第一篇：偏航軸承典型失效分析

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風電偏航軸承典型失效分析

摘 要

偏航軸承是風電設備中主要的零部件，其性能與工況的好壞直接影響到與之相連的轉動軸以及安裝在轉軸上的偏航系統裝置乃至整個風電設備的性能。據統計，在風電設備中，大約有20%的故障都是由于偏航軸承引起的。因此，研究偏航軸承的失效機理，提出相應的預防和維護措施，對于提高偏航軸承的可靠性，提高風電設備的使用壽命，提高經濟效益，保證風電設備的長期安全穩(wěn)定運行，均有現實的意義。

軸承壽命是與制造、裝配、使用密切相關的，偏航軸承早期的失效多與偏航系統配合部位的制造精度、安裝質量、使用條件、外部異物侵入、電腐蝕及偏航系統突發(fā)故障等多方面因素有關，必須各個環(huán)節(jié)都要做好，才能使偏航軸承處于最佳的運轉狀態(tài)，從而延長軸承的壽命。

本文在廣泛查閱國內外相關技術資料基礎上，給合國內外的實踐經驗和研究成果，論述了諸如材料、結構設計、使用工況、密封潤滑等各種因素對偏航軸承損壞的影響。采取各種檢查手段，進行失效分析，找出引起失效的原因，改善這些因素，避免或減少類似事件的再次發(fā)生，延長軸承的使用壽命。

關 鍵 詞：偏航軸承，失效，材料，結構設計，壽命

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THE TYPICAL FAILURES ANALYSIS ON THE YAW

BEARING

ABSTRACT

Yaw bearings are the major components in wind power equipment.The performance and working conditions of the yaw bearings are closely related to the performance of the yaw system on the shaft and even the whole wind power equipment.According to statistics, up to 20 percent of failure of wind power equipment is caused by the yaw bearings.Consequently, it is of vital importance to study failure mechanism of the yaw bearings and work out effective preventive measures in order to improve the reliability of the yaw bearings and prolong the life of the wind power equipment, which help to improve the economic benefit as a result.And it is also very practical to make sure the safe and steady operation of the wind power equipment in real working conditions.Bearing life are closely related to manufacturing, assembling and using, The early failure of the yaw bearings are mostly related to the manufacturing accuracy of the yaw system , installation quality, service condition, external inpurity intrude, electric corrosion and sudden accidents of the yaw system.Each link factors should be well.To make the yaw bearings in the best operation state, thereby prolong the life of the yaw bearing.This paper based on widely consult the relevant technical datas of the domestic and foreign.combined domestic and international experience and research findings, discussed such as materials, structural design, working condition, seal lubricant and other factors impact on the yaw bearing damage.Take all kinds of inspection method for failure analysising, finding out the reason caused by failure, improving these factors, avoiding or reducing the similar events happening again and prolonging the service life of the yaw

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bearings.KEY WORDS：the yaw bearing, failure, materials, structural design, working life

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目 錄

前 言................................................................................................1 第一章 緒論....................................................................................3 §1.1 本課題的提出.....................................................................3 §1.2 國內外研究現狀.................................................................3 §1.3 本課題研究的依據與意義..................................................4 §1.4 本論文的研究內容及方法..................................................5 第二章 偏航軸承的典型失效形式.................................................6 §2.1 偏航軸承技術概述.............................................................6 §2.2 偏航軸承的使用工況.........................................................8 §2.3 偏航軸承的失效形式.........................................................9 §2.3.1 接觸疲勞剝落...........................................................9 §2.3.2 磨損.........................................................................10 §2.3.3 腐蝕.........................................................................11 §2.3.4 膠合.........................................................................12 §2.3.5 塑性變形.................................................................13 §2.3.6 其它失效形式.........................................................13 §2.4 研究偏航軸承失效的步驟................................................14 第三章 影響偏航軸承失效的各種因素以及改進措施..................17 §3.1 材料因素對偏航軸承壽命的影響....................................17 §3.2 偏航軸承制造工藝的分析................................................19 §3.3 潤滑和密封對偏航軸承失效的影響................................21 §3.4 提高偏航軸承工作壽命的有效措施................................22 結 論..............................................................................................25 參考文獻..........................................................................................26 致 謝..............................................................................................28

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前言

近幾年來，隨著社會進步和科學技術的高速發(fā)展，風力發(fā)電作為一項可再生的綠色環(huán)保新型潔凈能源，受到各國的高度重視，得到了長足的發(fā)展。隨著風機發(fā)電能力的不斷提高，風機設計也越來越向大型化發(fā)展。因此，對風電偏航軸承提出了更高的要求可靠性，還要輕便，便于安裝?？蛊谥圃焓秋L電軸承長壽命和高可靠性的保證，由于風機組在野外溫度、濕度變化大，要承受大的沖擊載荷和傾覆力矩，還要經受風沙的侵襲。由于風場一般都在偏遠地區(qū)，偏航軸承的運輸和吊裝都十分困難，一旦發(fā)生早期故障，維修費用十分昂貴質量，避免軸承的早期失效。在這里對偏航軸承的早期失效進行分析，找出失效的原因，提出相應的整改措施。疲勞破壞是偏航軸承典型的失效形式，對于要求20術進行生產，使其具備很高的疲勞壽命。軸承失效是近承達不到預期的支撐運動部件運動的功能。失效分析即時通過合乎邏輯的思路、科學的方法，使用必要的試驗技術手段，包括近代發(fā)展起來的各種微觀表面分析儀器，找出失效機理，并提出防止失效的措施軸承的失效分析是提高偏航軸承可靠性系統工程中的重要環(huán)節(jié)，是一門跨學科的技術領域，它既有綜合性，又有實用性。所謂綜合性表現在它的涉及面很廣，包括產品的結構設計、機械制造工藝、材料的選用與冶金技術，以及摩擦學、腐蝕學、工程力學、斷裂力學、金屬物理和表面物理等廣泛的學科領域和技術門類。而這些學科的發(fā)展又都與失效分析工作密切相關。所謂的實用性表現在軸承的失效分析工作必須從生產實際出發(fā)并緊密的為生產服務。它的積極意義在于[5]：

（1）可以分析出偏航軸承失效的主要原因，并提出改進措施，不斷提高軸承產品的質量。[1,2]80m以上的高空中運行，風電偏航軸承工況惡劣，[3]。因此，在軸承的生產過程中必須提高軸承40年來發(fā)展起來的一門技術科學。

是指軸[4]。由此可見，偏航。大型風電偏航軸承不僅要求高的剛性和年使用壽命和高可靠性的偏航軸承來說，必須應用抗疲勞制造技所謂軸承失效，失效分析技術必須依賴于這些相關學科的發(fā)展而向前發(fā)展，河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

（2）可以判斷設計是否合理，糾正某些不盡合理的方面以提高偏航軸承產品的可靠性。

（3）可以發(fā)現偏航軸承零件在冷、熱加工中存在的問題。糾正不合理的加工工藝。

（4）可以判斷材料選擇的合理性及原材料質量存在的問題，所以說偏航軸承的失效分析工作是與偏航軸承的產品質量及其生產發(fā)展密切相關的重要工作。

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第一章 緒論

§1.1 本課題的提出

風力發(fā)電機用軸承主要包括：偏航軸承總成（變速器軸承、發(fā)電機軸承等。偏航軸承安裝在塔架與座艙的連接部，每臺風力發(fā)電機設備都要有一套偏航軸承。偏航軸承是風機追蹤風向，調整迎風面的保證，轉動范圍要求20（一次安裝拆卸費用即高達幾十萬到上百萬）的可靠性，就成為對偏航軸承的基本要求，若在質保期內軸承損壞，將進行索賠，帶來的經濟損失巨大措施，改善軸承的各項性能，從而延長軸承的壽命?！?.2 國內外研究現狀風能是大自然中取之不盡，用之不竭且無污染的可再生能源。在全世界電力需求量急劇增長的條件下，考慮到有機燃料的非再生性與有限開采性以及生態(tài)環(huán)境等原因，大力利用風能具有特別的現實意義。近十年來，風力發(fā)電作為一項可再生的綠色環(huán)保新型潔凈能源，受到了各國的高度重視，得到了長足的發(fā)展。從世界范圍看，歐洲和北美在開發(fā)利用風能發(fā)電方面處于世界領先地位，尤其是歐洲的丹麥、德國和英國以及北美的美國。目前風力發(fā)電已在可再生能源的開發(fā)中獨樹一幟，成為對常規(guī)能源最具競爭力的新能源發(fā)電方式。因此，國內外都很重視利用風力來發(fā)電，開發(fā)新能源，我國風能資源儲量居世界前列，僅次于俄羅斯和美國。但軸承是我國風電設備制造的軟肋[10]在偏航軸承開發(fā)研制中，存在的主要技術難點是實現長壽命所需的密封結構和潤滑脂、特殊的滾道加工方法和熱處理技術、特殊保持架設計和加工

360?，在90?范圍上轉動頻率最高。一般情況下，風電設備[6,7]，因此，3

660PME04720年的使用壽命和高）、變槳軸承、年的工作壽命，由于偏航軸承的吊裝和更換極為不便而且成本很高。對偏航軸承的早期失效進行分析，提出有效。

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制造方法等。國內目前的技術水平與國外先進水平相比存在較大差距，但近幾年來我國的一些研究單位在這些方面已經取得了一些突破性的研究成果，這必須將加速風機軸承國產化的進程[11]。

國際著名的風電軸承公司主要有瑞典SKF、德國Schaeffler(舍費勒)、美國TMKEN和日本 NSK等，在全球市場上占據統治地位。其中，SKF專為大型風力發(fā)電機設計和開發(fā)的超大型混合陶瓷深溝球軸承可隔絕電流。這些軸承設計獨特，軸承套圈由鋼制軸承產品制成，鋼球由氮化硅（硬度高而且密度低。除了優(yōu)異的電絕緣能力外，軸承設計充分發(fā)揮了潤滑劑的作用，即便在潤滑不良的情況下也能確保長期性能[12,13,14]。

