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复合资料翻滚轴承的疲惫施行探索

来源:海力轴承网 时间:2018-07-28

  1 前语
  复合资料翻滚轴承具有卓越的耐磨损性、耐腐化性、耐热性及尺度平定性;并能减振降噪且成本低;因此在许众工业范畴中取得愈来愈广博的运用.但复合资料的疲惫成效与金属资料有显着不一样[1].复合资料对加载频率和施行温度很聪敏;并且疲惫寿数实测数据更离散;所以把金属疲惫的施行主睹用于复合资料明显是不适应的.本文对复合资料翻滚轴承进行了疲惫施行探索;供给了一种简略便利的考试主睹;以确保复合资料翻滚轴承的寂静可靠性;促使复合资料翻滚轴承在工业上的运用和展开.
  2 施行探索
  2。1 试件和施行发觉
  施行选用25套204型复合资料翻滚轴承;施行复合资料翻滚轴承由短玻纤加强的尼龙66制成;缔造工艺选用可熔性合金型蕊注射成型[2].
  施行发觉选用JB-30型翻滚轴承疲惫施行机.
  2。2 施行主睹
  轴承疲惫寿数是十分离散的;要用数理统计主睹处置数据.本施行选用简略便利的截尾施行法.
  措施行轴承为n套;其间有r套轴承已损坏;其寿数别离为L1;L2;…;Lr.其他的(n-r)套轴承已别离施行了Lr+1,Lr+2,…Ln时候;没有损坏.此刻可以不再进行施行;用已得到的施行数据核算原寿数传播的参数估量值.截尾施行法有守时和定数两种;本施行选用定数截尾法.设事前给定应得到疲惫损坏的轴承套数r;又称为截尾数;施行到所给定的截尾数后停试;且应使未疲惫损坏轴承的寿数大于疲惫损坏轴承中寿数最长的值.
  在204型复合资料翻滚轴承上施加径向载荷588N;油光滑;给定截尾数为15.施行机转速为12800r/min;绝对试件的施行频率和温度境况一样.别的;为了便于比拟;一同对25套尼龙66制成的204塑料轴承进行施行;施加径向载荷为392N;20#油光滑;给定截尾数和施行机转速与复合资料轴承一样.
  2。3 处置施行数据
  对疲惫寿数的探索发觉;韦布尔(Weibull)传播比正态传播更迫近于疲惫损坏次第.很众的施行感化评释;翻滚轴承的寿数契合两参数韦布尔传播.轴承寿数L0的损坏概率用韦布尔函数评释为[4]:
  F(L0)=1-exp[-(L0/β)e]
  其间L0=106转;e是斜率参数;β为特征寿数参数.本文选用最佳线性不变估量法预算参数e和β[3];对复合资料轴承,e=5。756;β=4。467×106,对塑料轴承;e=3。02,β=7。104×106.
  2。4 疲惫损坏的监测
  本施行运用外表温度计;选用温升监测法及动静判别法来判别翻滚轴承的疲惫损坏.
  轴承职分后;各相对运动外表之间发作坚决热;轴承的温度从原始温度逐渐上升.轴承职分一守时候后发作的热和发出的热到达平衡;温度保持不变.轴承发作疲惫损坏时;坚决加重;发作的热也添加;温度再逐渐上升.轴承职分进程的温度厘革如图1所示.T1为室温;18℃肩负,T2为轴承浅白职分时的温度;38℃肩负,t1为初始职分时候;约50min,t2为浅白职分时候;约150min.
  为了确保疲惫损坏的判别准凿凿实;一同选用动静判别法.在施行时;用传声东西触摸装置轴承的零件;听轴承蜕化时的声响厘革;依据轴承疲惫损坏前后声响的厘革来判别轴承能否损坏.
  3 施行感化与主张
  3。1 疲惫寿数
  对方程(1)取两次自然对数;在双对数坐标上;(1)式变为直线方程.依据施行感化;作出204型复合资料和工程塑料翻滚轴承的疲惫损坏概率图;如图2所示.
  依据国际尺度对轴承疲惫寿数的次第[5];一批轴承中90%的轴承在疲惫掉落前可以到达和超越的职分总转数(以106转计).
  由图2可知;对10%的损坏概率;204型复合资料翻滚轴承在施加588N的载荷下的奇特疲惫寿数为3。1×106转.而204型工程塑料翻滚轴承在施加392N的载荷下的奇特疲惫寿数为2。2×106转[6].明显;复合资料翻滚轴承的负荷手艺相对于塑料轴承提高了50%;而疲惫寿数仍有较大的提高.
  3。2 疲惫断口特征
  依据复合资料翻滚轴承的疲惫损坏施行;对疲惫断口进行了微观调查;提出复合资料翻滚轴承的四种失效要领.
  3。2。1 外表疲惫
  外表疲惫包含翻滚触摸疲惫、点蚀、片状掉落和片状掉落.
  翻滚轴承的翻滚触摸疲惫失效是由重复几次超越资料外表或次外表忍受强度的应力变成的.这些重复应力招致复合资料外圈滚道外表或次外表邻近发作裂纹;这些裂纹的扩展延伸招致滚道资料碎屑掉落下来;留下点蚀.点蚀表象由外表触摸应力和循环次数决议.跟着应力或循环次数的添加;一种相似点蚀的表象掉出家作了;如图3所示;掉落损坏具有不次第的象弹坑那样较大凹坑的特征.
  3。2。2 塑性措施
  塑性措施发作于钢球和滚道的触摸应力超越其外表和次外表忍受强度并招致轴承几许变形之时;外表变形是塑性措施的一种要领.其它的塑性措施有空腔和涂改等.在重载和高速前提下;轴承的温度将会变得很高;使内外圈发作过热表象;导致滚道和轴肩的塑性消融;如图4所示.
  3。2。3 磨损
  磨损是很众的轴承资料从触摸外表平均或不大平均地磨下来;这种失效要领的特征是在光滑液中和触摸外表上糊口着磨损的废渣;它能导致钢球和滚道的空隙增大.
  3。2。4 关联失效
  磨损也能够发作于轴承外圈和轴承夹具之间;由它们之间的相对运动导致.
  对一套轴承而言;其失效要领可超越一种;即能够一同发作两种或两种以上的失效.
  4 定论
 .1)本文选用25套复合资料翻滚轴承进行疲惫施行;选用定数截尾施行法;用最佳线性不变估量法进行数据处置来预算轴承寿数的韦布尔传播两参数;主睹简略易行.
 .2)玻纤加强尼龙66的204型复合资料翻滚轴承在载荷588N;转速12800r/min;油光滑的前提下;其奇特疲惫寿数为3。1×106转;注解了复合资料缔造翻滚轴承的可行性.
 .3)对疲惫损坏的复合资料翻滚轴承进行了调查;提出了外表疲惫、塑性措施、磨损和关联失效四种失效要领.为复合资料翻滚轴承的成效、运用寿数和可靠性描绘供给有代价的参阅.
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