资产评估师
2005年度注册资产评估师《机电评估》考试大纲三
六、其他常见机器设备  
  (一)考试目的  
  本部分内容为常见的机电设备,资产评估师应对这些设备的有关知识有一定的了解,通过本部分内容的考核,可考察考生对机电设备的熟悉情况。  
  (二)考试基本要求  
  1.熟悉内燃机的分类、基本术语及型号的表示方法,了解内燃机工作原理,熟悉内燃机构造。  
  掌握内燃机主要性能指标。熟悉汽油机与柴油机的主要区别。  
  2.熟悉燃气轮机特点、结构及组成部分的功能。  
  3.熟悉铸铁、铸钢、有色金属常用熔炼设备的结构及特点。  
  4.熟悉金属压力加工设备的分类及型号编制。  
  5.熟悉锻锤、机械压力机、水压机的构造、应用及规格表示方法。  
  6.了解剪板机的分类,掌握剪板机的技术参数。  
  7.熟悉通用压力机按机身结构形式分类,掌握通用压力机的主要技术参数。  
  8.掌握压力容器的使用工艺条件。掌握压力容器的主要分类方法。  
  9.熟悉压力容器的基本结构,了解压力容器的有关法规及技术标准。  
  10.掌握锅炉的分类。掌握锅炉的基本参数。  
  11.熟悉锅炉各组成部分的功用及工作过程。  
  12.熟悉起重机的分类,熟悉起重机的专用零部件。  
  13.掌握起重机的主要参数,掌握桥式起重机、流动起重机的特点及用途。  
  (三)要点说明  
  1.燃料直接在发动机内部燃烧的热力发动机称为内燃机。  
  内燃机分类方法有以下几种:  
  (1)按所用燃料分类。  
  (2)按工作循环冲程分类。  
  (3)按气缸数和排列方式分类。  
  (4)按进气方式分类。  
  (5)按冷却方式不同分类。  
  (6)按着火方式分类。  
  (7)按可燃混合气形成的方式分类。  
  2.内燃机基本名词术语主要有:工作循环;上、下止点、活塞行程;气缸工作容积;气缸总容积;压缩比;工况。  
  3.内燃机型号由以下部分组成:  
  (1)首部为产品特征代号。  
  (2)中部由缸数符号、气缸布置形式符号、冲程数符号和缸径符号组成。  
  (3)后部为结构特征符号及用途特征符号。  
  (4)尾部为区别符号。  
  其中,首部和尾部根据具体情况允许不表示。  
  4.四冲程内燃机每个工作循环由进气、压缩、做功和排气四个冲程组成。  
  5.柴油机增压是将新鲜空气在进入气缸之前进行压缩,以提高进气密度,从而达到提高功率的目的。  
  6.内燃机主要由曲柄连杆机构、固定件、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统和起动系统组成。  
  7.内燃机性能通常用动力性能和经济性能指标表示,主要有输出扭矩、有效功率、有效燃料消耗率、有效热效率等。  
  8.汽油机与柴油机在结构与原理方面有许多相同之处,其主要不同点在于所用燃料、燃料供给方式和燃料点火方式等。  
  9.燃气轮机具有功率大、重量轻、体积小、振动小、噪声小、维修方便等优点,但其热效率低。  
  燃气轮机主要由压气机、燃烧室和蜗轮三大部分组成。压气机的作用是完成燃气轮机热力循环中的空气压缩过程,提高工质(气体)的压力。压气机有轴流式和离心式两种基本类型。  
  蜗轮的作用是将燃气的热能和压力能转换为轴上的机械功。蜗轮分为轴流式蜗轮和径流式蜗轮两类。  
  燃烧室是将增压后的空气同燃料进行混合和燃烧,通过燃烧把燃料的化学能以热的形式施放出来。燃烧室从总体结构上分为三大类:圆筒式燃烧室、管形燃烧室和环行燃烧福无双室。  
  10.金属熔炼的目的是要获得预定的成分和一定温度的金属液,并尽量减少金属液中的气体和夹杂物。在熔炼中要提高熔炼设备的熔化率,降低燃料消耗,以提高经济效益。  
  (1)铸铁熔炼设备主要有冲天炉、反射炉、工频感应炉。  
  (2)一般工厂为了生产铸钢件,采用电弧炉和感应电炉做为铸钢熔炼设备。  
  (3)有色金属熔炼的特点是熔点低、合金元素易于氧化烧损,常用的熔炉有坩埚炉、反射炉、电阻炉等。  
  11.金属压力加工包括锻造和冲压两大类加工方法。  
  锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,以获得具有一定机械性能、形状和尺寸的锻件加工方法。  
  冲压是压力机和模具对板材、带材、管材、型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件加工方法。  
  金属压力回味工设备的型号由汉语拼音字母和阿拉件数字组成。  
  12.常用的锻造设备有以下几种:  
  (1)锻锤:锻锤是由重锤下落或强迫高速运动产生的动能对坯料做功,使之塑性变形的机器设备。它结构简单,工作灵活,万能性强,使用面广,易于维修,适用于自由锻和模锻,但振动大,较难实现生产自动化。常用锻锤有空气和蒸汽--空气锤。  
  ①空气锤:它是生产小型锻件的常用设备,其规格以空气锤落下部分的质量来表示。  
  ②蒸汽--空气锤:它是生产大、中型锻件常用的设备,可分为蒸汽--空气自由锻锤和蒸汽--空气模锻锤,其规格以落下部分的质量来表示。  
  (2)机械压力机:机械压力机是用机械传动机构将电动机的旋转运动转变为滑块的直线往复运动,对坯料进行加工的锻压设备。常用的机械压力机有摩擦压力机和模锻曲柄压力机。  
  ①摩擦压力机:摩擦压力机的优点是结构简单,制造、维修费用低,对基础、厂房建筑要求低,工艺万能性大。缺点是生产率低。摩擦压力机的规格用公称工作压力来表示。  
  ②模锻曲柄压力机:模锻曲柄压力机的特点是结构刚度大,振动小,噪声小,加工精度高,生产率高,但结构复杂,造价高。模锻曲柄压力机的吨位是用滑块运行到接近下死点时所产生的最大压力来表示。  
  (3)水压机:水压机是以水基液体为工质的液压机。主要用于大型工件的锻压工艺。水压机的优点是工作行程大,冲击、噪声小,劳动条件好,环境污染小。水压机的规格以水压机的静压力来表示。  
  13.常用的板料冲压设备有剪板机、剪切冲型机和通用压力机。  
  (1)剪板机分类方法有多种,其技术参数主要有:  
  ①可剪板厚  
  ②可剪板宽  
  ③剪切角度  
  ④行程次数。  
  (2)通用压力机按机身结构形式分为开式压力机和闭式压力机。通用压力机的主要技术参数有:  
  ①公称压力  
  ②滑块行程  
  ③滑块行程次数  
  ④封闭高度  
  ⑤压力机工作台面尺寸及滑块底面尺寸。  
  14.压力容器是一种内部或外部承受气体或液体压力的密封容器。由于使用条件恶劣,故对其安全性有很高的要求。  
  压力容器的使用工艺条件是指压力、温度、容积、介质等。压力条件包括:最高工作压力、设计压力、最大允许工作压力;温度条件包括:设计温度、使用温度、试验温度;容积条件是指对于圆筒形压力容器,决定容积大小的关键是直径与长度,对于球形压力容器,决定容积大小的关键是直径;介质条件可按易燃程度和毒性程度分类。
压力容器主要分类方法:  
  (1)按使用位置分类:分为固定容器、移动式容器;  
  (2)按设计压力分类:分为低压容器、中压容器、高压容器、超高压容器;  
  (3)按作用原理分类:分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器;  
  (4)按容器壁厚分类:分为薄壁容器、厚壁容器。  
  15.压力容器常见的结构形式有球形和圆筒形;常见的压力容器的一般由筒体、封头、法兰、接管、人孔、支座等部分组成,压力容器的结构主要由一个承受一定压力的壳体及必要的连接、密封件和内件构成;压力容器的安全附件可分为三类:监控类、保护类、静电接地装置。  
  压力容器的有关法规及技术标准有:《锅炉压力容器安全监察暂行条例》、《压力容器安全技术监察规程》、《压力容器使用登记管理规则》、《在用压力容器检验规范》、《钢制压力容器》。  
  16.锅炉是利用燃料或其他能源的热能,把水加热成热水或蒸汽的机械设备,提供热水的锅炉称为热水锅炉,产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。  
  锅炉的主要分类:  