我國軸承行業(yè)透，大多軸承廠家在模。雖然洛陽LYC軸承有限公司已具有術并可批量生產，最近又研制出還有一定距離。據悉大、配套機組最全研發(fā)、工藝制造、檢屈指可數的幾家能§1.3 本課題研究的依據與意義風力發(fā)電機用軸承主要包括：偏航軸承總成（軸承（24044CC）、變速器軸承、發(fā)電機軸承等。風電偏航軸承安裝在塔架與座艙的連接部，偏航軸承是偏航系統中的重要部件，承載著風力發(fā)電機主傳動系統的全部質量，并傳遞著氣動推力到塔架，用于適時地調整風力發(fā)電機的迎風角度，因而可以說，偏航軸承是風機追蹤風向，調整迎風面的保證。由于風力發(fā)電機在野外高空環(huán)境中工作，偏航軸承工作在風沙、雨水、鹽霧、潮濕等環(huán)境下，給其安裝、潤滑及維修都帶來了不便。為此不僅要求偏航軸承具有足夠的強度和承載能力，還要求其運行平穩(wěn)、安全可靠、壽命長（風力發(fā)電機主機壽命要求風電軸承的設計、制造兆瓦風機以上的技術多處于實驗階段，難以形成規(guī)2兆瓦級風電機組配套軸承的制造技2.5兆瓦風電軸承，但與世界先進技術相比瓦軸已經建成全球軸電功率最大的風力發(fā)測試驗三大技術領域達5兆瓦風力機組配套

20年，因此偏航軸承壽命也要達到4

Si3N4）制成，SKF超大型混合陶瓷深溝球試驗技術還遠遠沒有吃品種最多、生產規(guī)模最軸承生產基地，在設計了世界水平，成為全球承的企業(yè)之一[15]。

660PME047）、風葉主軸20年）、潤滑、防腐、對和1.5，承、發(fā)電到為軸河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

及密封性能良好[16]。

偏航軸承的失效是一個十分復雜的問題，它不僅與軸承的材料、精度等級、熱處理性能有關，還與工作載荷（沖擊載荷）、裝配精度、潤滑條件、密封狀況以及環(huán)境參數有關，另外，風機如果在運動過程中偏轉，偏航齒輪上將承受相當大的陀螺力矩，亦容易造成偏航軸承的疲勞失效。

本課題通過對風電偏航軸承的典型失效分析研究，指出實驗研究分析的必要性, 并從設計因素、加工精度、使用條件及環(huán)境參數等方面討論了它們與偏航軸承失效的關系，并得出了提高風電偏航軸承壽命的一些具體措施?！?.4 本論文的研究內容及方法本論文的研究題目是偏航軸承的典型失效分析，其內容將主要從偏航軸承早期的失效形式方面進行論述。磨損失效、腐蝕失效、塑性變形失效、膠合失效等，通過對這些失效機理的理解認識，對偏航軸承進行失效分析，大體可以分為三個步驟：失效實物和背景材料的收集；對失效實物的宏觀檢查和微觀分析。找出早期失效的主要因素，最終提出能有效避免風電偏航軸承早期失效、提高風電偏航軸承壽命的一些措施。

本文通過參閱國內外有關的技術文獻，對偏航軸承的失效機理進行了概括總結，采用文獻研究法、信息研究法、經驗總結法、系統科學法等方法對目前偏航軸承生產制造、使用安裝方面的技術進行了歸納總結和改進。

偏航軸承的失效形式主要有接觸疲勞失效、河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

第二章 偏航軸承的典型失效形式

偏航軸承是風力發(fā)電機設備的的基礎件之一，偏航軸承運行的狀況直接影響偏航系統的運行質量?，F在風力發(fā)電機對偏航軸承的質量、精度、使用壽命等要求越來越高，通過對偏航軸承的失效形式的了解，可以直觀地發(fā)現軸承損壞的因素，便于查找引起軸承失效的根本原因?！?.1 偏航軸承技術概述風力發(fā)電機用軸承主要包括：偏航軸承總成（變速器軸承、發(fā)電機軸承等。偏航軸承安裝在塔架與座艙的連接部，每臺風力發(fā)電機設備都要有一套偏航軸承。偏航軸承是風機追蹤風向，調整迎風面的保證，轉動范圍偏航加速度生的加速度加。另外，風機如果在運動過程中偏轉，偏航齒輪上將承受相當大的脫落力矩，容易造成偏航軸承的疲勞失效。根據偏航軸承的受力特點（同時承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩）點接觸式球或雙排四點接觸球轉盤軸承。單排四點接觸球轉盤軸承的結構參見圖1-1對偏航軸承的安裝、使用及維護和保養(yǎng)也越來越重視。

660PME047）、變槳軸承、360°，在90°范圍上轉動頻率最高，風機開始偏轉時，M?I?（I為機艙慣量）。偏航轉速?越高，產I非常大，這樣使本來就很大的沖擊力成倍的增，偏航軸承通常采用“零游隙”設計的單排四1-2[6,7]。

圖2-1 無齒式四點接觸球轉盤軸承 ?將產生沖擊力矩?也越大，由于，雙排四點接觸球轉盤軸承的結構參見圖河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

圖根據風力發(fā)電機的要求和生產能力，標準將單排四點接觸球軸承外徑尺雙排異徑球軸承的。

由于風力發(fā)電機偏航軸承的受力工況復雜，而且軸承承受的沖擊和振動（1）材料

軸承套圈推薦采用國內外轉盤軸承常用的42Cr加入Mo55?62HRCGCr15SiMn。

（2）偏航軸承的游隙要求（3）防腐蝕和密封無齒式雙排四點接觸球轉盤軸承400?4000mm礎上適當增加，偏航軸承在游隙方面有特殊的要求，要求0?50?m。

風力發(fā)電機設備在野外工作，而且偏航軸承的一7

單排四點接[8,9]。

球軸承高度的42CrMo合金結229?269HBW，GCr152-2 寸定在滾動體中心圓直徑為之間，雙排四點接觸球軸承引用的依據是雙排異徑球轉盤軸承的外形，考慮到主機機構及生產加工，高度尺寸在基約為觸120%比較大，又能承受較大載荷和保證長壽命。所以，標準對風力發(fā)電機軸承提出了一些不同于一般轉盤軸承的特殊技術要求構鋼。后，增加材料的淬透性，滾道采用表面淬火后，表面硬度可達到，增加接觸疲勞壽命；而心部調質硬度能夠承受沖擊而不發(fā)生塑性變形，具有很好的耐沖擊性能；同時此種材料的鍛造工藝成熟，鍛件采購方便，調質后材料的力學性能得到了提高，表面淬火工藝成熟可靠，質量穩(wěn)定。鋼球材料的選擇為國內外通用的軸承鋼或偏航軸承必須為零游隙，這樣在使用過程中可以減少沖擊振動、提高承載能力，也可以在振動的情況下減小軸承的微動磨損。標準規(guī)定偏航軸承的軸向游隙為小游隙值，即：部分是裸露在外面的，會受到大氣污染，高濕度的環(huán)境也會腐蝕軸承基體，因此裸露在外面的偏航軸承的部位要進行表面腐蝕處理，一般采用熱噴涂長

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效防腐工藝，其防腐壽命長，可達20年以上。密封圈的材料選擇丁腈橡膠，該材料各項性能指標在40?50?C下性能非常穩(wěn)定，能夠滿足偏航軸承的實際環(huán)境要求，保證軸承野外工作時，密封圈不早期失效，不使異物進入軸承內部。國外SKF和FAG等廠家風機軸承密封大多選用的也是丁腈橡膠。

（4）低溫沖擊功

偏航軸承套圈低溫沖擊功要求：?20?Cakv不小于27J，風力發(fā)電機可能工作在極寒的地區(qū)，環(huán)境溫度低至?40?C左右，軸承的工作溫度在荷，因此要求軸承偏航軸承套圈的材料在調質處理后必須做低溫沖擊功試驗?！?.2 偏航軸承的使用工況風力發(fā)電機常年在野外工作，工況條件比較惡劣，溫度、濕度和軸承載荷變化很大，風速最高可達封性能和潤滑性能、耐沖擊、長壽命和高可靠性，發(fā)電機在啟動，并能跟隨風向變化。偏航軸承是風電設備的重要部件，是風機追蹤風向，調整迎風面的保證。由于風速的變化無常，偏航軸承速率和轉向經常發(fā)生變化，承受重的沖擊載荷。偏航軸承在存在大量凝結的水以及風沙等雜質，這些都會對軸承的表面造成腐蝕，影響偏航系統的精度。進行專門設計。海上風電的載荷更加復雜，海冰載荷和船舶沖擊載荷等多個不穩(wěn)定載荷，相比于岸上的風特性，海上的風有更高的年平均風速，并且受到底層噴流的影響。因此海上風電的載荷狀況更加復雜。另外，海上的濕度更大，對偏航軸承的防腐提出了更高的要求。綜上所述，偏航軸承的工況條件非常惡劣，但是風電偏航軸承的安裝和維修費用非常高，要達到20的失效分析具有重要的現實意義，發(fā)現影響偏航軸承失效的因素，提出預防風電偏航軸承早期失效的措施。20?C左右，偏航軸承在低溫條件下必須能夠承受大的沖擊載

23ms，有沖擊載荷，因此要求軸承有良好的密，因此，對偏航軸承的設計、材料、制造、潤滑及密封都要

主要包括慣性重力載荷、另外風力發(fā)電機主機壽命要求為了滿足偏航軸承高壽命和高的可靠性，60m8

2-3級風時就要波浪和海流的載荷、20年，因此偏航軸承壽命也對偏航軸承進行早期?以上的高空的工作，空氣中的年。河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

§2.3 偏航軸承的失效形式

滾動軸承的壽命是指軸承的疲勞壽命，即到軸承滾動表面出現疲勞剝落為止的累計工作小時數或運轉的總轉數，但除正常的疲勞剝落外，還有多種損壞形式，常有磨損、燒傷潤滑脂失效，損壞的表現是軸承運轉不靈活，摩擦力矩和溫升急劇增高，振動和噪聲惡化，甚至出現軸承卡死而不能先對軸承損壞形式進軸承失效一般可分為止轉失效和喪精失效兩種，工作能力而終止轉動．例如卡死、合問I鰭c，失去了原設計要求的回轉精度，雖尚能繼續(xù)轉動，但屬非正常運轉。例如磨損、腐蝕等 件和失效因素的差異，產生的失效形式和形貌特征亦各不相同。按其損傷機理大致可分為：接觸疲勞失效、摩擦摩損失效、腐蝕失效、游隙變化失效、膠合失效等幾種基本形式§2.3.1疲勞剝落

