Элементарное определение поломки — внезапное нарушение работы системы, предназначенной выполнять определенную функцию.
Факторы, которые могут повредить системе или объекту или изменить их характеристики и форму, являются потенциальными причинами поломки. Эти факторы более или менее известны, а именно износ, усталость, коррозия и структурные изменения. Поломки не будут иметь места, если все эти разрушительные факторы будут упреждаться. Таким образом, можно утверждать, что поломка является результатом невежества и ошибок человека. Закон Мэрфи гласит: «Всякий раз, когда что-то может проходить неверно, оно пройдет неверно». Существование объекта можно разделить на три периода, каждый из которых имеет свои особенности:
период обкатки, в течение которого становятся известны слабые части системы и их число постепенно снижается с помощью необходимых корректировок;
обычный период эксплуатации, в течение которого поломки происходят только случайно;
период старения, в течение которого число поломок увеличивается из-за возрастающего износа; это разрушение или полный износ требуют больших ревизий или капитального ремонта.
На практике поломка редко бывает внезапной; она развивается постепенно. Между началом неисправной работы и фактической поломкой есть период, который при раннем обнаружении позволяет избежать или замедлить более значительное повреждение. Первым помощником при этом является опыт, накопленный при установлении аналогичных повреждений. Второе — обнаружение и анализ результатов измерений, базирующихся на изучении поломок. Соответствующее обнаружение и анализ первой поломки позволяют применить эффективные меры предупреждения, например, анализ вибрации подшипников.
Обычно выделяют следующие основные причины поломок.
Коррозия: равномерное уменьшение массы вещества, образование трещин, изменение свойств вещества.
Усталость: объект подвергается циклическим нагрузкам, через некоторое время появляются трещины; трещины медленно увеличиваются и могут вызвать разрушение объекта. Число трещин возрастает по мере уменьшения полезной части металла.
Хрупкость: металлы и сплавы состоят из взаимно связанных элементарных кристаллов. Влияние внешних сил может вызвать смещение или эффект сдвига кристаллической структуры, приводя к нарушению взаимных связей атомов кристалла. Внешней силой могут быть температура, тип нагрузки, скорость приложения нагрузки и т. п.
Разрушение конструкции: может иметь место в чрезвычайных обстоятельствах в процессе эксплуатации. Основными причинами являются неправильно выбранные подшипники или изменившиеся эксплуатационные условия.
Тепловое расширение: значительное повышение температуры заставляет материал расширяться и терять прочность. Значительное уменьшение температуры вызывает более высокое внутреннее напряжение в материале.
Производственные ошибки: это результаты нарушения технологии в литейном производстве, при механической обработке или термообработке.
Ошибочные соединения: например, некачественная сварка. Несмотря на существующие правила сварки, на практике еще делают много ошибок.
Ошибочная сборка: плохо и неточно пригнанные детали, использование деталей неправильного размера, плохая соосность, отсутствие балансировки, плохие крепление и передача энергии.
Неправильная смазка: включая ошибочно выбранную смазку, недостаточную или избыточную смазку, закупоренные каналы смазки, износ уплотнения корпуса подшипника, пропускающего пыль или влагу, которые смешиваются со смазкой.
Износ и старение вследствие потока продукта, турбулентности, удара, неправильного выбора материалов и других средств.