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微动损伤及其防护VIP免费

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微动损伤及其防护卫中山汉胜工业设备(上海)有限公司摘要:介绍了微动的危害及其损伤机理,分析了微动损伤的影响因素以及防护方法,综述了采用表面技术提高金属材料微动损伤抗力的研究与应用。关键词:微动损伤;微动图;表面技术微动是指在机械振动、疲劳载荷、电磁振动或热循环等交变载荷作用下,接触表面间发生的振幅极小的相对运动(位移幅度一般为微米量级),这些接触表面名义上是静止的,即微动发生在“紧固”配合的机械部件中⋯。微动不仅可以导致表面磨损,引起配合面咬合、松动、电阻增加、噪声或环境污染等,还会加速裂纹的萌生和扩展,使工件的疲劳寿命大大降低¨。3j。微动作用通常使材料的疲劳极限降低20%~50%,有时甚至降低得更多HJ。微动破坏过程中,微动磨损、微动疲劳和微动腐蚀都有可能发生,当某一损伤形式占主导地位时,最终便表现为这一损伤失效模式。这样,随着微动条件的变化,微动失效模式的变换也是可能的。1微动实例微动损伤现象普遍存在于各类紧配合构件中,代表性的场合有:(1)铆钉、螺纹和销轴连接件。如铆钉头与板之间、两块被铆板之间、铆钉侧面和板孔之间都是容易发生微动损伤的位置。(2)榫槽和花键配合。(3)过盈配合。热套配合和压配合的配合面,轴承和轴承座之间、轴瓦和座孔之间的过盈配合面等,名义上是静止的,但在交变载荷下,都可能产生微动,出现微动损伤。(4)紧固和夹持机构。如斜拉钢索在夹持器边缘产生的微动磨损和微动疲劳。(5)振动环境中的零件。如高空电缆及其悬挂机构、钢丝绳、汽车板簧、运输中的滚动轴承和金属板卷等。(188》2微动损伤理论周仲荣¨.51等基于球.平面接触微动磨损实验结果,提出了“运行工况微动图”来描述微动接触区相对运动状况,“材料响应微动图”来描述与运行工况微动图相对应的材料损伤形式,如图l所示。这两个图的边界不一定完全重合。从图1(a)可看出,在极小的位移或较大的接触应力下,微动过程处于部分滑移区,接触表面间的运动靠表面层的弹性变形来实现;反之,微动过程处于滑移区;混合区介于二者之间。图l(b)显示,材料的磨损主要发生荟R厦燃冬R厦燃位移,斗ma.运行工况微动图位移/p.mb.材料响应微动图圈1微动图(2091铝合金)⋯-机械与密封·在微动的滑移区.在吾|i分滑移医的微动破坏比较轻微;由微动引起的裂纹优先在混台区萌生.并随着循环次数的增加迅速向滑移区和部分滑移区扩展。因此,混台区是馓裂纹起源和扩展最危险的区域;因此.采用表面工程技术强化表面、改善摩擦条件.使傲动尽量位于部分滑移区,是减疆微动损伤的常用方}击.这方面的研究十分括跃。n中山“使用图2所示的装置研究了TCA钛合金的微动疲劳.固3是微动区的表面形貌.可眦看到疲势裂纹首先在徽动区萌生,然后沿近似垂直于循环应力的方向扩展。微动带来的磨损、接触疲劳、塑性变形等玻坏因素破坏了材料表面的完整性.造成了应力集中,有利于疲劳裂纹的萌生和扩展7;因此.在存在徽动时.材料的疲劳寿命会大大降低,目3撖动E的裹ⅢⅣ靛CTeA#台盒l3微动损伤防护技术影响馓动的因素很多.除受激动运行参数影响·机械与密封·外,还与环境,应用要求等密切相关.闻此可以采取II勺减埋徽动损伤的方法也很多.要具体情况具体分析,在不同场合F采取的措旌甚毫可能是相反的,主要从阴个方而考虑防护措施:(1)消除或蛾少振动;(2)改进结构设计或服役条件,降低接触界面间的相对运动幅度,使嗽动尽量运行干部分滑移状态:(3)使用润滑剂降低摩擦力;(4)采用表面工程技术提高材料的表面强度,降低摩擦系数。下面着重介绍表面工程技术在微动损伤肺护方露的应用。31表面机械强化喷丸、旋片拍打和冷挤压等表面机械强化处理工艺简单、散果好,巳在生产实际中广泛应用,是公认的提高金属材料傲动损伤抗力最有效的方法。喷丸处理可使微动疲劳寿命成倍提高。在喷丸强化三要索(表面加工硬化、残余压应力0【^、表面粗糙度增大)中.表屡残余压应力的引人是最为重要的因素,而表面加工硬化的作用处于次要地位“,但是,此类表面处理上艺处理后的工件若在高温场台使用.可能退火而失去冷作硬化的效果。工件在服役过程中产生的疲劳软化现象.导致...

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