在包裝機(jī)械設(shè)備故障中，磨損是主要的。而包裝機(jī)械各組成零件的變形，常常會加大零件磨損，導(dǎo)致設(shè)備故障。

　　包裝機(jī)械在作業(yè)過程中，由于受力的作用使零件的尺寸或形狀產(chǎn)生改變的現(xiàn)象叫做變形。包裝機(jī)械零件，特別是基礎(chǔ)零件或運(yùn)轉(zhuǎn)部位的零件的變形，將嚴(yán)重影響包裝機(jī)械設(shè)備的工作質(zhì)量和壽命。

　　金屬零件的變形機(jī)理

　　金屬零件變形的過程可分為彈性變形階段和塑性變形階段。實(shí)踐證明，在兩種變形中，塑性變形對零件的性能和壽命有較大影響。

　　金屬材料彈性變形的機(jī)理是：金屬原子間存在著相互平衡的力——吸力和壓力。吸力使原子彼此密合到一起；而壓力則使原子間不要接近得太緊密。在于常情況下，原子占據(jù)的是這兩種力保持平衡的位置。當(dāng)施加外力使原子間距靠近或拉遠(yuǎn)時，都必然產(chǎn)生相應(yīng)的相斥抗力或相吸的抗力，并與之建立新的平衡。當(dāng)外力去除后，又出現(xiàn)新的不平衡，原子重新回到原來相互平衡的位置。這也就是彈性變形的機(jī)理，即是說彈性變形乃是由于外力作用所引起的，原子間距離發(fā)生可逆性變化的結(jié)果。

　　金屬材料塑性變形的機(jī)理是：金屬的塑性變形都是金屬晶體滑移或?qū)\生造成的，而其中以晶體的滑移為主。機(jī)械零件的金屬幾乎都是多晶體，而且大部分為合金。由于多晶體中各個晶格位向不同，還有晶界存在，在合金中還有溶質(zhì)原子或異向的存在，使各個晶粒的變形互相阻礙與制約，所以多晶體及合金塑性變形的情況要比單晶體復(fù)雜得多。

　　塑性變形對金屬性能的影響是會出現(xiàn)加工硬化。隨著塑性變形的增大，材料的強(qiáng)度和硬度會逐漸上升，塑性和韌性會逐漸降低。塑性變形還使金屬容易生銹，不耐腐蝕和引起內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致金屬零件的變形。

　　零件冷卻過程中的應(yīng)力和變形

　　機(jī)械零件在從高溫冷卻下來的過程中，由于零件相連部分體積變化不均勻，互相牽制，會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過零件材料的強(qiáng)度極限時，零件將發(fā)生斷裂；當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過零件材料的屈服極限而沒達(dá)到強(qiáng)度極限時，零件將發(fā)生變形；當(dāng)應(yīng)力小于彈性極限時，將以殘余內(nèi)應(yīng)力的形式存在于零件之中。雖然在零件外表看不見有什么異樣，但在切削加工時當(dāng)零件部分被切去后，會破壞原來內(nèi)應(yīng)力的平衡，零件也會發(fā)生變形。當(dāng)零件送去熱處理或被投入使用時，由于熱處理應(yīng)力或外載荷與內(nèi)應(yīng)力的疊加，零件可能產(chǎn)生變形，甚至斷裂。

　　包裝機(jī)械零件在使用過程中變形的原因

　　前面講過當(dāng)零件的應(yīng)力超過材料屈服極限時，將會發(fā)生變形。根據(jù)零件產(chǎn)生應(yīng)力的原因，包裝機(jī)械設(shè)備零件在使用過程中發(fā)生變形的原因大致可從毛坯制造、機(jī)械加工、修理質(zhì)量和使用情況等幾個方面進(jìn)行分析。

　　(1)毛坯制作方面的因素包裝機(jī)械零件的毛坯，無論是鍛造、鑄造還是焊接的，在制造過程中都有一個從高溫冷卻下來的過程。在這一冷卻過程中必會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而這種內(nèi)應(yīng)力會引起零件變形。