  (1)按用途分类:可分为发电锅炉、工业锅炉、热水锅炉和特种锅炉;  
  (2)按压力分类:按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界锅炉六种;  
  (3)按结构形式分类:分为火管式和水管式两种。  
  锅炉的基本参数:  
  (1)锅炉容量;  
  (2)蒸汽压力;  
  (3)蒸汽温度;  
  (4)给水温度。  
  17.锅炉由锅炉本体和辅助设备组成。锅炉本体是由锅和炉两部分组成。锅是汽水系统,其作用是吸收和发出热量。锅由省煤器、锅筒、水冷壁、过热器组成。炉是燃烧系统,有关燃料燃烧的部分,由空气预热器、燃烧器是炉膛、炉墙组成。  
  18.起重机械按其功能和构造特点可分为轻小型起重设备、起重机和升降机。  
  起重机最主要的性能参数:起重量、工作级别,除此之外还有:跨度、轨距等等。  
  (1)起重量。起重量是指被起升重物的质量,分为额定起重量、最大起重量、总起重理、有效起重量。  
  (2)工作级别。工作级别是反映起重机械总的工作状况的性能参数,它反映起重量和时间的利用程度以及工作循环次数的工作特性,划分为8级,由起重机的利用等级和载荷状态两个因素确定。  
  起重机械专用零部件有:钢丝绳、滑轮组、卷筒组、吊钩组、抓斗、车轮与轨道、制动装置和安全保护装置。  
  19.典型通用桥式起重机有:  
  (1)吊式桥式起重机:是基本类型,吊具是吊钩,用途广泛。  
  (2)抓斗桥式起重机:用抓斗抓重物,适用于散装物料的装卸吊运工作。  
  (3)电磁桥式起重机:取物是用电磁吸盘,适用于吊运具有导磁性的金属物料。  
  流动起重机是一种工作场所经常变换,能在带载或空载情况下沿无轨路面运行,并依靠自重保持稳定的臂架型起重机。典型的流动起重机有:  
  (1)汽车起重机:将起重部分接装在通用或专用汽车底盘上,运行速度快,适于长距离迅速转换作业场所。机动性好但不能带载荷行驶,通过性能差,适于有公路通达,流动性大,工作地点分散的作业场所。  
  (2)轮胎起重机:采用专用底盘,其车桥为刚性悬挂,可吊重行驶,越野能力强。适用于作业场地较集中的场合。  
  (3)全路面起重机:既可高速行驶,又有较强通过崎岖路面的能力,可吊重行驶。适于流动性大,通行条件差的工地。  
  (4)履带起重机:用履带和地面接触,可吊重物行驶,适于松散、泥泞地面作业。  

  七、机器设备的经济管理  
  (一)考试目的  
  机器设备的使用时间、使用强度、维修保养、技术改造等设备经济管理内容是确定机器设备贬值的主要依据之一。通过考核本部分内容,考察考生对机器设备经济管理基础知识的掌握程度。  
  (二)考试基本要求  
  1.了解设备经济管理的概念及基本内容,熟悉设备管理中使用的主要技术经济指标。  
  2.掌握设备寿命周期费用的定义。了解研究寿命周期费用的目的。  
  掌握使用寿命周期费用法评价设备的基本步骤及方法。  
  3.了解设备磨损与补偿的基本概念,掌握设备磨损程度的度量。  
  4.熟悉设备检查、维修的基本概念及内容,掌握使用、维修过程中的成本核算及经济分析方法。  
  5.了解设备更新的条件和基本方式。  
  熟悉常用的设备更新周期的确定方法,熟悉设备更新的经济分析。  
  6.了解设备技术改造的概念。  
  掌握设备技术改造经济决策中使用的基本方法。  
  熟悉设备技术改造方案的分析方法。  
  7.了解设备报废的概念及设备报废的条件。  
  (三)要点说明  
  1.寿命周期费用是指设备一生的总费用,即设置费和维持费两者之和。设置费是指设备前期的一次性投入费用,包括:研究开发费、设计费、制造费、安装费及试运行费等;维持费是指在设备使用过程中分期投入的费用,包括:运行费、维修费、后勤支援费、报废费用等。  
  在计算设备的寿命周期费用时有两种前提:即在不考虑资金的时间价值的前提下计算和在考虑资金的时间价值前提下计算。  
  不考虑资金的时间价值,寿命周期费用(静态寿命周期费用)的计算公式为:  
                  
