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球磨機(jī)表面疲勞磨損解析

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(rùn)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(rùn)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(zhǎng)。但在油潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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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