　　(2)機(jī)械加工方面的因素如果毛坯是在有應(yīng)力的狀態(tài)下機(jī)加工的，切去部分表面后就會破壞內(nèi)應(yīng)力的平衡。由于內(nèi)應(yīng)力的重新分布，零件將會發(fā)生變形，另外，在切削加工的過程中，由于切削力和切削熱的作用，零件表面也會發(fā)生極大的塑性變形，因而也將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。這種殘余的內(nèi)應(yīng)力，也與毛坯制造中形成的內(nèi)應(yīng)力一樣，會引起機(jī)械零件的變形。

　　(3)修理質(zhì)量方面的因素包裝機(jī)械設(shè)備大修時，如果不知道零件已發(fā)生變形，在制訂修理工藝時沒有考慮到變形的因素，常常會造成更大的變形或增大變形的危害。

　　(4)使用方面的因素包裝機(jī)械設(shè)備如果在比較惡劣的環(huán)境下工作，或者在極限載荷條件下工作，溫度比較高時，都會使機(jī)械零件發(fā)生變形。

　　如果設(shè)計時考慮不周全，零部件布置不合理也會造成變形。

[$page]　　減輕變形危害的措施

　　引起包裝機(jī)械設(shè)備零件變形危害的原因是多方面的，所以減輕變形危害的措施也應(yīng)從設(shè)計、制造、修理、使用等諸方面綜合考慮。在目前情況下，設(shè)備零件的變形是不可避免的，惟一的辦法是研究零件的變形的規(guī)律，減輕變形的危害。

　　(一)科學(xué)設(shè)計

　　包裝機(jī)械及其零件在設(shè)計時，不僅要充分考慮如何實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的動作和零件的強(qiáng)度，而且對零件的剛度、變形以及零件在制造、裝配和使用過程中會發(fā)生什么問題也要充分考慮。

　　設(shè)計包裝機(jī)械設(shè)備時，合理地布置各種零部件，改善零件的受力情況，可以減輕零部件的變形；設(shè)計機(jī)械零件時，盡量使零件壁厚均勻，可以減少熱加工時的溫度差異，從而達(dá)到減輕零件變形的效果。

　　(二)精心制造

　　在制訂毛坯制造工藝時，要重視變形的問題，采取各種工藝措施，以減少毛坯的殘余應(yīng)力。在毛坯制成后，以及在后來的機(jī)械加工過程中，必須安排足夠的消除內(nèi)應(yīng)力的工序，力求減少零件中的殘余內(nèi)應(yīng)力。

　　在機(jī)械加工中，把粗加工精加工分成兩個工序，并在兩道工序中留出一段存放時間，有利于消除內(nèi)應(yīng)力；在機(jī)械加工過程中應(yīng)盡量保留工藝基準(zhǔn)，留給修理時使用，可以減少修理加工中因基準(zhǔn)不一而造成誤差。在制造曲軸時，頂針孔如果被后續(xù)工序切除，修理時磨曲軸要另做針孔，則會增大誤差。

　　為了減少零件在機(jī)械加工之后的應(yīng)力和變形，對于比較重要的或比較復(fù)雜的零件，在精加工之后應(yīng)該再進(jìn)行一次自然時效或人工時效處理。某些特別精密的零件，如分度計量機(jī)構(gòu)等，在精加工工序之間還應(yīng)安排幾次時效處理。

　　(三)保質(zhì)修理

　　由于機(jī)械零件變形是不可避免的，所以在包裝機(jī)械設(shè)備大修時不能只是檢查配合面的磨損情況，對于相互位置精度也必須認(rèn)真檢查和修復(fù)。為此，在對包裝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行大修時，應(yīng)制訂出合理的檢修標(biāo)準(zhǔn)，并且應(yīng)該設(shè)計出簡單、可靠、容易操作的專用量具和專用工卡具。

　　由于零件在內(nèi)應(yīng)力作用下的變形，通常在12～20個月內(nèi)完成，所以對第一次大修機(jī)械設(shè)備的變形情況尤其要注意檢查