Поверхностная усталость

Cтраница 3

Схема двухроликовой машины для испытания образцов на циклическую контактную прочность. [31]

Во многих случаях работоспособность деталей, испытывающих трение скольжения и трение качения, определяется способностью материала сопротивляться поверхностной усталости. Так, например, никель-фосфорное и хромовое покрытия обладают приблизительно равными антифрикционными свойствами; ряд деталей, работающих на износ, ранее покрываемые хромом, в настоящее время покрываются никелем. [32]

Эта форма износа наблюдается во время многократного скольжения или качения по одному и тому же следу. Повторные циклы нагружения и разгрузки, которым подвергается материал, могут вызвать образование поверхностных или подповерхностных трещин, приводящих к отделению свободных частиц. Поверхностная усталость может быть только в системах, где нет других видов изнашивания, удаляющих материал, прежде чем он разрушится в результате усталости. [33]

Коррозионный износ и изменение цвета поверхности. [34]

Отслаивание - это износ, при котором металл удаляется с поверхности в виде небольших очень тонких чешуек, а на поверхности появляются тусклые, слегка шероховатые участки. Иногда отслаивание обнаруживают только по накоплению в масле чешуек. Хотя в некоторых случаях появление этих чешуек является следствием поверхностной усталости металла, более вероятным источником их образования следует считать растягивающие усилия при одновременном действии на поверхность трения качения и скольжения. Отслаивание чаще всего происходит на шестернях из мягкой стали или бронзы, иногда из стали, верхний слой которой обезуглерожен, а также из закаленной и цементированной стали. [35]

Разрушение отколом происходит, когда от поверхности детали самопроизвольно отделяется часть материала, в результате чего нормальная работоспособность элемента машины утрачивается. Например, бронеплита разрушается в результате откола, когда при ударе снаряда о наружную поверхность бронезащиты в плите возникают волны напряжений, приводящие к отколу с внутренней стороны части материала, которая сама становится смертоносным снарядом. Другим примером разрушения отколом может служить разрушение подшипников качения или зубьев шестерен вследствие описанного ранее явления поверхностной усталости. [36]

Их химическая активность подобрана таким образом, что металлические поверхности не свариваются, а наиболее выступающие неровности сглаживаются. При использовании большинства противозадирных редуктор-ных масел наблюдается небольшой коррозионный износ, который увеличивает срок службы шестерен в жестких условиях. Усталостный износ происходит даже в тех случаях, когда смазочное масло образует вполне устойчивую смазывающую пленку. Какое же свойство редукторного масла приводит к снижению усталостного износа зубчатых передач. Согласно же мнению Ган-дера [31], поверхностная усталость не зависит от вязкости масла, измеряемой стандартным вискозиметром. [37]

Поверхностный усталостный износ представляет собой изнашивание вращающихся или скользящих относительно друг друга криволинейных поверхностей. При этом в результате действия циклических касательных напряжений на небольшой глубине у поверхности возникают микротрещины, выходящие на поверхность, откалываются макрочастицы материала и на поверхности образуются ямки. Деформационный и: нос происходит в результате повторного пластического деформирования изнашиваемых поверхностей, приводящего к образованию сетки трещин, при росте и объединении которых образуются частицы износа. Деформационный износ часто наблюдается при действии ударных нагрузок. Ударный износ имеет место при повторном упругом деформировании в процессе действия ударных нагрузок, образовании сетки трещин, которые растут так же, как при поверхностной усталости. [38]

Соединение вращающихся относительно нагрузки колец 2 с сопряженными деталями должно осуществляться обязательно неподвижной посадкой во избежание обкатывания кольцом сопряженной детали, развальцовки посадочных поверхностей и контактной коррозии. Соединения неподвижных относительно нагрузки колец с сопряженными деталями осуществляются обычно более свободными посадками, чем вращающихся. Это связано с меньшей опасностью повреждения посадочных поверхностей, так как обкатывания кольцами сопряженных деталей не происходит. Кроме того, это важно для облегчения осевых перемещений колец при монтаже и температурных деформациях валов ( во избежание защемления тел качения), а также при регулировании зазоров в подшипниках. Существует точка зрения, что посадка неподвижного ( относительно нагрузки) кольца должна обеспечивать возможность его малых поворотов при толчках, чтобы кольцо подвергалось износу и поверхностной усталости равномерно по окружности. [39]

