l 机械使用与技术状态的变化
机械在使用中受到各种能量的作用，这些能量的作用主要包括：（1）周围介质能量的作用，包括执行任务的操作人员、修理人员和环境条件的作用；（2）与机械运转以及各机构工作有关的内部能源，如各种载荷、振动、温度等；（3）在制造和装配中集聚在机械材料和零部件内的潜伏能量（铸件的内应力和装配内应力）。这些能量主要以机械能、热能、化学能的形式存在，当能量达到一定数值时，将导致有害过程的出现，引起机械零部件初始性能和状态的变化，如当配合副以一定的动力和速度运动时，相互将产生有害的摩擦过程，摩擦的结果将导致配合副出现磨损，使配合副的运动等发生变化。可见随着有害过程的发展，首先将使零部件出现损伤，具体表现为磨损、变形、裂纹、疲劳、腐蚀等，损伤的出现使机械零部件的结构参数发生变化，如尺寸公差、形位公差、配合间隙等的改变。结构参数的变化又导致了机械功能输出参数发生变化，如机械的输出功率、速度等的改变。随着损伤程度的进一步扩大，机械零部件的结构参数逐渐超出允许值。若机械零部件的结构参数超出允许值，而功能输出参数并未超出允许极限范围，则认为机械出现了潜在故障，对应状态为失常状态，此时应通过维护进行消除；若结构参数超限后，功能输出参数也超出允许值，则认为机械发生了功能故障，对应状态为故障状态，此时应通过修理排除相应的故障。若机械经过长时间使用后，其主要零部件的结构参数都达到极限值，且系统功能输出参数严重超限，使用的经济性明显下降，此时机械处于极限技术状态，需要进行大修或更新。机械技术状态的特征如表1所示，技术状态的变化过程如图1所示。

表1 技术状态特征

机械技术状态	结构参数	功能参数	技术措施	备注
完好状态	正常范围	正常范围	正常运行
失常状态	超出允许值	正常范围	维护保养	潜在故障
故障状态	超出允许值	超出允许值	修理	功能故障
极限状态	超出极限值	超出允许值	大修或更新	经济性变差

2 机械故障形成的一般过程
如上所述，机械在使用中受到各种有害作用后，将首先导致零部件出现损伤，损伤又影响机械的输出参数，使其发生变化。若机械输出参数随时间变化的规律用X（t）表示，损伤程度随时间的变化用U(t）表示，则X（t）与U（t）之间的变化既可能是一致的，也可能有很大区别。因为其间存在着反映机械产品结构、用途和作用原理的X＝f（U（t))的过渡关系。此外，损伤同产品材料中发生的物理现象有关，而输出参数变化仅仅反映了产品自身的宏观变化过程。
机械经过一个随机的工作时间间隔后，其参数达到极限允许值 X_max，发生了故障，图 2表示了分布律f（t）形成的主要过程。

开始时，输出参数f（a）相对其数学期望值a₀有一离散程度，该离散程度与机械初始指标的离散度以及使用条件的变化程度有关。然后，在使用过程中，随着使用时间的增长，机械输出参数的劣化就表现为缓慢进行的过程，例如磨损等，这正是零件磨损导致机械性能改变的典型过程。在一般情况下，可能经过某段时间T_间隔后，参数的变化就开始了，时间 T_间隔是一个与损伤的积累（如疲劳）或外因作用有关的随机量，它也具有一定的离散性。
参数X的变化过程同样也是随机的，它与机械各个零部件的损伤变化有关，机械输出参数的劣化速度Vx为各零部件磨损速度 V₁， V₂，……， V_k的函数，即
V_x＝ dx/dt＝ f（V₁， V₂，……， V_k）
3 机械故障的特性分析
机械故障是与磨损、腐蚀、疲劳、老化等机理分不开的，根据机械故障形成的一般过程，机械故障主要有以下一些特性：
（l）潜在性。机械在使用中会出现各种损伤，损伤引起零部件结构参数发生变化，当损伤发展到使零部件结构参数超出允许值时，机械即出现潜在故障。由于机械设计存在一定的裕度（安全系数），因此即使某些零部件的结构参数超出允许值后，机械的功能输出参数仍在允许的范围内，也即机械并未发生功能故障。从潜在故障发展到功能故障一般具有较长的一段时间，因为通过润滑、清洁、紧固、调整等手段，可以消除或减缓损伤的发展，使潜在故障得到一定程度的控制甚至消除。机械故障的潜在性可通过维护保养来减少功能故障的发生，从而大大延长了机械的使用寿命。
 

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