滾動軸承在高接觸應力的作用下，通過多次應力循環(huán)后，在套圈或滾動體工作表面的局部區(qū)域產生小片或小塊金屬剝落，形成麻點或凹坑，從而引起振動，噪聲增大，磨損加劇，導致不能正常工作的現象稱為接觸疲勞失效，是滾動軸承失效的主要形式。使用中軸承的疲勞剝落一般容易出現在滾子的表面上，開始只是表面產生極小面積疲勞點和輕微的金屬顆粒剝離。這些零件疲勞所剝離的堅硬氧化物顆粒，像磨料一樣，是表面加快磨蝕。同時，軸承中的滾動表面受力不均，受力大的部位極易脫皮。接觸疲勞失效是偏航軸承表面最常見的失效形式之一，是軸承表面受到交變應力的作用而產生的失效，接觸疲勞剝落在偏航軸承表面也有疲勞裂紋的萌生、擴展和斷裂的過程初始的接觸疲勞裂紋首先從接觸表面以下最大正交切應力處產生，然后擴展到表面形成剝落，如麻點狀的稱為點蝕或麻點利落，剝落成小片狀的稱淺層剝落。初始裂紋在硬化層與心部交界區(qū)產生，造

轉，我們要掌握影響軸承使用壽命的因素，首分析，找到引起損壞的原因。

止轉失教就是軸承失去斷裂等 喪精失效就是因幾何尺寸變化了配[17,18]。

旋行軸承失效的影響因素很復雜，而且各類軸承的工作條河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

成硬化層的早期剝落則稱為硬化層剝落。如圖2-3所示

圖2-3 偏航軸承的疲勞失效

偏航軸承的疲勞失效損傷特征：（1）偏航軸承的滾道僅一側表面剝落（2）滾動體及滾道接觸邊緣剝落

（3）滾動體的圓周方向在對稱位置上有剝落（4）受力表面較大面積壓光和微觀剝落（5）裝配后偏航軸承早期出現的表面剝落（6）滾道面和滾動體早期出現表面剝落 §2.3.2 磨損

偏航軸承在工作過程中由于滾動體與內外滾道間的滾動和滑動運動，保持架與引導面間的滑動運動，引起軸承工作表面金屬不斷損失的現象叫軸承的磨損，如圖2-4所示。由于軸承工作表面不斷磨損使軸承零件產生尺寸和形狀的變化導致軸承配合間隙增大，工作表面形貌變化而喪失旋轉精度，由此引起工作溫度升高、振動、噪聲、摩擦力矩增大等，致使軸承不能正常工作的現象稱為磨損失效。磨損失效與材料性質、粗糙度、潤滑狀態(tài)、接觸應力、相對滑動率、表面摩擦系數、速度、溫度及環(huán)境介質等有著密切關系。

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圖2-4 偏航軸承的磨損失效

偏航軸承的磨損失效損傷結果是：損傷軸承，降低軸承的運轉周期。偏航軸承的磨損失效損傷特點：

（1）類似靜壓痕

（2）在配合表面上出現紅褐色磨損粉末的局部磨損（3）滾道面、滾動體面、保護架等磨損（4）偏航軸承擋邊磨損過大 §2.3.3 腐蝕

圖2-5 偏航軸承的腐蝕失效

偏航軸承的腐蝕失效是偏航軸承失效形式中的重要一種，如圖2-5所示。

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在偏航軸承的制造中金屬表面要經過特殊的防腐處理。偏航軸承的腐蝕失效結果是：表面由于電流[19]（主要是內圈與外圈的電流差）、化學（水、潤滑脂、防腐漆等）和機械作用（微振等）產生損傷，喪失精度而不能繼續(xù)工作。

偏航軸承的腐蝕失效損傷特征是：

（1）空氣中水分的凝結，腐蝕性介質侵入偏航軸承的金屬表面同環(huán)境介質發(fā)生化學或電化反應而產生的磨損稱為銹蝕失效。

偏航軸承在潮濕的環(huán)境以及酸性和有引起金屬銹蝕的介質中工作，使軸承零件產生銹蝕斑點；最終導致失效。另外，潤滑劑中含有水分或在添加劑中有酸性、堿性成分也會導致失效。（2）電流通過產生電火花融化當電流在偏航軸承內部通過時，電流通過滾道和滾動體的接觸工作表面很薄的潤滑劑膜而引起火花，造成局部表面熔融的現象叫電蝕。電蝕失效肉眼可見，主要特征：搓板狀凹凸不平、黑色點狀小圓穴。電蝕由三部分組成：變質層+硬化層（3）微振，裝配不良，游隙變化失效，咬死偏航軸承工作過程中，改變了原有的配合間隙，導致精度降低，甚至造成咬死的失效稱為游隙變化失效。造成這種現象一是偏航軸承在運轉過程中，由于超溫下工作，軸承零件、形狀不相同、膨脹系數不相同，造成游隙變化失效。二是因組織與應力不穩(wěn)定使游隙變化。偏航軸承在高溫下運轉，但若零件的組織和應力（殘余奧氏體）處于不穩(wěn)定狀態(tài)，隨著軸承工作時間的增長，而產生尺寸的變化，輕者喪失偏航精度，重者產生咬死現象。§2.3.4 膠合沖擊重載、潤滑不足、滾動體與套圈滾道或擋邊產生嚴重滑動、軸承游隙減小，摩擦力增大。滾動體與保持架兜孔間隙過小或卡緊等現象都會產生金屬間的直接接觸產生固相焊合。當焊合強度大于接觸零件任一基體強度，使剪切力高于焊合強度，膠合。

偏航軸承的膠合失效損傷特征是：+回火正常部分。

由于受到外界溫度影響以及自身內在因素的變化，稱為

在接觸一方或二方的金屬深處產生的局部破壞河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

（1）滾道面和滾動體表面出現膠合

（2）四點接觸球軸承的滾道面出現螺旋狀膠合（3）滾動體與擋邊外出現膠合 §2.3.5 塑性變形

在外力和環(huán)境溫度作用下，軸承零件局部塑性流動或整體變形，致使整套軸承不能正常工作而造成的失效稱為變形失效。偏航軸承的塑性變形失效主要是沖擊載荷作用，在偏航軸承工作運轉中，風速大小和風的方向很不穩(wěn)定，并且變化的幅度很大，偏航軸承隨時要受到沖擊載荷的作用，是局部受載超過材料的屈服極限而產生壓痕，即產生塑性變形，如圖外，偏航軸承工作條件惡劣，在很高的溫度和劇烈摩擦狀態(tài)工作，還會引起熱態(tài)變形下的表面應力，嚴重時甚至產生裂紋。偏航軸承塑性變形失效損傷的特征：（1）零件的工作表面（溝道、滾動體等）上產生壓痕（2）零件的表面的磕碰傷（3）偏航軸承齒圈上的擦傷§2.3.6 其它失效形式（1）變色

變色是由于軸承在運轉過程中因發(fā)熱引起的表面顏色變化。另外，在溫度作用下潤滑劑中的部分化學物質、磨損的金屬粉末等雜質會黏附在零件表

圖2-6 偏航軸承中鋼球的塑性變形失效

2-6所示。除此之

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面上也會引起軸承零件顏色變化，這種變色又稱污斑。表面顏色一般呈淡黃色、黃色、茶色、棕紅色、紫藍色及藍黑色等，發(fā)熱引起的變色一般沒有深度。對于使用中的軸承若出現深度變色如紫藍色或藍黑色的則有可能形成了燒傷。零件腐蝕也會引起變色，但這類變色有一定深度。

軸承零件在運轉過程中，因摩擦會產生大量的熱，若潤滑不充分或散熱條件差，熱量得不到及時的冷卻或擴散，熱量的聚積使軸承溫度很快升高，溫度升高會使附著在軸承零件表面的油膜產生氧化現象，形成一種淺褐色的氧化制，沉積附著在軸承的表面上。但這種變色并不影響軸承的使用，所以允許存生。當軸承因安裝不當（如安裝傾斜）或潤滑不良等原因使軸承處于一種極不正常的工作狀態(tài)，引起溫度的急速上升，此時軸承的局部溫度有可能超過軸承零件的回火溫度，甚至更高，并產生嚴重的變色如藍黑色或紫藍色，形成燒傷現象，這種情況的變色軸承就不能再繼續(xù)使用了。變色的主要原因是軸承的工作游隙過小、局部應力集中、預載荷過大、潤滑不良、潤滑劑變質、散熱條件差、潤滑劑使用過量等。（麻點是由于材料的品質、腐蝕、疲勞、異物進入工作表面等原因在零件表面引起細小坑、點。其表面形態(tài)呈黑色針點狀凹坑，有一定深度，單個、多個或密集出現。麻點在偏航軸承的套圈或滾動體表面均有可能產生。§2.4 在滾動軸承失效分析過程中，往往會碰到許多錯綜復雜的現象，各種經驗結果可能是相互矛盾的，或者主次不易分清，這就需要經過反復試驗、驗證，以獲得足夠的證據或反證，在整個分析過程中，只有運用正確的分析方法、程序及步驟，才能找到真正的失效原因，得到正確的結論。失效分析工作者必須有廣博的基礎知識、豐富的實踐經驗和先進的分析手段，在作失效分析時必須從影響軸承壽命的外部條件因素到內在質量因素給予綜合的分析，盡快地確認分析的結論。偏航軸承的失效原因比較復雜，涉及到多方面的專業(yè)知識，需要都軸承的結構特性，加工方法，各個零件的加工工藝及設備有一定的了解。現在所2）麻點

研究偏航軸承失效的步驟河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

涉及的失效形式，根據軸承的結構特性，結合軸承的使用工況，通過對軸承的安裝，配合及調整的分析，對運行速度，溫升，受力分析。歸納總結出軸承早期失效過程和失效原因。

在一般的情況下軸承失效分析大體可分為：失效實物和背景資料的收集；對失效實物的宏觀檢查和微觀分析等三個步驟。（1）失效實物和背景資料的收集

應該盡可能地收集到失效實物的各個零件和殘片。盡量多地理解到失效軸承的實際工作條件、使用過程和制造質量情況。這對于正確地進行失效分析是必不可少的，他具體包括以下內容：

①該風電設備的工作狀況、載荷和運行速度。偏航軸承在設備上的設計工作條件。

②偏航軸承的失效情況。只有軸承失效還是其它部分也失效，軸承失效屬于什么形式的失效。

③偏航軸承的安裝記錄（包括安裝前軸承尺寸精度的復檢情況），軸承和軸承游隙，裝配中配合情況，齒圈的剛性如何，安裝是否有異常。

④偏航軸承的潤滑情況，包括潤滑劑的牌號、成分、粘度、雜質含量及供給情況。

⑤偏航軸承工作中所承受的真正載荷情況，工作的實際速度及不同速度出現的頻率。

在實際失效分析背景資料收集工作中，全部滿足上述條件是很難的，但收集到的資料愈多，無疑會更有利于分析結論的正確。

（2）宏觀檢查

對失效軸承進行宏觀檢查（包括尺寸精度測量和表面狀態(tài)檢查分析），是失效分析的重要環(huán)節(jié)，總體的外觀檢查，可了解軸承失效的概貌和損壞部位特征，估計造成失效的起因，查看缺陷的大小、形狀、部位、數量和特征。、收集軸承使用數據——這是進行分析的重要依據，數據應盡可能全面，可包括以下方面：