  考虑资金的时间价值,寿命周期费用现值的计算公式为:  
                  
  2.寿命周期费用作为评价指标是为了使设备在使用过程中具有良好的经济效果,在设备的开发、投资、改造等各阶段,通过对寿命周期费用的分析比较,为最终决策提供依据。  
  使用寿命周期费用作为评价指标其目的是使所选择的方案具有最佳经济性,它不仅考虑了设备的设置费用,也考虑了设备一生的所有费用。  
  比较的设备功能效果不同时,通过计算费用效率指标来进行,其计算公式:  
  费用效率=系统效率/寿命周期费用  
  费用效率是一个综合程度很高的指标。它将设备一生的总费用同所获得的一系列效益进行全面的、系统的比较,从而做出经济性评价。  
  3.设备的磨损有两种;有形磨损和无形磨损  
  (1)有形磨损是指设备在实物形态上的磨损,又称物质磨损。有形磨损分为两种:  
  在使用过程中,由于发生摩擦、振动、腐蚀和疲劳等现象产生的磨损,称为第I种有形磨损。第I种有形磨损与使用时间和使用强度有关。  
  在闲置过程中,由于自然力的作用而腐蚀,或管理不善和缺乏必要的维护而自然丧失精度和工作能力,称为第II种有形磨损。第II种有形磨损在一定程度上与闲置时间和保管条件有关。  
  设备的有形磨损,一部分是可以通过修理消除,属于可消除性的有形磨损;另一部分不可以通过修理消除,属于不可消除性的有形磨损。  
  (2)设备无形磨损,是由于工艺改进或生产规模扩大等原因使生产同样结构设备的重置价值降低,导致原有设备贬值;或由于科学技术进步而不断出现性能更加完善、生产效率更高的设备,致使原有设备价值降低。前者称为第I种无形磨损,后者称为第II种无形磨损。第I种无形磨损,设备技术结构和经济性能并未改变,只是购买新设备的费用比过去降低了,这种无形磨损虽然使使用中的现有设备部分贬值,但是设备本身的技术特性和功能不受影响,设备尚可继续使用,因此一般不需要更新。第II种无形磨损,是由于出现了生产率更高、经济性更好的设备,旧设备在生产效率、产品质量以及生产中的原材料、燃料、动力和人工成本消耗方面相对落后,导致生产成本的相对提高,经济效果的降低。这种经济效果的降低,实际上反映了原设备使用价值的部分或全部丧失,当设备的贬值达到一定程度,就需要用新设备来代替现有旧设备或对旧设备进行技术改造。第II种无形磨损也称功能性磨损。  
  (3)设备磨损程度的度量。设备有形磨损的度量一般用设备实际价值与设备重置价值之比来表示。对于可以通过修理消除的有形磨损,其价值损失等于设备的修复费用;对于不能通过修理消除的有形磨损,其价值损失一般反映为价值的降低;第I种无形磨损反映为设备的重置价值的降低;第II种无形磨损反映为成本费用相对提高的折现值;综合反映设备有形磨损和无形磨损的指示是综合磨损程度。  
  (4)设备磨损的补偿。机器设备遭受磨损以后,应当进行补偿,磨损形式不同,补偿方式也不一样。  
  机器设备的有形磨损是由零件磨损造成的。局部的有形磨损,一般可以通过修理和更换磨损零件的办法,使磨损得到补偿;当设备产生不可修复的磨损则需要进行更新;设备遭受第II种无形磨损时,可采用更新或技术改造的办法加以补偿。  
  4.设备维修是指对设备的维护、检查和修理  
  设备维护包括清理擦拭、润滑涂油、检查调校,以及补充能源、燃料等消耗品等,分为日常维护、定期维护。日常维护是设备维护的基础工作,分为每班维护和周末维护;定期维护是在维修工辅导配合下,由操作者对设备进行的维护。  
  设备检查分为日常检查、定期检查、精度检查和法定检查等。  
  设备修理可分为预防性修理、事后修理、改善修理和质量修理等。  
  5.设备的修理费用包括日常维护保养费用、小修理费用、中修理费用和大修理费用等  
  (1)设备小修与维护保养费用。设备小修与维护保养费用的确定主要应从维修费用定额的确定及维修费用的核算这两方面来考虑。确定维修费用定额主要有三种方法:按设备拥有量确定、按工业产值确定、按设备计划开动台时确定。  
