嘿，机器不应该磨损吗？

古老的说法是死亡和税收是生命中唯一的确定性。有些人认为这同样适用于机械。我们知道，如果一台机器产生利润，就会对该利润征税。但是死亡呢？机器死亡也不可避免吗？

让我们仔细看看。根据麻省理工学院名誉教授 Ernest Rabinowicz 的说法，三件事会导致机器失去用处：过时、事故和表面退化。

毫无疑问，过时是工程和技术发展的基础。旧的必须为新的让路。然而，一些发明具有很长的生命周期——例如润滑脂配件。自从 Oscar Zerk 在 1920 年代初期发明它以来，它的设计几乎没有变化，但仍然被广泛使用。另一方面，汽车是动态的并且不断变化。虽然经典汽车永不过时，但大多数汽车在功能无法使用之前很久就面临实际淘汰。

事故和其他形式的人类代理事件也可能使机器面临迫在眉睫的危险。在相同的工作环境中工作但由两个不同的人操作的两台相同的机器可能表现出不同的可靠性和运行寿命。差异通常是由操作员（人）引起的。人为代理失误也适用于机器设计和制造中的错误。

Rabinowicz 关于机器失去效用的第三个原因涉及摩擦学领域（磨损、摩擦和润滑的研究）。他将其描述为表面降解，可分为化学降解（腐蚀）和机械损坏。保护机器内表面免受化学损坏 (20%) 在很大程度上受可控条件的影响。考虑以下化学损坏的原因以及通过维护实践对其进行控制或干预的可能性：

• 含有无效或损坏的阻隔膜腐蚀抑制剂的润滑剂
• 易于快速氧化（产酸）的润滑剂
• 碱度储备受损（酸中和）的曲轴箱润滑油
• 过度延长换油间隔
• 工作环境中的水和/或酸导致油污染
• 生物污染不受控制的增长
• 油箱、油槽和其他润滑室的顶部空间潮湿
• 工作温度高
• 不正确使用具有化学腐蚀性的抗磨损添加剂
• 存储或闲置的设备保存不当，以及对水分和腐蚀剂的保护不当
• 与密封件、加工化学品、机械冶金或表面处理不兼容的润滑剂

机械表面退化分为磨损、疲劳和粘附。让我们来研究一下这些磨损模式，它们大约对应于机器停止使用的原因的 50%。更具体地说，让我们考虑可以在多大程度上控制或阻止这种破坏。

麻省理工学院的 Ernest Rabinowicz 概述了与机器失去效用相关的原因。

两体磨损

大约 20% 到 30% 的磨料磨损是双体磨损。在这种情况下，两个表面相互滑动，例如在固定轴颈轴承内旋转的轴。较硬表面（轴）的凹凸不平（高点）往往会像锉刀一样犁或凿较较软的表面。

这能控制吗？不是在所有情况下，但在大多数情况下可能可以。只需要大量的油膜生成即可。例如，可以通过正确选择轴承配置和尺寸将其设计到机器中。工作温度和润滑剂粘度也会影响油膜厚度。不对中、不平衡、过载、干启动和突然滑行等重要机械条件也起着至关重要的作用，并且通常是可控的。

三体磨损

当固体异物以相对滑动的方式插入两个表面之间时，会发生更严重和更常见的表面破坏形式。这种异物是油膜厚度一般尺寸范围内的硬质颗粒。这些颗粒通常肉眼不可见，具有巨大破坏性的潜力。

大小合适的颗粒可以像微观切割工具一样在相对表面上产生凹槽。然而，与软表面起牺牲作用的双体磨损不同，在三体磨损中，颗粒可以对硬表面和软表面造成相等的损坏。一些研究人员认为，机械磨损的 80% 是由三体磨损造成的。

三体磨损能控制吗？绝对地。绝大多数微观颗粒来自地面灰尘，以前是空气传播的。当空气中的污染物被吸入机器并与油或油脂混合时，就会发生人为机构故障。这是人类的行为，因为这些破坏船员的颗粒不是机器原始材料清单的一部分。它们在操作期间被允许进入，通常是由于疏忽和维护不当。随着时间的推移，油会变得更像是一种珩磨化合物，而不是润滑介质。

