不銹鋼軸承材料載荷作用下應變極限
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發布日期: 2020.01.04
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很多結構材料在載荷作用下都存在一個應變極限,如果超過了這個極限,在卸去載荷后使不可能完全恢復其原有的尺寸。軸承鋼在受壓時也具有這種特征。這樣…
很多結構材料在載荷作用下都存在一個應變極限,如果超過了這個極限,在卸去載荷后使不可能完全恢復其原有的尺寸。軸承鋼在受壓時也具有這種特征。這樣,當承受載荷的球壓在軸承滾道上,再卸去載荷后,滾道上可能會留下一個壓痕,而球上可能會出現一個“平臺”既點。這種水久變形量如果足夠大,會引起軸承過大的振動,也可能造成可觀的應力集中。9.2永久形變計算實際上,即使在很輕的載荷下也會產生微小的永久變形。圖9.1摘自文獻[11,表示了典型的球軸承中滾動體接觸表面沿滾動20方向及其橫向的高倍放大圖。圖9.2也取自文獻[1],顯示了一個與珩磨和研磨表面特征相似的磨加工滾道表面的等距視圖。值得指出的是,即使是非常好的精加工表面仍會出現“凸峰”和“四谷”。顯然,滾動體與滾道的載荷分布2b-到整個接觸面積上時,平均壓應力為r=Q/A,而在此之前,載荷僅分布在比較小的接觸凸峰面積上,此時的應力要2めク度道比大很多。這樣,局部區域有可能超過壓縮屈服強度,兩個表面多少會被壓圖9.1球與滾道接觸表面(高倍放大圖)平和磨光。根據
Palmgren2的結論,由于這種變形太小,所以壓平現象對軸承的運轉影響不大。從表面反射光的輕微改變中可以覺察到這種變化。在第6章中式(6-43)已經給出,兩個鋼制物體點接觸時的彈性趨近量為8=2.79×1080(2p)
描述的曲線,而且對任意載荷變形都偏大(見圖變形逐步偏離式開始偏離的點對應的就是體積抗壓屈服強度。對于度為63.5-65.5HRC的優質軸承鋼,在實驗數據的基上, Palmer提出了下面的點接觸水久變形的計等性壓公式=1.3×10Pn+Pm)(pn+pn) (9彈性壓增D式中,P1是物體1在平面1中的曲率,依此類推。對于球與演道接觸,式(9.1)成為8,=5.25X10-Q1Y(9.2)圖9.3點接觸變形與載荷關系式中,上面的算符用于內滾道接觸,下面的算符用于外滾道接觸。對于液子與演道的點接,得到下面的公式8.=5.25×10(9.3)DIITY/R式中,R為滾子母線輪郎半徑,r為溝曲率半徑。以上公式適用于鋼材在受壓彈性極限(屈點)附近的水久變形計算。參見例9.1。對于滾子與滾道的線接觸,在與前面相同的彈性極限條件下,可用下面公式計算其水久變形6.03×10(?(9.4)1)1y根據
Lundberg2等人的研究結果,當滾道長度超出滾子有效長度時,由式(9.4)計算的變形出現在線接觸的端部。