  维修费用的核算是指定期对维修费用进行整理、统计与核算,对单机、生产线或生产班组等进行核算,并对维修费用发生情况进行经济分析,找出设备开动台时与维修费用的关系,综合评价设备的可靠性、维修性、经济性,为制订合理的维修费用定额指标以及为设备维修费用的控制和设备信息反馈提供依据。  
  (2)设备大修理成本及其经济分析。设备的大修理费用一般使用设备的单位大修理成本这一指标。即一个修理复杂系数的设备所要消耗的各种修理费用。  
  设备的修理复杂系数是表示设备修理复杂程度的计量单位。修理复杂系数是一个可比单位,该系数在国际上通常用R表示。可细分为机械修理复杂系数(Rj)、电气修理复杂系数(Rd)、管道修理复杂系数(Rg)等。修理复杂系数主要由设备的结构复杂程度、加工精度、规格尺寸、转速和变速级数以及可维修性等因素决定。一般而言,设备结构越复杂,尺寸越大,加工精度越高,其修理复杂系数也就越大。  
  设备大修理费用计算分为设备单位大修理费用预算、设备实际单位大修理费用、单台设备计划大修理费用、单台设备的实际大修理费用、企业全年的设备大修理费用。  
  设备大修理成本的核算与分析是企业对设备工作实行经济管理的中心环节,用有限的人力、物力、财力和时间等资源,修理好更多的设备。设备大修理成本愈低,说明维修的经济活动水平愈高。设备大修理成本经济分析指标主要有:大修理成本与基期大修理成本的相对比率、大修理成本与基期大修理成本的绝对数、实际大修理成本与计划大修理成本的相对比率、实际大修理费用与计划大修理费用的绝对数。  
  6.设备更新的经济分析  
  (1)设备的更新周期的确定常用最小平均费用法和低劣化数值法。  
  最小平均费用法有两种方式,不考虑资金的时间价值和考虑资金的时间价值的情况下年平均费用最小。在不考虑资金的时间价值时,年平均费用为由年均运行维护费和年均折旧费组成;考虑资金的时间价值时,年平均费用考虑了设备原值、残值和年运行维护费现值后的年平均费用最小。  
  低劣化数值法:机器设备随着使用年限的增长,有形磨损和无形磨损不断加剧,设备的运行维修费用相应增大,这就是设备成本低劣化现象。按照统计资料预测这种劣化程度则可在设备使用早期测定出设备的最佳更新期。  
  (2)有形磨损导致设备更新的经济分析方法为最小年度费用法。对年度费用的比较有两种方法,一是以设备更新改造的时点作为比较时点,即将未来发生的费用(如年度的维护费用等)折为现值进行比较;二是以实际的发生年度作为比较时点,即将一次性的投资费用(如更新、修理费用等)折算成未来年金。  
  (3)无形磨损导致设备更新的经济分析。由于技术进步,有些设备从有形磨损角度来看还可以继续使用,但是新型的、高效的先设备已经出现,这时就面临一个是否需要更新设备的问题。这类问题的分析方法可用年度使用费用法,通过对新、老机床的年度使用费用分析来决定。对于专用设备,由于它们只能生产某种特定产品,因而需要考虑其产品的经济寿命。  
  7.设备技术改造的经济分析  
  对设备进行技术改造,首先需要投入一次性的改造费用;设备技术改造以后,还需付出年度维护费用。将寿命周期内的各年度维护费用折算成现值,就是设备寿命周期总维护费用的现值。  
  设备技术改造一般都有两个或两个以上的设计与实施方案,不同的技术改造方案之间有可能存在差异,如:  
  (1)投资额不同;  
  (2)各年度维护费用不同;  
  (3)不同方案产生的效果不一定相同,主要是指:改造后设备的生产效率不一定完全相同。设备技术改造方案的差异会产生不同的经济效益。  
  设备技术改造的经济分析方法一般也采用寿命周期费用法。对于改造效果相同的方案进行比较应采用总费用现值法。对于改造效果不同的方案,需要进行费用效率分析。  
  8.设备的报废的条件:凡符合下述条件之一者,即应申请报废。  
  (1)超过经济寿命和规定的使用年限,由于严重磨损,已达不到最低的工艺要求,且无修理或技术改造价值者。   
  (2)设备虽然没有超过规定的使用年限,但由于严重损坏,不具备使用条件,而又无修复价值者。  
  (3)影响安全、严重污染环境,虽然通过采取一定措施能够得到解决,但在经济上很不合算。  