①外形和尺寸精度的變化情況（包括測振分析，滾道圓度分析）。②游隙的變化情況

③是否有腐蝕現象，在什么部位，是什么類型的腐蝕，是否與失效直接

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有關

③是否有破裂，裂紋的形態(tài)和短款性質如何。

⑤軸承各部件工作表面變色的情況和部位以確定其潤滑情況和表面溫度效應。

⑥對失效特征區(qū)主要觀察有無異常磨損、外來顆粒嵌入、裂紋、擦傷和其它缺陷。

宏觀檢查的結果，有時也可基本判斷失效的形式和原因，但要進一步確定失效的性質，取得更多的證據，還必須進行微觀分析。

（3）微觀分析

失效軸承的微觀分析包括光學的金相分析、電子顯微分析、探針和電子能譜分析等。主要是根據失效特征區(qū)的微觀組織結構變化和對疲勞源、裂紋源的分析提供更充分的判斷依據或反證，因而是重要的。微觀分析中最常用、最普及的方法是光學金相分析和表面硬度檢測。

這里所介紹的偏航軸承失效分析一般方法的三個步驟，是一個由表及里逐步深入的分析過程。具體分析時應根據偏航軸承失效的類型特點，并不是三個步驟中的每一個問題和每一種方法都對應使用。這要視具體情況決定取舍。但分析圈過程的三個步驟是缺一不可的。而且整個分析過程中，分析結構始終與影響軸承失效的內、外諸多因素聯系起來，綜合思考與判斷。

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第三章 影響偏航軸承失效的各種因素以及改進措施

偏航軸承失效的原因往往是多因素的，所有設計制造過程的影響因素都會與偏航軸承的失效有關，分析起來不易判斷。在一般情況下可以從內在因素和外來因素兩方面考慮和著手分析。內在因素主要是指設計、制造工藝和材料質量等決定軸承質量的三大要素。也可以稱為制造質量因素。首先，結構設計不合理當然不可能有合理的軸承壽命；僅有結構設計的合理性而不考慮先進性也不會有較長的軸承壽命；只有結構設計同時具有合理性和先進性，才會有較長的軸承壽命。軸承制造要經過鑄造、鍛造、熱處理、車削、磨削和裝配等多種加工工序。各種加工工序的合理性、先進性和穩(wěn)定性也都會影響到偏航軸承的壽命和失效分析。尤其是直接影響成品軸承質量的熱處理和磨加工工藝，往往與軸承的失效有更直接的關系。今年來對軸承工作表面變質層的研究，能夠說明磨削工藝與軸承工作表面質量的密切關系。同時，偏航軸承材料的冶金質量亦是偏航軸承早期失效的主要因素。外來因素主要是指安裝調整、因而也稱為使用因素。安裝條件是使用因素的首要因素之一，偏航軸承往往因安裝的不合適而導致的偏航精度達不到要求，使偏航軸承的受力狀態(tài)發(fā)生變化，偏航軸承將在不正常的狀態(tài)下運轉并提早失效。對潤滑劑質量和密封進行分析和檢驗也很重要。尤其是潤滑劑的正確使用對延長偏航軸承的使用壽命至關重要的[5]§3.1 材料因素對偏航軸承壽命的影響滾動軸承早期失效形式形成，主要有疲勞剝落、磨損、腐蝕、塑性變形等形式，在正常情況下，主要是接觸疲勞。軸承零件的失效除了服役條件外，主要受材料的硬度、強度、韌性、耐磨性、抗蝕性和內應力狀態(tài)等因素制約

使用保養(yǎng)及維護修理等是否符合技術要求。

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在風力發(fā)電機裝備中，位于機艙底部的偏航軸承是偏航系統中的重要部件，根據其同時承受軸向載荷、徑向載荷和沖擊載荷的受力特點，常采用單排四點接觸球轉盤軸承。對于涉及多學科的偏航軸承來說，要特別注重制造軸承零件所用材料的優(yōu)選、材料質量控制措施以及特大型軸承壽命等關鍵技術的研究和應用。由于偏航軸承采用四點接觸球，實際接觸面積很小，導致接觸應力非常高，其最大值可達500MPa以上，因此選擇抗壓耐磨的材料，對于提高偏航軸承的使用壽命尤為重要現階段，偏航軸承套圈推薦采用國內外轉盤軸承常用的構鋼。42Cr加入Mo后，增加材料的淬透性，滾道采用表面淬火后，表面硬度可達到55?62HRC，增加接觸疲勞壽命；而心部調質硬度能夠承受沖擊而不發(fā)生塑性變形，具有很好的耐沖擊性能；同時此種材料的鍛造工藝成熟，鍛件采購方便，調質后材料的力學性能得到了提高，表面淬火工藝成熟可靠，質量穩(wěn)定。鋼球材料的選擇為國內外通用的軸承鋼或GCr15SiMn。

42CrMo原始組織是粒狀珠光體，在淬火低溫回火狀態(tài)下，淬火馬氏體含碳量明顯影響材料的力學性能。有8%?20%Ar（殘留奧氏體）量的增多，硬度和接觸疲勞壽命隨之而增加，達到峰值后有隨之而降低。42CrMo經淬火低溫回火后，仍具有較大的內應力，零件中的殘留內應力有利和弊兩種狀態(tài)，鋼件熱處理后隨著表面殘留壓應力的增大，鋼的疲勞強度隨之增高，反之表面殘留內應力為拉應力時，則使鋼的疲勞強度降低。鋼中的雜質包括非金屬夾雜物和有害元素（酸溶）含量，它們對鋼性能的危害往往是相互助長的，鋼中雜質對力學性能和制件抗失效能力的影響與雜質的類型、性質、數量、大小及形狀有關，但通常都有降低韌性、塑性和疲勞壽命的作用。因此，42CrMo密切關系。

由偏航軸承材料引起的失效形式有：接觸疲勞失效、磨損失效、腐蝕失效、塑性變形失效等。

[20]。

42CrMo屬于高碳鉻鋼，經過淬火后，含，軸承零件中的Ar有利也有弊，隨著奧氏體含42CrMo雜質含量對軸承的壽命都有18

42CrMo合金結229?269HBW，GCr15熱處理的好壞和

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§3.2 偏航軸承制造工藝的分析

一般來說，偏航軸承應具有高的壽命，高的可靠性這些特別性能。要達到這些要求，就必須在機械加工工藝上首先確保零件各個指標，如旋轉精度，尺寸精度，表面粗糙度，防銹能力等。在偏航軸承的設計工藝中，接觸角設計，溝道結構設計，密封設計等各個方面都將對軸承的使用壽命產生各種不確定的影響[21-23]。偏航軸承的主要結構參數如圖3-1所示。

DDleDli軸承內圈與風機機艙底座螺裝連接MtTdαFrFadDiDpwDe圖3-1 偏航軸承的主要結構參數 軸承外圈與風機塔 架頂部螺裝連接兆瓦機風力發(fā)電機的偏航軸承總成通常安裝在60m以上的塔架上，溫度、濕度變化較大，載荷情況復雜，風力發(fā)電機偏航時，偏航速率贏盡量低，以避免陀螺力過大。風機開始偏轉時，偏航加速度將產生沖擊力矩，偏航轉速越高，產生的加速度也越大，另外，風機如果在運行過程中偏轉，偏轉齒輪上將承受相當大的脫落力矩，容易造成偏航軸承的疲勞失效。

（1）游隙

偏航軸承的游隙采用零游隙，這樣在使用過程中可以減少沖擊振動、提高承載能力，也可以在振動的情況下減小軸承的微動磨損。游隙過小，容易出現卡死，燒傷等現象，而游隙過大，偏航系統的偏轉精度不夠，并且降低了軸承的承載能力。

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偏航軸承的有效游隙值對軸承的使用壽命影響很大，見有效游隙與軸承使用壽命的關系圖3-2。

從圖中可知：偏航軸承有效游隙值在稍微有一點負值時，壽命值最佳，再小時，壽命急劇下降，且摩擦增大，溫度升高。為安全起見最佳有效游隙值，一般都選擇零游隙。（2若采用內外圈溝道等曲率設計即接觸應力相差較大，軸承的疲勞壽命相應縮短，內圈溝道容易先失效。而采用內圈溝道高密合度，外圈溝道低密合度設計，即取內圈溝曲率半徑系數fi?0.52近，減小軸承的摩擦力矩，增加溝底壁厚，保證良好的潤滑條件和接觸狀況，提高軸承承載能力。（3對風電偏航軸承來說，接觸角內部的負荷分布、潤滑都有重要的影響，而負荷所產生的接觸應力對軸承的接觸疲勞和磨損有這重要影響，在很大程度上決定著軸承壽命的可靠性。因此對不同接觸角的偏航軸承內外圈和滾動體進行應力疲勞的分析意義重大，選取優(yōu)化的結構參數，以達到壽命和可靠性要求。根據偏航軸承載荷特點及壽命增減負0正游隙

圖3-2 偏航軸承游隙與壽命關系圖

fi?fe，其結果會是偏航軸承內外圈的fe?0.53，可使內外圈溝道最大接觸應力值相

?是偏航軸承重要的設計參數，它對軸承20）溝道曲率半徑，外圈溝曲率半徑系數）接觸角河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

裝配性能要求，一般取??35?。

（4）內外圈擋邊

偏航軸承內外圈擋邊直徑直接影響到軸承承載能力，為了避免內外圈擋邊與溝道表面的交線進入彈性接觸區(qū)域而產生的應力集中現象，根據經驗，內圈擋邊高度hi?K1Dw，同樣，外圈擋邊高度he?K1Dw，其中，K1為擋邊高度系數，對于偏航軸承這樣的特大型軸承，可取K1?0.35。優(yōu)化設計得到內外圈擋邊，使偏航軸承的軸向承載能力可靠性得到了保證。（4）鋼球

對于偏航軸承這樣的角接觸軸承，鋼球直徑Dw過大，將使軸承內外圈溝底壁厚減小，軸承承載后易使內外圈產生彎曲變形；而鋼球直徑過大，將影響軸承的承載能力。鋼球數量求滿足承載能力，而且需具有良好的軸承裝配工藝性。從理論上講，鋼球數量越多，偏航軸承的承載能力越大，但數量太多，既無法裝配，還會降低保持架的強度和使用壽命。由偏航軸承制造工藝引起的失效形式有：疲勞失效、生銹腐蝕失效、燒傷失效、卡死失效等?！?.3 潤滑和密封對偏航軸承失效的影響滾動軸承的潤滑和密封是軸承設計過程中不可或缺的部分。對于偏航軸承來講，工作場所條件惡劣，經常受到風沙侵襲，因此，潤滑和密封有了更高的要求，良好的潤滑條件和可靠的密封措施均可以有效的改善軸承使用狀況，延長軸承的使用壽命。（1）潤滑