疲劳

疲劳是一个广义的术语，可以与宏观尺度的弯曲疲劳（例如，齿轮齿）或微观尺度的接触疲劳（例如，点蚀）相关。后者是主要情况，通常发生在滚动接触中，例如齿轮齿的节线和滚动元件轴承滚道的负载区。它通常以微点蚀开始，然后发展为宏观点蚀。最后阶段将是大的破坏性剥落。

当允许负载集中在表面凹凸不平、凹痕肩部以及颗粒在负载下桥接表面的位置时，接触疲劳是最大的。表面疲劳受多种条件的影响，包括表面粗糙度、表面硬度、粘度、流体压力-粘度系数、操作负载和速度、水分污染和粒度分布。除了少数例外，大多数这些条件都在控制范围内，无论是在机器设计阶段还是在操作和维护阶段。一家大型滚动轴承制造商表示，其轴承“当从油中去除大于油膜的颗粒时，其使用寿命将无限延长。”

粘合剂磨损

与需要时间开始的表面疲劳不同，粘着磨损可以立即发生。在严重的边界滑动条件下，类似金属的表面实际上可以点焊在一起。重载、缓慢移动的机器最容易发生粘着磨损 - 特别是当表面滑动相当长的距离时，会产生摩擦热（例如，大啮合齿轮）。

也称为擦伤和磨损，与接触疲劳和磨损相比，粘着磨损可能是最难控制的。更常见的是，磨损的程度或速度是最可控的。当机器设计精良、制造精良、调试正确并在额定负载和速度下运行时，粘着磨损通常很小。然而，当负载非常高时，可能需要部署表面活性添加剂或固体润滑剂。

机器不会死……它们会被谋杀

对于某些机器来说，试图阻止磨损的进展就像试图对抗重力。我们无法逃避不可避免的事情。许多机器可能已经靠生命维持了——它们已经离我们太远了。但是，这仅适用于某些机器，而不是全部。在正常使用中，大部分润滑机器的使用寿命似乎是无限的。如果维护良好，它们就不太容易磨损和出现故障。这是由于刚才讨论的许多原因与我们暴露机器表面的环境和操作条件有关。

您可能听说过“风险”一词，其定义为失败的概率乘以失败的后果。谈到机器的可靠性，故障的后果可能不在实际控制范围内，但故障的概率可能在。

本文概述了人类代理对机器可靠性的重要影响。人为机构失败的频率往往与培训、绩效指标和可靠性文化等因素成反比。

考虑一下：一些工厂专家认为维护有两个问题：

1. 它坏了，因为我们没有处理它。
2. 它坏了，因为我们确实在处理它。

毫无疑问，这就是维护悖论。维修领域的任何人都可能亲身体验过。然而，解决这个悖论的答案就在其中，只需将问题重述如下：

1. 它坏了，因为我们不知道如何防止它坏了。或者，它坏了，因为我们不知道它坏了，因此没有对其进行处理。
2. 它坏了，因为我们不知道它没有坏，无论如何都在努力。或者，它坏了，因为我们不知道如何处理它可能会导致它坏掉。

“我们不知道”是常用的操作短语。就像磨损一样，它是可控的，但前提是主动通过知识为维护组织赋能。

所以，不，机器不应该磨损。然而他们经常这样做。如果您调查原因，您可能会发现他们实际上是被谋杀的。如果您追踪根本原因，您很可能会在一个或多个善意的人（操作员、工匠、机械师、工程师等）手中发现一把确凿的证据，他们只是一无所知。

Noria Corporation 总裁兼高级技术顾问 Jim Fitch 在润滑、油液分析、摩擦学和机械故障调查方面拥有丰富的“实战经验”。他的客户名单包括米其林、铁姆肯公司、约翰迪尔、卡特彼勒、杜克能源、国际纸业、康明斯和美国钢铁公司等公司。