  (4)设备老化、技术性能落后、耗能高、效率低、经济效益差的或由于新设备的出现,若继续使用可能严重影响企业经济效益的设备。  
  (5)国家强制淘汰的高耗能设备。  
  (6)因为其他原因而不能继续使用,也不宜转让给其他企业,又无保留价值的设备。  
  9.设备管理的主要技术经济指标  
  (1)设备完好指标  
  主要生产设备完好率=主要生产设备完好台数/主要生产设备总台数×100%  
  (2)设备数量利用指标  
  现有设备实际利用率=实际使用设备数/实有设备数×100%  
  实有设备安装率=已安装设备数/实有设备数×100%  
  已安装设备利用率=实际使用设备数/已安装设备数×100%  
  现有设备实际利用率=实有设备安装率×已安装设备利用率  
  (3)设备时间利用指标  
  计划时间利用率=实际工作时间/计划工作时间×100%  
  日历时间利用率=实际工作时间/日历时间×100%  
  (4)设备能力利用指标  
  设备能力利用率=一定时期的实际产量/此期间的最大可能产量×100%  
  (5)设备的综合利用率指标  
  设备的综合利用率=设备的时间利用率×设备的能力利用率  

  八、机器设备寿命估算  
  (一)考试目的  
  资产评估对象一般是正在使用和已使用过的设备。准确估算设备的寿命是评估师确定设备损耗和价值的基础,通过本部分内容的考核,考察考生对机器设备自然寿命的影响因素和确定方法的掌握程度。  
  (二)考试基本要求  
  1.了解机器设备自然寿命、技术寿命、经济寿命的定义及其影响因素。  
  2.了解磨损的基本概念,熟悉典型磨损过程、磨损方程。掌握磨损寿命的计算。  
  3.熟悉应力、应变、材料强度、许用应力等基本力学概念。  
  4.熟悉疲劳寿命。掌握疲劳寿命曲线及其应用。  
  5.掌握循环应力特性。  
  6.掌握材料疲劳极限及零件疲劳极限;掌握疲劳损伤积累理论及迈因纳定理。  
  7.掌握在机器设备技术鉴定中应用疲劳理论计算疲劳寿命的基本方法。  
  8.熟悉疲劳断裂的基本过程。  
  掌握帕利斯定理及其在损伤零件疲劳寿命的估算。  
  熟悉影响裂纹扩展的因素。  
  (三)要点说明  
  (1)自然寿命也称物理寿命是设备在规定的使用条件下,从投入使用开始到因物质损耗而报废所经历的时间。自然寿命受有形磨损影响。  
  (2)技术寿命是设备从投入使用到因技术落后而被淘汰所经历的时间。第II种无形磨损可以缩短技术寿命,设备通过现代化改造可以延长其技术寿命。  
  (3)经济寿命是指设备从投入使用到因继续使用不经济而退出使用所经历的时间。经济寿命受有形磨损和无须磨损的共同影响。  
  2.磨损是指固体相对运动时,在摩擦的作用下,摩擦面上物质不断耗损的现象。其主要表现形式为物体尺寸或几何形状的改变、表面质量的变化。它使机器零件丧失精度,并影响其使用寿命和可靠性。  
  正常的磨损过程分为三个阶段:初期磨损阶段(第I阶段)、正常磨损阶段(第II阶段)和急剧磨损阶段(第III阶段)。在初期磨损阶段,设备各零部件表面的宏观几何形状和微观几何形状都发生明显变化;处于正常磨损阶段的零部件,表面磨损速度较缓慢,磨损情况较稳定,磨损量基本随时间均匀增加;急剧磨损阶段往往是由于零部件已达到它的使用寿命(自然寿命)而仍继续使用,破坏了正常磨损关系,使磨损加剧,磨损量急剧上升,造成机器设备的精度、技术性能和生产效率明显下降。  
  各阶段的磨损量可分别用相应的磨损方程进行计算。在实际的工程计算中,经常采用简化的磨损方程。  
  设备的正常磨损寿命T应该为第I阶段和第II阶段之和。  
  对以磨损为主的机器或零部件,可以根据磨损曲线计算其剩余磨损寿命或磨损率。  
  3.疲劳寿命理论及应用  
  (1)应力、应变、材料强度、许用应力。应力是机械零件的材料内任一点处由于外力作用或不均匀加热或永久变形产生的单位截面积上的内力。应力用内力与截面积的比值表示。分为正应力(或法向应力),用σ表示;和切应力(或剪应力),用τ表示。正应力和切应力的矢量和为总应力。  