滾動軸承潤滑的目的是減少軸承內部摩擦及磨損，在構成軸承套圈、滾動體及保持架的相互接觸部分，防止金屬接觸，減少摩擦、磨損；防止燒粘，軸承的滾動疲勞壽命，在旋轉中，滾動接觸面潤滑良好，則延長，相反地，油粘度低，潤滑油厚度不好，則縮短；另外，潤滑劑還有防止金屬銹蝕的作用。潤滑不良會引起不正常的摩擦磨損，并產生大量的熱量，影響材料組織和潤滑劑性能。如果潤滑不當，即便選用再好的材料制造，加工精度再高，當內外徑尺寸確定是，從徑向空間看，Z不僅要

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也起不到提高軸承壽命的效果。

潤滑對偏航軸承的疲勞壽命和摩擦、磨損、溫升、振動等有重要影響，沒有正常的潤滑軸承就不能工作。分析偏航軸承的損壞原因表明40％左右的軸承損壞都與潤滑不良有關。因此偏航軸承的良好潤滑是減小軸承摩擦和磨損的有效措施。除此之外軸承的潤滑還對散熱、防銹、密封、緩和沖擊等起作用，要保證潤滑劑不能過期失效選型要正確。

依據偏航軸承的工作溫度以及負荷，也稱為潤滑脂潤滑。潤滑脂是由基礎油，增稠劑及添加劑組成的潤滑劑，對于偏航軸承承受較大的沖擊，潤滑脂的選擇更加的重要，適合的潤滑脂可以滿足偏航軸承高的工作溫度，不易變質。潤滑脂的的性能，很大程度上受基礎油的粘度、凝點有關，潤滑脂的膠體分散體系的可塑性和相似粘度隨溫度變化，溫度升高，基礎油蒸發(fā)、氧化變質，膠體結構失穩(wěn)，繼續(xù)上升，結構破壞，溫度頻繁變化且幅度很大，會加劇凝膠、分油。基礎油高10~15由偏航軸承潤滑不良引起的失效形式有：接觸疲勞失效、磨損失效、擦傷失效、變色失效、保持架的損傷等。（2）密封偏航-40~50℃下性能非常穩(wěn)定，能夠滿足偏航軸承的實際環(huán)境要求，保證軸承野外工作時，密封圈不早期失效，不使異物進入軸承內部。偏航軸承的密封不良使雜質進入軸承內部，既影響套圈與滾動體之間的正常接觸形成疲勞源，又影響潤滑或污染潤滑劑。由偏航軸承密封不良引起的失效形式有：磨損失效、腐蝕失效、壓痕失效、潤滑劑失效等?！?.4 提高偏航軸承工作壽命的有效措施前面對影響偏航軸承失效的主要因素進行了具體的分析，其中一種因素可能引起不同的失效形式，如偏航軸承的接觸疲勞壽命與材料的疲勞強度有

50%~60%的材料選

偏航軸承的潤滑一般采用干油潤滑，丁腈橡膠，該材料各項性能指標在

蒸發(fā)后，潤滑脂失去潤滑作用。溫度每升o，潤滑脂的壽命縮短一倍。

軸承的密封圈擇

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密切的關系，材料的疲勞強度不夠可能引起偏航軸承接觸疲勞失效；偏航軸承的塑性變形失效與材料的韌性、塑性存在著內在聯系，材料韌性不足可能引起偏航軸承的塑性變形失效。但是引起偏航軸承某一種失效的原因并不是某單一因素，一種失效形式往往都是多個因素共同影響的結果，例如：偏航軸承的接觸疲勞失效不僅僅是由材料因素引起的，它還與偏航軸承的載荷狀況、制造精度、游隙等因素有關。

因此，在提高偏航軸承工作壽命的措施要從材料的選擇到偏航軸承的安裝使用及維護各個方面考慮，只有各個方面都得到保證才能有效的提高偏航軸承的工作壽命。提高偏航軸承工作壽命的措施有：（1）偏航軸承套圈一般選取低溫沖擊功明顯降低，在一定范圍內，功的不利影響，提高偏航軸承的可靠性。除了42CrMo聯合載荷下，軸承材料采用陶瓷材料時，耐久性高，隔絕電流，對轉動部件的磨損很小，可以在潤滑不良等極端的環(huán)境下工作，更適合于做偏航軸承。其中，SKF盤軸承。

（2）經過二十多年的發(fā)展，偏航軸承的設計制造得到不斷的優(yōu)化，但是偏航軸承工作環(huán)境變化比較大，軸承的承載過程中存在薄弱環(huán)節(jié)，可依據具體的工況，在設計中不斷改進設計參數，以達到設計要求，從而提高此類軸承產品的設計質量。偏航軸承屬于特大型的精密部件，加工精度很難得到保證，提高偏航軸承的加工精度就是提高了偏航系統的偏轉精度，可以使偏航軸承在正常的工作環(huán)境下作業(yè)，減少了不確定因素的影響，從而提高了偏航軸承的可靠性。（3）偏航軸承的壽命要求達到二十年，但是在二十年內很難保證潤滑劑的潤滑質量，潤滑劑的提早失效是偏航軸承中存在的主要問題，選取優(yōu)質的潤滑劑，可以有效的改善偏航軸承后期的潤滑質量，從而提高了偏航軸承的工作

42CrMo，42CrMo中隨著S，P含量的增加，鋼的Mn含量的提高可以削弱S對低溫沖擊

在 選取優(yōu)質材料，改善材料的性能之外，通過對風電偏航軸承采用不同工程材料進行分析，專為大型風力發(fā)電機設計和開發(fā)的超大型混合陶瓷四點接觸球轉優(yōu)化設計制造，提高加工精度

選取優(yōu)質的潤滑劑河南科技大學畢業(yè)設計（論文）

壽命。

（4）提高偏航軸承密封的可靠性

偏航軸承的工作環(huán)境惡劣，常受到風沙的侵襲，空氣中凝結水的腐蝕，高可靠性的密封措施可以防止沙塵、凝結水進入軸承內部。

（5）采取正確的安裝方式

偏航軸承的安裝是否正確，影響著精度、壽命、性能。即使使用了高性能的軸承，如果安裝不當，也不能達到預期的性能效果，而且容易使軸承損壞。安裝時不許強力沖壓，不許用錘直接敲擊軸承，不許通過滾動體傳遞壓力，盡量使用專用的安裝工具。

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結

論

偏航軸承的典型失效分析屬于對軸承應用中存在問題的基礎性技術分析，是一門涉及產品的結構設計、機械制造工藝、材料的選用與冶金技術，以及摩擦學、腐蝕學、工程力學、斷裂力學、金屬物理和表面物理等廣泛的學科領域和技術門類，研究偏航軸承的失效機理，提出相應的預防和維護措施，對于提高偏航軸承的可靠性，提高風電設備的使用壽命，提高經濟效益，保證設備的長期安全穩(wěn)定運行，均有現實的意義。本文通過偏航軸承的接觸疲勞失效、磨損失效、腐蝕失效、膠合失效、塑性變形失效等幾種失效形式的分析，得出以下幾點結論：

（1）材料是偏航軸承的基本，也是影響偏航軸承失效的主要原因之一，材料質量的好壞、材料熱處理的好壞直接影響偏航軸承的使用年限，由于材料因素造成偏航軸承的形式有多種，如偏航軸承的接觸疲勞壽命與材料的疲勞強度有密切的關系：偏航軸承的塑性變形失效與材料的韌性、塑性存在著內在聯系。

（2）偏航軸承的制造工藝是偏航軸承的應用參數確定的，鋼球的數量和直徑、溝渠率半徑、游隙精度、接觸角等都與軸承的失效有著密切的關系。

（3）偏航軸承的工況惡劣，對偏航軸承的密封和潤滑都要進行特殊的處理來提高軸承的壽命。

（4）偏航軸承的失效不是由于單一的因素造成的，常常是多個因素相互作用的結果。因此提高偏航軸承的工作壽命，要對影響偏航軸承失效的所有因素進行優(yōu)化設計，才能有效的提高偏航軸承的壽命和可靠性。

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致 謝

短短的兩個月過去了，經過自己的艱辛努力和指導老師的辛勤指導，我完成了自己的畢業(yè)設計。在整個畢業(yè)設計中，我從自身的努力探索中、從指導老師和所有對我的熱情幫助中，不僅學會了豐富的書本知識和軸承專業(yè)知識，更重要的是學會了怎么去發(fā)現問題，解決問題，這將使我在以后的工作和生活中受益匪淺。

在論文結束之際，我要感謝我的指導老師杜輝。杜老師治學嚴謹、工作認真、待人誠懇，不僅傳授我知識和學習的方法，而且在學習及人生態(tài)度等方面給予我許多教誨，這將使我終身受益！

在本次畢業(yè)設計過程中，得到了許多老師的指導和同學的熱心幫助。在此，我表示衷心的感謝！同時我還要向所有傳授過我知識的老師們、向答辯組的老師們表示誠摯的感謝！同時感謝畢業(yè)設計中提供過幫助的老師，更要感謝培育我們四年的母校！并預祝母校的明天會更好！

我還要向所有傳授給我知識的老師們、向答辯組的老師們表示誠摯的感謝！更要感謝培育我四年的母校！

第二篇：國有企業(yè)典型內部控制失效案例分析

國有企業(yè)典型內部控制失效案例分析

會計城 | 2015年11月11日 來源 : 互聯網

近年來，國內企業(yè)的重大危機接二連三地發(fā)生，整體來看，突出有三類重大風險：一是多元化投資，二是金融工具投機，三是生產安全事故。撇開生產安全事故不說，前兩類風險具有明顯的兩大特點：一是風險發(fā)生對企業(yè)造成的損失巨大，動輒就會使企業(yè)“傷筋動骨”；二是同類事故在大型國有企業(yè)時有發(fā)生。鑒于此，我們稱此兩類風險為大型國有企業(yè)典型的高風險業(yè)務。下面我們通過案例對此兩類重大風險做深入分析。

