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時(shí)間:2018-07-12 14:29:09  來源:  瀏覽次數(shù):78

球磨機(jī)表面疲勞磨損解析
球磨機(jī)表面疲勞磨損解析
表面疲勞磨損

當(dāng)兩接觸面作廢動(dòng)、滑動(dòng)或漣動(dòng)滑動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)時(shí),由于作用在摩擦表而微觀體積上周期性的接觸載荷成交變應(yīng)力,使表面及亞表面由于疲勞而產(chǎn)生裂紋,最后導(dǎo)致材料利落和損耗的現(xiàn)象,稱為表面疲勞磨損。

表面疲勞裂紋可以在表面上或亞表面上發(fā)生,可以沿著與表面平行方向或瑟直的方向擴(kuò)展,結(jié)果導(dǎo)致表層材料成細(xì)六狀剝路,常形成麻點(diǎn)狀或痘斑狀的剝落坑。

1. 疲勞磨損機(jī)制

根據(jù)裂紋起源訓(xùn)發(fā)展不同,疲勞磨損可分為以下三種情況。

(1)裂紋起源于表面在滑動(dòng)摩擦或滾動(dòng)帶有滑動(dòng)摩擦?xí)r,待別是當(dāng)表面存有缺陷時(shí),裂紋就容易從表面開始。例如兩齒輪在接觸過程中,表面不僅有交變接觸壓應(yīng)力而且還有剪叨應(yīng)力。根抓赫茲的理論,最大壓應(yīng)力發(fā)生在表面上,而最大的剪應(yīng)力發(fā)生在離表面一定距離處。圖1-19為剪應(yīng)力發(fā)生在表面下距離變化曲線。在表面壓應(yīng)力和剪應(yīng)力反復(fù)作用一定周次之后,材料慶面就會(huì)產(chǎn)生局部的塑性變形相加工硬化,在漿些組織不均勻處,密易形成裂紋源,導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)與擴(kuò)散。當(dāng)接觸表面存有潤滑油且滾動(dòng)力。向與裂紋端部方向一致時(shí).波動(dòng)物體首先封住裂紋裂口處。(如圖1-20所示),裂紋中的潤滑油被培在裂縫小,在接觸歷應(yīng)力作用下嚴(yán)生高壓油波,迫使裂紋向30°-45°角方向擴(kuò)展。當(dāng)裂紋向內(nèi)表面擴(kuò)展到一定深度都覽度時(shí),裂紋上部如同一懸臂梁承受交變彎肋應(yīng)力,最后因強(qiáng)度不足而折斷成金用磨屑,并留下麻點(diǎn)狀利落坑。

(2)裂紋起源于亞表面

純滾動(dòng)時(shí).最大剪應(yīng)力產(chǎn)生于下表面一定深度處,如果該處存有缺陷,在周期性最大剪應(yīng)力作用下就會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中,產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋會(huì)沿著剪應(yīng)力方向或夾雜物定向發(fā)展,擴(kuò)展到表面或與縱向裂紋相交剝落而成為磨屑。磨屑多為扇形狀,表面留下錐形坑。

(3)裂紋起源于硬化層和心部的交界處

經(jīng)表面強(qiáng)化處理的零件(如表面淬火、滲碳、氮化等),其疲勞磨損裂紋往往起源于硬化層與心部交界處。當(dāng)硬化層心部不足,心部強(qiáng)度過低以及過潑層存有殘余應(yīng)力時(shí),都容易在過渡區(qū)產(chǎn)生裂紋。減輕齒輪疲勞磨損的最佳硬化層深度為:

2.影響疲勞磨損的主要因素

(1)材質(zhì)

材料的冶金質(zhì)量、如氣體含量、非金屆夾雜物等都是影響疲勞磨損的重要因素。當(dāng)鋼中有非金屬夾雜物時(shí),特別是脆性的和帶有棱角的夾雜物,在交變應(yīng)力作用下,尖角部位應(yīng)力集中,容易超過基材的彈性極限,并由于塑性交形導(dǎo)致材料加工硬化而引起顯微裂紋,加速疲勞磨損。

材料的顯微組織也有重要影響,鋼中殘余奧氏體含量、碳化物顆粒大小及分布,基體組織狀態(tài)對(duì)疲勞磨損均有重要的影響。

(2)硬度的影響

一般情況下.材料硬度越高,裂紋越難于萌生.疲勞磨損壽命越長。但在油潤條件下,疲勞裂紋擴(kuò)展階段是影響疲勞壽命的主要因素。硬度越高.擦傷越易發(fā)生。裂紋擴(kuò)展速率越快。

(3)表面粗糙度的影響

機(jī)加工的零件表面并非理想的光滑表面,零件接觸時(shí)載荷支承在很小的面積上,造成很大的接觸應(yīng)力,不但容易引起粘著磨損,而且會(huì)引發(fā)很多微觀點(diǎn)蝕,形成宏觀點(diǎn)蝕裂紋源。因此,表面光潔度的提高有利于疲勞磨損壽命的提高。

(4)環(huán)境的影響

環(huán)境對(duì)金屬疲勞磨損有很大的影響。例如:潤滑油中帶有水份可以加速疲勞裂紋的擴(kuò)展,導(dǎo)致滾動(dòng)軸承過早地接觸疲勞失效,高溫下潤滑泊發(fā)生分解,在高應(yīng)力區(qū)造成酸性物質(zhì)的堆積,降低接觸疲勞壽命。

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