Разрушение при ударе происходит, когда в результате действия неустановившихся нагрузок в детали возникают такие напряжения или деформации, что деталь уже не в состоянии выполнить предназначенную ей функцию. Разрушение происходит в результате взаимодействия волн напряжений и деформаций, являющихся следствием динамического или внезапного приложения нагрузок. Взаимодействие волн может приводить к возникновению локальных напряжений и деформаций, во много раз превышающих возникающие при статическом приложении тех же самых нагрузок. Если величины напряжений и деформаций таковы, что происходит разделение детали на две или более частей, то налицо разрыв при ударе. Если удар приводит к возникновению недопустимых упругих или пластических деформаций, такое разрушение называется деформированием при ударе. Если при повторных ударах возникают циклические упругие деформации, в результате чего появляется сетка усталостных трещин, при росте которых наблюдается описанное ранее явление поверхностной усталости, то процесс называется ударным износом. [40]

Валки для холодной прокатки металла работают в других условиях. Толщина этой зоны составляет - 20 мм и она должна характеризоваться однородной плотной структурой с равномерными свойствами. Во время прокатки температура валков повышается и через 30 мин она стабилизируется, достигал - 350 К. Вследствие больших давлений между прокатом и поверхностью валков в поверхностной зоне возникают добавочные сжимающие напряжения, которые накладываются на напряжения первого и второго рода. Аккумулирование повторяющихся напряжений приводит к процессу нарастающего шелушения приповерхностной зоны и отслаиванию материала валков. В технической литературе часто шелушение связывают с явлением питтинга. Некоторые исследователи [22, 51] различают два вида шелушения валков. В первом случае оно начинается от подповерхностных трещин, например на границе структуры закалки, а во втором его связывают с поверхностной усталостью в начальной фазе прокатки. Во время прокатки узкой полосы шелушение проявляется чаще всего на крайних участках бочки валков, что можно объяснить увеличением давления между опорными и рабочими валками по мере их износа. Другой характер шелушения наблюдается при прокатке листов, когда максимальное напряжение возникает не на крайних участках бочки валка, а на среднем участке. Характерной чертой шелушения закаленного слоя является отсутствие следов усталостных изломов в области трещин. [41]

Задача повышения долговечности перерабатывающего оборудования, а, следовательно, и эколого-экономических показателей технологического процесса в целом заключается, прежде всего, в увеличении износостойкости их рабочих органов. Износостойкость металла зависит от его твердости: при низких ее значениях износ развивается интенсивно даже при малой нагрузке. При высокой твердости повышение нагрузки почти не вызывает увеличение износа. Повышение твердости металла сопровождается увеличением его износостойкости, а при одинаковой твердости износ в некоторой степени зависит от структуры металла. Установлено, что для снижения износа необходимо подбирать сопряженные детали с учетом твердости. Быстрое изнашивание и интенсивное разрушение поверхностных слоев трущихся деталей при подготовке сырья в измельчителях, смесителях, валковых прессах может повлечь за собой засорение шихты продуктами износа и, как следствие, ухудшение качества готовых стекол. Кроме этого, в результате изнашивания сопряженных пар возможно нарушение заданных технологией режимных параметров процесса. В результате воздействия на узлы тарельчатого смесителя шихты, содержащей высокоабразивные компоненты, истираются днище, смешивающие и зачищающие лопасти и боковые стенки. Продолжительность работы смесителя составляет в среднем 240 ч / мес. Смешивающие и зачищающие лопасти заменяют через каждые два-три месяца. Износ рабочих поверхностей приводит к образованию мертвых зон МППМ, которые снижают однородность шихты. Установка на зачищающих и смешивающих лопастях съемных накладок с твердосплавными пластинами дает возможность продлить срок службы лопастей с одного до шести месяцев, повысить качество смешения и обеспечить экономию металла. Фирма Granella Engineering Ltd ( Великобритания) все внутренние поверхности, контактирующие со смешиваемыми материалами, изготовляет из абразивно-стойких материалов, а загрузочные и разгрузочные лотки снабжает сменной футеровкой. Смесительные лопасти ротора часто поверхностно упрочняют и делают легкосъемными, а параллельное движение чаши и материала почти полностью исключает контакты. Фирма Rexnord ( UK) Ltd ( Великобритания) выпускает состав Nordbak Pneu - Wear ( эпоксидная смола с микрошариками из керамики) для восстановления и защиты поверхностей оборудования, работающих в условиях газоабразивного износа систем, например, пневмоструйных смесителей и газоструйных измельчителей. Наиболее характерной в процессах компактирования порошков на валковых прессах является поверхностная усталость. [42]

Страницы: 1 2 3