1.多元化投資

(1)三九集團的財務危機

從1992年開始，三九企業(yè)集團在短短幾年時間里，通過收購兼并企業(yè)，形成醫(yī)藥、汽車、食品、酒業(yè)、飯店、農業(yè)，房產等幾大產業(yè)并舉的格局。但是，2004年4月14日，三九醫(yī)藥（000999）發(fā)出公告：因工商銀行要求提前償還3.74億元的貸款，目前公司大股東三九藥業(yè)及三九集團（三九藥業(yè)是三九集團的全資公司）所持有的公司部分股權已被司法機關凍結。至此，整個三九集團的財務危機全面爆發(fā)。

截至危機爆發(fā)之前，三九企業(yè)集團約有400多家公司，實行五級公司管理體系，其三級以下的財務管理已嚴重失控；三九系深圳本地債權銀行貸款已從98億升至107億，而遍布全國的三九系子公司和控股公司的貸款和貸款擔保約在60億至70億之間，兩者合計，整個三九系貸款和貸款擔保余額約為180億元。

三九集團總裁趙新先曾在債務**發(fā)生后對外表示，“你們（銀行）都給我錢，使我頭腦發(fā)熱，我盲目上項目?！?/p>

案例簡評：三九集團財務危機的爆發(fā)可以歸納為幾個主要原因：（1）集團財務管理失控；（2）多元化投資（非主業(yè)/非相關性投資）擴張的戰(zhàn)略失誤；（3）集團過度投資引起的過度負債。另外，從我國國有上市公司的發(fā)展環(huán)境來看，中國金融體制對國有上市公司的盲目投資、快速膨脹起到了推波助瀾的作用。

（2）華源集團的信用危機

華源集團成立于1992年，在總裁周玉成的帶領下華源集團13年間總資產猛增到567億元，資產翻了404倍，旗下擁有8家上市公司；集團業(yè)務跳出紡織產業(yè)，拓展至農業(yè)機械、醫(yī)藥等全新領域，成為名副其實的“國企大系”。進入21世紀以來，華源更以“大生命產業(yè)”示人，躍居為中國最大的醫(yī)藥集團。

但是2005年9月中旬，上海銀行對華源一筆1.8億元貸款到期；此筆貸款是當年華源為收購上藥集團而貸，因年初財政部檢查事件，加之銀行信貸整體收緊，作為華源最大貸款行之一的上海銀行擔心華源無力還貸，遂加緊催收貸款；從而引發(fā)了華源集團的信用危機。

國資委指定德勤會計師事務所對華源集團做清產核資工作，清理報告顯示：截至2005年9月20日，華源集團合并財務報表的凈資產25億元，銀行負債高達251.14億元（其中子公司為209.86億元，母公司為41.28億元）。另一方面，旗下8家上市公司的應收賬款、其他應收款、預付賬款合計高達73.36億元，即這些上市公司的凈資產幾乎已被掏空。據財政部2005年會計信息質量檢查公報披露：中國華源集團財務管理混亂，內部控制薄弱，部分下屬子公司為達到融資和完成考核指標等目的，大量采用虛計收入、少計費用、不良資產巨額掛賬等手段蓄意進行會計造假，導致報表虛盈實虧，會計信息嚴重失真。

案例簡評：華源集團13年來高度依賴銀行貸款支撐，在其日益陌生的產業(yè)領域，不斷 “并購－重組－上市－整合”，實則是有并購無重組、有上市無整合。華源集團長期以來以短貸長投支撐其快速擴張，最終引發(fā)整個集團資金鏈的斷裂。

華源集團事件的核心原因：（1）過度投資引發(fā)過度負債，投資項目收益率低、負債率高，說明華源集團戰(zhàn)略決策的失誤；（2）并購無重組、上市無整合，說明華源集團的投資管理控制失效；（3）華源集團下屬公司因融資和業(yè)績壓力而財務造假，應當是受到管理層的驅使。

（3）澳柯瑪大股東資金占用

2006年4月14日，G澳柯瑪（600336.SH）發(fā)布重大事項公告：公司接到青島人民政府國有資產監(jiān)督管理委員會《關于青島澳柯瑪集團公司占用上市公司資金處置事項的決定》，青島市人民政府將采取措施化解澳柯瑪集團面臨的困難。至此，澳柯瑪危機事件公開化。

澳柯瑪危機的最直接導火索，就是母公司澳柯瑪集團公司挪用上市公司19.47億元資金。澳柯瑪集團利用大股東優(yōu)勢，占用上市子公司的資金，用于非關聯性多元化投資（包括家用電器、鋰電池、電動自行車、海洋生物、房地產、金融投資等），投資決策失誤造成巨大損失。資金鏈斷裂、巨額債務、高層變動、投資失誤、多元化困局等眾多因素，使得澳柯瑪形勢異常危急。

澳柯瑪癥結并非僅僅是多元化投資下資金問題，關鍵問題還有自身的管理模式，是魯群生近17年的家長式管理模式。魯群生在特定環(huán)境中創(chuàng)業(yè)成功，然而在擴張中缺乏應有的風險意識，澳柯瑪近親繁殖任用領導現象是企業(yè)對市場缺乏應有的敏感度。

案例簡評：擴張幾乎是每個企業(yè)追求的目標。而同在青島的三家家電集團（都是上市公司）卻有不同的選擇：海爾的擴張基于品牌戰(zhàn)略；海信的擴張基于技術突圍；而澳柯瑪的擴張卻選擇了不相關多元化道路。

“發(fā)散型的多元化擴張，不但沒有讓澳柯瑪做大作強，發(fā)而使其一盤散沙”。澳柯瑪集團大額占用上市公司資金，用于其非相關多元化投資；然后頻頻發(fā)生的投資失敗和管理不善，致使資金鏈斷裂，也把集團風險也轉嫁給上市公司。應當說，造成澳柯瑪危機的根本原因是管理層投資決策失誤、投資監(jiān)管不到位、管理能力不足的綜合因素造成的。

（4）以上3個案例的歸納與分析

以上案例，簡單歸納如下：多元化投資引發(fā)資金鏈斷裂的重大風險，其主要原因是決策失誤、非主業(yè)/非相關性投資、快速擴張、過度負債等。

以上這三家大型國有企業(yè)，都是通過多元化投資實現快速擴張的，又是以高度依賴借款支撐其快速擴張的，最終引發(fā)了整個集團危機。應當說此類操作模式及其風險發(fā)生案無論是國外還是國內并不鮮見：比如1997年日本發(fā)生的八百伴（YOHAN）破產案（日本戰(zhàn)后最大的一宗企業(yè)破產案）；又比如2004年國內發(fā)生的德隆系崩潰案。

企業(yè)多元化投資，包括非主業(yè)投資和非相關性投資，是進入一個新的行業(yè)領域，企業(yè)往往對其認識模糊，容易引發(fā)決策失誤；另外，高度依賴借款投資，是引發(fā)風險發(fā)生的重大誘因。也即多元化投資伴隨的經營風險和財務風險都很大，因而發(fā)生的概率和損失也會很大。尤其在中國，金融體制對大型國有企業(yè)的縱容和資本市場監(jiān)管不力，都提高了此類風險發(fā)生的概率。

另外，多元化投資風險很多都歸因到決策失誤，尤其是企業(yè)高層管理人員出現強勢個體領導時，特別容易受到領導個人權威的影響，使個人決策代替或凌駕于集體決策，致使導致“成也蕭何、敗也蕭何”。

2．金融工具投機

（1）中航油的金融衍生工具投機

中國航油（新加坡）股份有限公司（簡稱中航油）是中國航油集團的海外控股公司；是新加坡交易所主板掛牌企業(yè)。中航油于2004年由于石油衍生品交易導致5.54億美元的虧損；被迫于2004年11月30日向新加坡高等法院申請債務重組。而之前，中航油曾被評為2004年新加坡最具透明度的上市公司；中航油成立有風險委員會，還曾聘請安永會計師事務所編制了公司的《風險管理手冊》和《財務管理手冊》；風險管理手冊明確規(guī)定，損失超過500萬美元，必須報告董事會。

經國家有關部門批準，中航油自2003年開始做油品套期保值業(yè)務。但總裁陳久霖擅自擴大業(yè)務范圍，從事石油衍生品期權交易；一直未向中國航油集團公司報告，中國航油集團公司也沒有發(fā)現。陳久霖一直獨立于中國航油集團公司班子的領導之外，集團公司派出的財務經理兩次被換，集團公司卻沒有約束辦法。

陳久霖和日本三井銀行、法國興業(yè)銀行、英國巴克萊銀行、新加坡發(fā)展銀行和新加坡麥戈利銀行等在期貨交易場外，簽訂了合同。陳久霖買了“看跌”期權，賭注每桶38美元；但是沒想到國際油價一路攀升。中航油從事石油期權交易從最初的200萬桶發(fā)展到出事時的5200萬桶，致使中航油在清算時造成賬面實際損失和潛在損失總計約5.54億美元。

2005年6月3日，普華永道發(fā)布了有關中航油巨額虧損的最終調查報告。報告認為以下因素單獨或共同的造成了公司在期權投機交易上受到損失：（1)后來被證明從2003年3季度開始的對油價走勢錯誤的判斷；（2)不想在2004年披露損失；（3）沒有按照行業(yè)標準對期權倉位進行估值；（4）沒有正確的在公司的財務報表上記錄期權組合的價值；（5）缺乏針對期權交易的適當的及嚴格的風險管理規(guī)定；（6）公司管理層有意違反本應該遵守的風險管理規(guī)定；（7）整個董事會，尤其是審計委員會，就公司投機衍生品交易的風險管理和控制未能完全履行各自的職責。

案例簡評： 中航油從事場外石油期權投機是我國政府明令禁止的。國務院1998年8月發(fā)布的《國務院關于進一步整頓和規(guī)范期貨市場的通知》中明確規(guī)定：“取得境外期貨業(yè)務許可證的企業(yè)，在境外期貨市場只允許進行套期保值，不得進行投機交易?！?999年6月，以國務院令發(fā)布的《期貨交易管理暫行條例》第四條規(guī)定：“期貨交易必須在期貨交易所內進行。禁止不通過期貨交易所的場外期貨交易?！钡谒氖藯l規(guī)定：“國有企業(yè)從事期貨交易，限于從事套期保值業(yè)務，期貨交易總量應當與其同期現貨交易量總量相適應?！?001年10月，證監(jiān)會發(fā)布《國有企業(yè)境外期貨套期保值業(yè)務管理制度指導意見》，第二條規(guī)定：“獲得境外期貨業(yè)務許可證的企業(yè)在境外期貨市場只能從事套期保值交易，不得進行投機交易?！?/p>

