件的耐磨力，需做到以下几点。
（1）要考虑选择表面硬度更高的材料，比如碳钢材料，通过在钢材料中增加锰，能够有效提升零件的耐磨力，或者通过渗氮、渗碳等表面处理技术，也可以提高机械零件的耐磨性能。
（2）此外，可以采用表面涂层技术，将耐磨性更好地薄金属涂抹在金属表面，减轻零件在使用中产生的摩擦和磨损，从而提升零件的耐磨性。需要注意的是，对于相互摩擦的零件，比如螺旋和螺母等应选择不同类型的材料，比如对于相配的零件可以分别使用铜合金与钢进行加工。
2.2 降低表面压强
零件接触面的磨损与零件表面之间的压强有关，降低压强有利于减轻零件接触面的磨损，提高零件的耐磨性。因此在设计零件的滑动表面时，要根据零件的使用情况合理控制接触面之间的压强，从而更好地保证零件寿命。图2是常用的机械卸荷装置，这种装置的使用能够有效降低零件之间的表面压强。在使用过程中移动件6与滑动导轨5接触，其重力由导轨承担，2个零件之间产生压强，长时间使用会形成较大的磨损，因此为了减轻磨损，改进使用这种机械卸荷装置，使零件6的95%的重量转移到辅助面4，从而将零件5承担的大部分压强转移到滚动轴承3上，而且在使用过程中可以通过调节螺钉1和碟形弹簧2的方式来调节卸荷力。这样能够有效降低零件5和零件6之间的压强，提高零件的耐磨性。
2.3 科学改进导轨形状
在零件的实际应用中，零件在运动之中的磨损是不可避免的，长时间高载荷运行使用会使得磨损后的零件匹配降低，出现松动，影响正常地使用。因此在实际应用中，可以通过改进导轨设计的方法来降低零件之间的磨损以及由于磨损造成的不良影响。比如在对机床导轨进行设计时，移动件在使用中需要来回运动，难以避免产生零件的磨损，针对这种移动件，可以将导轨设计成上凸的形状，降低导轨上方零件的重力，减轻磨损，从而延长移动件的使用寿命。
2.4 对易磨损件进行组合设计
在实际生产应用中，不同的零件承担不同的作用，有些零件因其所在的位置，难以避免出现较大的磨损，但是磨损位置往往集中于某一区域，针对这种情况，如果更换整个零件会造成较大的资源浪费。因此在生产设计中，针对这种易磨损的零件可以采用组合设计，对于被磨损的位置进行局部更换，提升整个机械零件的耐磨性。某些机械设使用的制动器，在工作过程中，制动瓦与制动轮相互接触，制动工作状态下，制动轮和制动瓦之间会产生较大的摩擦磨损，因此可以采用组合设计，使用铆钉将制动瓦与制动轮连接为整体，并在制动瓦表面涂抹抗磨材料。比如在制动装置的使用中，如果制动装置在使用一段时间后，制动瓦出现较为严重的磨损，只需更换抗磨材料即可。
3 结束语
综上所述，机械零件的疲劳寿命与机械零件的使用性能和效益有密切的联系，零件性能会直接影响到机械零件的使用。而零件的疲劳强度和耐磨性是影响零件疲劳寿命的关键，在零件的设计使用过程中，可以通过选择合适的材料、改进零件设计、加工工艺等方面入手来提高零件的疲劳强度和耐磨力。未来随着实体经济的不断发展，各行业对零件使用寿命的要求会更高，零件加工使用也会遇到更多更复杂的问题，这就需要相关人员不断加强对于机械零件生产加工的研究，改进工艺，提升零件的疲劳强度和耐磨性，更好地满足跟行业对于零件性能的要求，推动加工制造产业的快速发展。
参考文献
[1] 王岩，郝庆波.提高机械零件疲劳强度和耐磨力的对策研究[J].新型工业化，2020，10（1）：88-92.
[2] 張绘，于娜红.材料和热处理工艺对喷油器衔铁矫顽力的影响[J].热处理，2019，34（4）：23-27，32.
[3] 段海滨.提高机械零件疲劳强度和耐磨力的方法[J].黑龙江科学，2019，10（16）：68-69.
[4] 高江红，马银忠，李芳.提高凸轮机构强度和耐磨性的措施[J].机械研究与应用，2017，30（3）：170-172，185.