  应变是机械零件材料内部任一点因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。与正应力和切应力相对应,应变分为线应变和角应变。当外力卸除后,物体能够全部恢复到原来状态的应变,称为弹性应变;如只能部分地恢复到原来状态,其残留下来的那一部分称为塑性应变。  
  材料强度的指标有:比例极限σp、弹性极限σe、屈服极限σs、强度极限σb,其中屈服极限和强度极限是评价材料静强度的重要指标。  
  许用应力是机械设计中允许零件或构件承受的最大应力值,要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低,需要预先确定一个衡量的标准,这个标准就是许用应力。许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料失效应力除以安全系数。静强度设计中塑性材料以屈服极限作为失效应力,脆性材料以强度极限作为失效应力。  
  (2)疲劳及疲劳寿命。疲劳损伤发生在受交变应力(或应变)作用的零件和构件,零件和构件在低于材料屈服极限的交变应力(或应变)的反复作用下,经过一定的循环次数以后,在应力集中部分萌生裂纹,裂纹在一不定式条件下扩展,最终突然断裂,这一失效过程称为疲劳破坏。材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。   
  常规疲劳强度计算是以名义应力为基础的,可分为无限寿命计算和有限寿命计算。零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关,它们之间的关系可以用应力-寿命曲线(σ-N曲线)和应变-寿命曲线(δ-N曲线)表示。应力-寿命曲线和应变-寿命曲线统称为S-N曲线。根据试验可得其数学表达式σmN=C。在疲劳试验中,实际零件尺寸和表面状态与试样有差异,常存在由圆角、键槽等引起的应力集中,所以,在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε和表面系数β。  
  (3)循环应力的特性。循环应力的特性用最小应力σman与最大应力σmin的比值r=σmin/σmax表示,r称为为循环特征。对应于不同循环特征,有不同的S-N曲线、疲劳极限和条件疲劳极限。以不同方向的应力,可用正负值加以区别,如拉应力为正值,压应力为负值。当r=-1,即σmin=-σmax时,称为对称循环应力;当r=0,即σmin=0时,称为脉动循环应力;当r=+1时,即σmin=σmax时,应力不随时间变化,称为静应力;当+1>r>-1时,统称为不对称循环应力。对应于不同循环特征,有不同的S-N曲线、疲劳极限和有限寿命的条件疲劳极限。  
  (4)疲劳极限。材料疲劳极限可从有关设计手册、材料手册中查出。缺乏疲劳极限数据时,可用经验的方法根据材料的屈服极限σs和断裂极限σb计算。  
  零件的疲劳极限σrk和τrk是根据所使用材料的疲劳极限,考虑零件的应力循环特性、尺寸效应、表面状态应力集中等因素确定的。  
  (5)疲劳损伤积累理论。疲劳损伤积累理论认为:当零件所受应力高于疲劳极限时,每一次载荷循环都对零件造成一定量的损伤,并且这种损伤是可以积累的;当损伤积累到临界值时,零件将发生疲劳损坏。较重要的疲劳损伤积累理论有线性和非线性疲劳损伤积累理论,线性疲劳损伤积累理论认为,每一次循环载荷所产生的疲劳损伤是相互独立的,总损伤是每一次疲劳损伤的线性累加,它最具代表性的理论是帕姆格伦-迈因纳定理,应用最多的是线性疲劳损伤积累理论。  
  (6)迈因纳(Palmgren-Miner)定理。设在载荷谱中,有应力幅为σ1、σ2…σi…等各级应力,其循环数分别为n1、n2…ni…从材料的S-N曲线,可以查到对应于各级应力的达到疲劳破坏的循环数N1、N2…Ni…根据疲劳损伤积累为线性关系的理论,比值为材料受到应力σi的损伤率。发生疲劳破坏,即损伤率达到100%的条件为:

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