對從事金融衍生業(yè)務操作來看，中航油在國際金融市場上還只是個新手；直接與國際大型基金進行對壘，無疑“以卵擊石”。

中航油事件最突出表現在“管理層凌駕”，導致監(jiān)控機制的失效；直接抵觸了內部控制的經營合規(guī)性目標和報告可靠性目標。其違規(guī)之處有三點：一是做了國家明令禁止不許做的事；二是場外交易；三是超過了現貨交易總量。其報告不可靠表現在：從事期權場外交易沒有在財務報告上披露，也沒有直接向母公司匯報。

（2）南方航空的委托理財

南方航空集團公司2004年7月間曝出的巨額委托理財投資損失；隨后，國家審計署廣州特派辦對南方航空實施了專項審計；廣東證監(jiān)局也在2005年10月對南方航空股份公司進行了檢查。2004年績效考核的179家中央企業(yè)中，南航集團由于重大財務違紀事件，從B級降至了C級。2006年4月底，在香港、紐約和上海三地上市的中國南方航空股份有限公司宣布，2005財年巨虧17.94億元人民幣；公司將其歸結為航空燃油價格持續(xù)暴漲，以及近年收購北方航空、新疆航空兩家公司導致的費用攀升；但這顯然難以說服市場。

南方航空集團屬于國有大型企業(yè)，在銀行貸款方面具備良好的信譽憑證，不用任何抵押即可以從每個商業(yè)銀行獲得10至20億元的貸款。用銀行的錢來進行投資理財，確實是賺錢的商機。南航集團從2001年就開始進行委托理財業(yè)務；與南航集團有過委托理財業(yè)務的有漢唐證券、中關村證券、世紀證券。南航集團調集巨額資金乃至賬外資金進行委托理財，其中僅流向深圳世紀證券公司的委托理財資金即達12億元。

南航給世紀證券的委托理財資金基本上被世紀證券用于重倉持有南航集團旗下的南方航空(600029.SH)。南方航空2003年7月25日上市，當時因“非典”的影響，南方航空上市首日收于3.88元，是四大上市航空公司中股價最低的。世紀證券在此低位入貨，3個月不到，南方航空從4.2元上漲到6.8元，升幅超過60％，世紀證券也獲得了豐厚的賬面利潤。但隨后，在油價不斷攀升的壓力下，航空股開始萎靡不振，世紀證券因此損失慘重。從世紀證券賬面上看，南航委托理財的12億資產已經無法償還。也正是由于對南航所形成的巨大債務壓力，世紀證券被迫走上重組之路。世紀證券無力歸還南航集團12億元委托理財中的7.15億元，南航集團無奈只得將其實行債轉股。

2005年8月，南航集團副總裁兼上市公司董事彭安發(fā)、南航集團財務部部長的陳利明因涉嫌違法，先后被司法機關依法逮捕；2006年3月二人被廣東省反貪局移交廣州市檢察院起訴。2006年10月16日，中國南方航空集團原財務部部長陳利民因涉嫌挪用、貪污、受賄等罪，接受廣州市中級法院公開庭審。據檢察機關偵查證實，2001年8月至2005年5月，陳利民利用經辦委托理財的職務便利，采用先辦事，后請示或不請示；只籠統匯報理財收益，不匯報合作對象或隱瞞不報等方式，大肆超范圍地開展委托理財業(yè)務，已侵吞集團部分理財收益，收受回扣；超權限地從銀行貸款供個人、朋友注冊公司、經營所用；收受漢唐證券、世紀證券、姚壯文賄賂近5400萬元，挪用公款近12億元，貪污公款1200多萬元。

案例簡評：南航集團的委托理財業(yè)務，實際上是南航集團用自己的錢，借助于證券公司進行操作自己的股票。從法律法規(guī)方面來說，不論是國有資金入股市炒股，還是利用自有資金操作自己股票，都是被明令禁止的。

從內部控制的角度說，南航集團幾十億的委托理財業(yè)務集中于公司2-3個人的運作，企業(yè)決策層、黨委、內部審計監(jiān)管沒有跟上，雖然不能肯定存在管理層縱容，但是可以肯定地說是對重大投資監(jiān)控不到位；個人收受賄賂、挪用和貪污公款，反映了關鍵人員的道德敗壞和企業(yè)基本內部控制的缺失或管理層凌駕等問題。另外，中國的金融體制也為這種現象提供了便利。

（3）國儲局的銅期貨投機

2005年11月13日開始外電紛紛披露，中國國儲局一名交易員劉其兵在LME（倫敦金屬交易所）銅期貨市場上通過倫敦金屬交易所場內會員SEMPRA，在每噸3000多美元的價位附近拋空，建立空頭頭寸約15萬至20萬噸。這批頭寸交割日在12月21日。但自9月中旬以來，銅價每噸上漲約600多美元，這些空單無疑已經造成巨額虧損，而該交易員劉其兵則神秘失蹤。國儲局的交易對手包括斯邁爾金屬公司、瑞福期貨、倫敦標準銀行、巴克萊銀行、曼氏集團、AMT、薩頓公司、以及一家總部在法國里昂的基金公司。

國儲局選擇了部分交割，即向倫敦交易所交付5萬噸現貨銅，其余15萬噸的空單展期到遠期。市場人士指出，國儲目前以3.7億元左右的虧損，換得了短期的風平浪靜；但是與國際基金的對決還將繼續(xù)，最后的結局還沒有出現，不排除基金再度逼倉的局面出現。

在國儲銅事件上，同樣是普通的調節(jié)中心的交易員，一邊為中心做交易，一邊為自己建立了多達20萬噸的頭寸，嚴重被套且長時間沒人發(fā)現；另外，交易行為由原來的兩個崗位變成由劉其兵一個人操控。

案例簡評：國家物資儲備是國家直接建立和掌握的戰(zhàn)略后備力量，是保障國家軍事安全和經濟安全的重要手段。事實上，當國儲局從負責國家戰(zhàn)略物資儲備調節(jié)向投機賺錢的方向轉變時，它就已經開始背離其固有的職責。

同中航油期權投機案一樣，同樣是小角色、新手的國儲局，與國際基金大諤對壘，顯然不是其的對手。

吳其兵進行投機性銅期貨操作，顯然有悖于國家相關法規(guī)規(guī)定的限于套期保值業(yè)務。對于重大的期貨業(yè)務交易由一個人操控，嚴重違反了內部控制的基本原則（不相容職務分離）；另外，一起跟進的與公司業(yè)務相當的“老鼠倉”，說明關鍵交易員存在嚴重的道德敗壞。

（4）以上3個案例的歸納與分析

以上3個案例簡單歸納如下：投機心理、監(jiān)管不到位、關鍵人士的道德風險，是引發(fā)金融工具投機風險的重要原因。

中國企業(yè)在國際金融市場還是個新手，以投機為目的金融工具交易，勢必會成為國際金融大鱷的“盤中餐”。當然，中國企業(yè)從事金融工具的案例比起1995年巴林銀行破產案（股指期貨投機虧損14億美元）、1996年住友商社巨虧案（銅期貨投機虧損26億美元）和1998年美國長資公司破產案（美國長期資本管理公司進行俄羅斯國債和日本股指投機虧損43億美元），可謂是小巫見大巫。但是，單單中航油的損失，已經是國資委感受到了切膚之痛。其實早在1997年株洲冶煉廠就因為進行鋅期貨投機，造成虧損1億美元。然而，同樣的事件在2004年、2005年重新上演。

雖然我國政府多次強調國有企業(yè)金融衍生工具交易僅限于套期保值，但是國有企業(yè)利用金融衍生工具進行投機的行為屢有發(fā)生；核心原因還是投機心理和缺乏監(jiān)管。因此，為降低國有企業(yè)金融工具投機風險，一定要加強金融工具投資的監(jiān)管和相關業(yè)務操作的內部控制。

3．結合案例看大型國有企業(yè)的高風險業(yè)務控制

2006年7月國資委發(fā)布的《中央企業(yè)投資監(jiān)督管理暫行辦法實施細則》中明確規(guī)定：非主業(yè)投資占總投資的比重一般控制在10％以下；自有資金占總投資的比重一般在30％以上；總投資規(guī)模不能超出企業(yè)財務承受能力，企業(yè)資產負債率要處于合理水平。2006年10月國資委下發(fā)的《關于做好2007中央企業(yè)財務預算工作的通知》，特別強調：央企要加強對外投資、收購兼并、固定資產投資以及股票、委托理財、期貨（權）及衍生品等投資業(yè)務的風險評估和預算控制，及時跟蹤和評測高風險業(yè)務的風險水平。

從國資委的相關規(guī)定和以上案例可以看出，多元化投資和金融工具投機確定為大型國有企業(yè)的高風險業(yè)務是確切的。因為，一方面大型國有企業(yè)獲取從事高風險業(yè)務的資金更容易，獲得金融工具交易資格（尤其是境外期貨、期權）也更有先天優(yōu)勢；另一方面此兩類業(yè)務風險的發(fā)生對大型國有企業(yè)的打擊是致命的。

為了防止大型國有企業(yè)的高風險業(yè)務發(fā)生，企業(yè)應當重點從以下幾個方面加強控制：

（1）建立正確的風險文化和意識

收益與風險是共存的。建立正確的風險文化和意識，就是要不能因為強調利潤和規(guī)模增長，把業(yè)績提高依賴于高風險業(yè)務，而忽視從事高風險業(yè)務的高風險性。

（2）完善高風險業(yè)務控制制度，并加強監(jiān)督檢查

現在大型國有企業(yè)涉及到高風險業(yè)務的管理制度比較少，因為這些業(yè)務涉及到決策，又多屬于新興業(yè)務。另外，國有企業(yè)普遍缺乏對內部控制制度執(zhí)行的監(jiān)督檢查，從而也導致制度嚴肅性和權威性的喪失。主要的原因有企業(yè)領導人不重視內部控制和國有企業(yè)內部審計力量薄弱等。

（3）完善法人治理，建立決策者的制衡機制

大型國有企業(yè)管理的行政色彩比較濃，法人治理沒有完善，內部人控制現象還比較嚴重，管理層獨斷專行是導致決策失誤的主要原因。大型國有企業(yè)最大的風險是戰(zhàn)略決策風險；一方面表現在戰(zhàn)略方向選擇的錯誤，另一方面表現在對戰(zhàn)略風險認識和管理不到位。

（4）加強國資監(jiān)管，建立風險預警機制。

雖然十六大已經明確國資委對國有企業(yè)要做到“管資產、管人、管事”，但是國資委對對國有企業(yè)的監(jiān)管還比較落后。主要原因是國資委對中央企業(yè)監(jiān)管的技術和手段還比較落后，比如還沒有建立一套可行的風險預警機制。

