Santrauka:Išnagrinėtos priežastys, turinčios įtakos metalinių detalių nuovargio pažeidimams. Atlikus eksperimentus buvo nustatyta, kad dinamines apkrovas veikiamų metalinių dalių pažeidimus lemia dvi sąlygos: susidėvėjimas ir nuovargis. Remiantis tuo, buvo pasiūlytos šešios priemonės nuovargio stiprumui pagerinti.
Raktiniai žodžiai:metalinės dalys; Stresas; Nuovargis; matuoti
1. Priežastys, turinčios įtakos metalinių dalių nuovargio pažeidimams
Dalių nuovargio pažeidimai daugiausia atsiranda esant didelės įtampos koncentracijos taškams. Paprastai, veikiant kintamajam įtempimui, po daugybinių plastikinių medžiagos deformacijų susidaro mikro įtrūkimai. Šie mikro įtrūkimai yra pradinės dalių nuovargio pažeidimų priežastys. Paprastai tariant, metalinių dalių, kurias veikia dinaminės apkrovos, pažeidimo priežastys yra dvi: nusidėvėjimas ir nuovargis. Betono maišytuvų maišymo svirtis, atviros krumpliaračiai, guoliai ir kėlimo būgnai yra veikiami įvairių kintamųjų įtempių, kurios gali sukelti įvairaus laipsnio nuovargį ir nusidėvėjimą. Remiantis statistiniais duomenimis, apie 80% komponentų lūžimų atsiranda dėl medžiagos nuovargio, o komponentų atsparumas nuovargiui turi didelę reikšmę jų tarnavimo laikui. Nuovargio priežastys labai įvairios. Todėl būtina suprasti nuovargio atsiradimą ir laiku atlikti pagrįstą mokslinį gydymą, kad būtų toliau pagerintas dalių atsparumas nuovargiui.
1.1 Darbo sąlygos
1.1.1 Įtempių kintamo dažnio poveikis
Remiantis eksperimentu, jei kintamo įtempio dažnis yra didesnis nei 104 kartai/min, detalės medžiagos nuovargio riba didėja didėjant dažniui. Dalims, kurios paprastai veikia su kintamu įtempių dažniu 3000-10000 ciklų/min diapazone, kintamasis dažnis neturi reikšmingos įtakos medžiagos nuovargio ribai. Tačiau kai kintamasis dažnis yra mažesnis nei 60 kartų/min, medžiagos nuovargio riba iš tikrųjų sumažėja.
Veikiant kintamam įtempimui, dalis turi patirti tam tikrą įtempių ciklų skaičių, kol atsiranda nuovargio gedimas. Kuo didesnė maksimali kintamo įtempio vertė įtempių cikle, esant toms pačioms ciklinėms charakteristikoms, tuo mažiau ciklų dalis praeis prieš įvykstant pažeidimui; Priešingai, kuo mažesnė maksimali kintamo įtempio vertė įtempių cikle esant toms pačioms ciklinėms charakteristikoms, tuo daugiau ciklų dalis atliks prieš įvykstant pažeidimui. Žemiau kritinės vertės, mažesnės už didžiausią įtempį, dalis gali patirti kelis įtempimo ciklus be nuovargio gedimo, kuris dažnai vadinamas medžiagos patvarumo riba arba nuovargio riba.
1.1.2 Perkrovos ir antrinės apkrovos poveikis
Inžinerinėse mašinose daugelis dalių dažnai dirba aukštesnėje būsenoje nei nuovargio riba trumpą laiką, pvz., staigus sunkiųjų būgno paleidimas, staigus maišytuvų apkrovimas, staigus krumpliaračių apkrovimas ir kartais perkrova. Perkrovos riba paprastai naudojama nuovargio ribos viršijimo poveikiui nuovargio žalai išmatuoti.