第三篇：失效分析心得體會

失效分析與無損檢測技術綜合應用

心 得 體 會

11級檢測技術及應用

11802205

薛星 2013年5月30日

尊敬的馬老師：

您好！我是11級檢測技術及應用的班長薛星。通過這次的講座，使我受益匪淺。您給我們針對CR技術、失效分析和無損檢測的新技術進行了一一的講解，讓我們對我們的專業(yè)有了進一步的認識，也對本專業(yè)的發(fā)展有了深入了解。

CR技術(Computed Radiography；Computed Radiology)，是一種數字化的新的非膠片射線照相檢驗技術。目前，它采用貯存熒光成像板(Storage Phosphor Imaging Plate)完成射線照相檢驗。

采用貯存熒光成像板的CR技術，是基于某些熒光發(fā)射物質，具有保留潛在圖像信息的能力。這些熒光物質受到射線照射時，在較高能帶俘獲的電子形成光激發(fā)射熒光中心(PLC)。采用激光激發(fā)時，光激發(fā)射熒光中心的電子將返回它們初始能級，并以發(fā)射可見光的形式輸出能量。這種光發(fā)射與原來接收的射線劑量成比例。這樣，當激光束掃描貯存熒光成像板時，就可將射線照相圖像轉化為可見的圖像

無損檢測新技術有激光超聲檢測方法、激光（錯位）散斑檢測方法、紅外熱像檢測方法、微波檢測技術、超聲波時差衍射技術、金屬磁記憶檢測技術、數字射線成像技術、遠場渦流檢測技術等。其中紅外熱像檢測對蜂窩積水問題的應用較多。

本次的講座讓我們對無損檢測的發(fā)展前景充滿了信心，隨著社會的發(fā)展，無損檢測技術的應用也隨之增多。講座針對無損檢測技術、設備和應用都做了講解，使我們對無損檢測從理論到應用都有了深入了解。相信通過我們的認真學習，一定會在無損檢測技術中提高理論和實踐的只是和技能。近年來,隨著軍事工業(yè)和航空航天工業(yè)中各種高性能的復合材料、陶瓷材料的應用,微波無損檢測的理論、技術和硬件系統都有了長足的進步,從而大大推動了無損檢測技術的發(fā)展。

第四篇：金屬材料失效分析

金屬材料失效分析

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2、有機溶劑： 混合溶劑的成分分析，分離，定性定量；純溶劑的性能檢測，電子、紡織、印刷行業(yè)用溶劑，油漆稀釋劑，天那水，脫漆劑。

3、各種金屬材料

4、光亮劑，殺蟲劑，制冷劑，空氣清新劑，脫模劑，氣霧劑

5、各種助劑：乳化劑、潤濕分散劑、消泡劑，潤滑劑，增塑劑，阻燃劑，抗燃劑，穩(wěn)定劑；電子行業(yè)（助焊劑）、紡織行業(yè)、涂料、塑料加工行業(yè)所用的助劑；電鍍液（鋅、銅、鉻、鎳、貴重金屬）助劑分析

6、塑料和橡膠行業(yè)助劑：增塑劑、抗氧劑、阻燃劑、光和熱穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、填充劑、抗靜電劑等

7、紡織、皮革助劑分析：柔軟劑、勻染劑、整理劑等

8、油墨分析：墨水、感光油墨、UV油墨等

9、化妝品：洗發(fā)、護發(fā)用品、護膚用品、美容用品、口腔衛(wèi)生制品等 10 水處理劑分析：緩蝕劑、混凝劑和絮凝劑、阻垢劑，沉淀劑等洗滌劑分析：民用和工業(yè)用清洗劑高分子材料的性能檢測，失效分析工業(yè)故障分析診斷，提供解決方案，工藝失效模式分析藥物的結構確認化工品中有毒物質的成分及含量檢測石油化學品分析：潤滑油、切削液，燃料油，表面處理劑等

第五篇：材料失效分析論文

材料的疲勞斷裂失效與預防

摘要:本文從材料疲勞斷裂的研究發(fā)展，破壞特點及斷口分析材料疲勞斷裂的原因，并介紹材料疲勞斷裂的預防。

關鍵詞： 疲勞斷裂 斷口 預防

前言

作為科技支柱之一的材料技術的發(fā)展直接關系到國家經濟、科技的發(fā)展水平，材料失效問題普遍存在于各類材料中，它直接影響著產品的質量，關系到企業(yè)的信譽和生存。材料失效分析的建立是發(fā)達國家工業(yè)革命的一個重要起點，材料的失效分析和預測預防工作在經濟發(fā)展中占有十分重要的地位，對于材料失效問題的判斷和解決能力，代表了一個國家的科學技術發(fā)展水平和管理水平。磨損、腐蝕和斷裂是材料失效的3種主要形式。材料的疲勞斷裂失效的研究和發(fā)展

材料的疲勞與斷裂研究試圖尋找材料宏觀疲勞斷裂行為與微觀組織形貌的關系。試圖探求材料疲勞與斷裂的微觀機制。

金屬(非金屬)材料在應力或應變的反復作用下所發(fā)生的性能變化叫疲勞；雖然在一般情況下，這個術語特指那些導致開裂或破壞的性能變化。

機械構件由于材料疲勞損傷導致的斷裂往往沒有明顯的征兆，因此經常引起巨大的災難性事故，造成人民生命財產損失。因此各個先進的工業(yè)化國家都非常重視疲勞與斷裂的研究。

材料疲勞與斷裂的研究經歷了幾個階段。目前，人們已經認識到在循環(huán)載荷作用下，金屬多晶材料的許多晶粒內部會出現滑移帶。這些滑移帶會在疲勞形變中繼續(xù)變化，并導致形成裂紋，而試樣的突然破壞是由某條起主導作用的裂紋向前擴展造成的?，F在，人們可以較好的定量描述裂紋擴展的速率，但是，用材料顯微組織的特性可靠的預測其宏觀的疲勞斷裂性能，還有大量的極具挑戰(zhàn)性的工作需要開展，特別是在新材料迅猛發(fā)展的時代。

雖然恒定循環(huán)應力幅作用下的疲勞破壞是疲勞基本研究的主要內容，但由于工程應用中的服役條件不可避免的含有變幅載荷譜，苛刻環(huán)境，低溫或高溫及多軸應力狀態(tài)，因此建立能夠處理這些復雜服役條件下的可靠壽命預測模型是疲勞研究中最棘手的挑戰(zhàn)之一。材料疲勞與斷裂的研究是材料科學與工程研究領域中的一個重要分支。

疲勞破壞的特點

盡管疲勞載荷有各種類型，但它們都有一些共同的特點。第一，斷裂時并無明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有明顯的 預兆，而是突然地破壞。

第二，引起疲勞斷裂的應力很低，常常低于靜載時的屈服強 度。

第三，疲勞破壞能清楚地顯示出裂紋的發(fā)生、擴展和最后斷裂三個組成部份。

疲勞斷裂斷口組成

(1)疲勞源：由于材料質量缺陷、加工缺陷等原因，使得零件局部地區(qū)應力集中，這些區(qū)域即為疲勞裂紋產生之處，成為疲勞源。零件表面的裂紋源多是表面上有油孔、過渡圓角、臺階、粗大刀痕等應力集中處在交變應力作用下形成的微裂紋；零件近表面材料內部由于冶煉和冷、熱加工的缺陷、晶體滑移和晶界缺陷等在交變應力作用下產生的微型紋。

(2)裂紋擴展區(qū)：裂紋產生之后，隨著應力循環(huán)周期增加，裂紋逐漸擴展成貝殼狀或光滑狀條紋，即為疲勞輝紋。由于載荷的間斷和改變，裂紋時而擴展，時而停滯。零件裂開處的兩個面時而閉合，時而分開，以致在兩個斷面上形成“貝紋狀”弧線。這種弧線就叫疲勞裂紋前沿線，其大小與工作應力有關，工作應力小，裂紋壽命長，斷口大。

(3)最后斷裂區(qū)域：或稱脆斷區(qū)，由于疲勞裂紋的擴展，使得零件的有效斷面越來越小，應力逐步增加，當最終超過材料強度極限時，零件瞬間突然斷裂，斷口晶粒較粗大，與發(fā)暗的裂紋擴展區(qū)明顯不同。脆性材料呈結晶狀斷口；塑性材料呈纖維狀，斷口呈灰色。

疲勞斷裂斷口分析

疲勞斷口上的三個區(qū)域的狀況與零件工作時的載荷、應力狀態(tài)、零件材料性能及加工情況等有關。根據斷口形貌可以定性分析零件所受載荷、材料性能和壽命等，有助于分析零件疲勞斷裂產生的原因：

(1)疲勞源大多分布于零件表面，一般有1-2個。

(2)疲勞裂紋擴展呈貝紋狀時，貝紋細密、間距小，表示材料抗疲勞性能好，疲勞強度高。貝紋稀疏、間距大。表示材料疲勞強度低。(3)最后斷裂區(qū)所占面積很大，甚至超過斷面的一半以上，說明零件嚴重過載；若所占面積較小或小于斷面一半時，說明零件無過載或過載很小。

在相同條件下，高應力狀態(tài)零件的最后斷裂區(qū)的面積大于低應力狀態(tài)零件的最后斷裂區(qū)的面積；承受單向彎曲的零件僅有l(wèi)個疲勞源，承受雙向彎曲的零件有2個疲勞源；承受單向彎曲的零件與承受扭轉彎曲的零件的最后斷裂區(qū)的形狀不同，后者的疲勞源與最后斷裂區(qū)的相對位置發(fā)生偏轉，并由于零件上缺口應力集中的影響較大，使最后斷裂面積很小且與零件斷面呈同心狀。

疲勞斷裂的預防

延緩疲勞斷裂的時間，延緩金屬零件疲勞斷裂的萌生時間的措施及方法主要有噴完強化、細化材料的晶粒尺寸及通過形變熱處理使晶界成鋸齒狀或使晶粒定向排列并與受力方向垂直等。

降低疲勞裂紋的擴展率，對于一定的材料及一定形狀的金屬零件，當其已經產生疲勞裂紋后為了防止和降低疲勞裂紋的擴展，可采用以下措施：對板材零件上的表面局部裂紋可采取止裂孔法，即在裂紋擴展前沿鉆孔已組織裂紋進一步擴展；對于零件內表面裂紋可采取扎孔法進行消除；對于表面局部裂紋可采取刮磨修理法等是行之有效的。除此之外，對于零件局部表面裂紋，也可以采用局部增加有效截面或補金屬條等措施以降低應力水平，從而達到組織裂紋繼續(xù)擴展之目的。

正確的選擇材料和制定熱處理工藝十分重要，合理選擇材料的先決條件是設計者充分了解各種材料的各種熱學性能和所適用的工作條件。