Medžiagų perkrovos pažeidimo riba nustatoma eksperimentais. Pirmiausia gaukite visą nuovargio kreivę ir nustatykite nuovargio ribą σ{0}}. Tada naudokite mėginį bet kokiai didesnei nei σ vertei išmatuoti. Atlikite nuovargio bandymus esant 1 įtampai. Po tam tikro ciklų skaičiaus dirbkite esant nuovargio ribinei įtampai ir stebėkite, ar tai turi įtakos nuovargio trukmei N0. Jei tai neturi įtakos eksploatavimo trukmei, tai reiškia, kad kintamoji apkrova nepadarė žalos. Kaip parodyta 1 paveiksle, esant kiekvienam perkrovos įtempiui, perkrovos pažeidimo riba gaunama ieškant taškų a, b, c ir t.t., kurie po skirtingų ciklų N pradeda rodyti pažeidimus, ir sujungiant taškus a, b, c ir kt.
Perkrovos pažeidimo zona reiškia perkrovos ciklų, patenkančių į šią zoną, skaičių, dėl kurio gali sutrumpėti dalies nuovargio naudojimo laikas. Todėl kuo siauresnė zona, tuo stipresnis medžiagos gebėjimas atsispirti perkrovai.
Nuovargio kreivės įstrižainė vadinama perkrovos ištvermės verte, kuri parodo maksimalų įtempių ciklų skaičių, kurį galima ištverti iki lūžio, kai įtempimas viršija nuovargio ribą. Kuo statesnė linija, tuo daugiau įtempių ciklų ji gali atlaikyti esant tokiai pačiai perkrovai, o tai rodo didesnį gebėjimą atsispirti perkrovai. Eksperimentų metu buvo nustatyta, kad metalų nuovargio riba padidėja, kai tam tikrą skaičių kartų dirbama žemiau arba arti nuovargio ribos, ir šis reiškinys vadinamas mažo krūvio pratimu. Taigi, kai surinkti komponentai ar mazgai tam tikrą laiką veikia be apkrovos arba be visos apkrovos, viena vertus, tai gali pagerinti įvairių judančių dalių įvažiavimą ir tuo pačiu pagerinti atsparumą nuovargiui. dalių ir prailginti jų tarnavimo laiką.
1 pav. Perkrovos nuovargio pažeidimo riba
1.1.3 Naudojimo temperatūros įtaka
Jei temperatūra pakyla, metalo gebėjimas atsispirti deformacijai mažėja, todėl jis linkęs į nuovargio įtrūkimus ir dėl to sumažėja medžiagos nuovargio riba. Priešingai, jei temperatūra mažėja, medžiagos nuovargio riba didėja.
1.1.4 Aplinkos terpės poveikis
Paprastai kalbant, darbo aplinką, kuri veikia mechaninius komponentus, galima grubiai suskirstyti į dvi kategorijas: korozinę terpę (vandeninius tirpalus, kuriuose yra rūgščių, šarmų, druskų ir kt., drėgną ir pan., pvz., maišytuvų darbo aplinką) ir aktyviąsias terpes ( aktyvios terpės, kurios adsorbuoja paviršių, bet neturi korozinio poveikio, pvz., tepalai ir variklio alyva, kurioje yra nedidelis kiekis riebalų rūgščių). Kai dalys dirba korozinės terpės aplinkoje, metalo korozinės medžiagos lengvai įterpiamos į dalis, todėl susidaro įtempių koncentracija ir sumažėja nuovargio riba.
1.2 Paviršiaus ir dydžio veiksnių įtaka detalėms
Iš nuovargio proceso analizės matyti, kad netolygus metalų slydimas veikiant kintamoms apkrovoms daugiausia koncentruojasi ant metalo paviršiaus, kur yra linkę susidaryti nuovargio įtrūkimai, turintys įtakos nuovargio ribai. Pažeidimai (peilių žymės, žymės ir t. t.) ir dalių paviršiaus šiurkštumas gali sukelti įtempių koncentraciją, dėl ko sumažėja nuovargio riba. Kuo didesnis tos pačios medžiagos paviršiaus šiurkštumas, tuo aukštesnė paviršiaus apdirbimo kokybė, mažesnė įtempių koncentracija metalo paviršiuje ir didesnė nuovargio riba.
1.3 Paviršių stiprinančio apdorojimo efekto poveikis
Dėl to, kad detalės paviršius yra vieta, kur linkę susidaryti nuovargio įtrūkimai, taip pat vieta, kur susidaro įtempių koncentracija, kai detalei veikia kintamos lenkimo ar sukimo apkrovos. Todėl detalių paviršiaus apdorojimas turi didelę reikšmę gerinant paviršiaus nuovargio ribą. Dažniausiai naudojami paviršiaus apdorojimo metodai apima paviršiaus šaltą deformaciją (šauto valcavimą, valcavimą, poliravimą ir kt.), paviršiaus terminį apdorojimą (paviršiaus karbiuraciją, nitridavimą, cianidą, paviršiaus aukšto dažnio arba liepsnos gesinimą ir kt.), paviršiaus dengimą ir dengimą. ir tt Apdorojant dalių paviršių, galima pagerinti paviršiaus sluoksnio stiprumą, pakeisti paviršiaus įtempių pasiskirstymą, susidaryti liekamąjį įtempį paviršiuje, taip sumažinant tempimo įtempį ant paviršiaus, veikiant kintamoms apkrovoms, užkertant kelią nuovargio įtrūkimų plitimą ir galiausiai gerinant jo gebėjimą atsispirti nuovargio riboms.
1.4 Lydinio struktūros poveikis
(1) Kai kietame metalo (plieno) tirpale yra anglies, jos nuovargio riba mažėja didėjant anglies kiekiui, pvz., didelio ir vidutinio anglies užgesintas martensitas arba žemoje temperatūroje grūdintas martensitas.
(2) Metalografinė struktūra.
A. Grūdelių dydis. Grūdelių dydžio rafinavimas gali sumažinti netolygaus slydimo laipsnį esant kintamam įtempimui, uždelsti nuovargio įtrūkimų šerdies susidarymą, tai yra, grūdelių ribos yra kliūtis nuovargio įtrūkimų plitimui. Todėl grūdelių dydžio rafinavimas gali pailginti nuovargio tarnavimo laiką.
B. Organizacijos tipas. Skirtingų medžiagų nuovargio riba skiriasi, ypač po terminio apdorojimo, pvz., grūdinto martensito nuovargio riba σ- 1. Aukščiausias, užgesintas martensitas nėra toks geras kaip martensitas, o aukštoje temperatūroje grūdintas martensitas σ- 1 yra mažesnis nei martensito ir martensito.
(3) Nuolaužų buvimas. Nemetalinės priemaišos metalinėse medžiagose yra linkusios į nuovargio įtrūkimus, todėl sumažėja nuovargio riba.
Metalo pluošto kryptis. Krypties ryšys tarp komponentų srauto ir pagrindinio įtempio turi didelę įtaką nuovargio ribai. Kai suformuotos dalies srautinė kryptis lygiagreti pagrindinio įtempimo krypčiai, jos nuovargio riba yra didesnė nei tada, kai jos yra statmenos. Didėjant medžiagos stiprumui, šis skirtumas taip pat didėja.
2. Priemonės, skirtos pagerinti metalinių dalių atsparumą nuovargiui
Siekiant pagerinti mechaninių komponentų atsparumą nuovargiui ir laiku bei pagrįstai moksliškai susidoroti su metalinių dalių nuovargio įsivaizdavimu, labai naudinga pagerinti mechaninių gaminių tarnavimo laiką ir statybinės įrangos našumą. Todėl, siekiant pagerinti metalinių komponentų atsparumą nuovargiui, imamasi šių priemonių.
(1) Pasirinkite tinkamas medžiagas ir išorinius matmenis, atsižvelgdami į darbo aplinką ir dalių dažnumą.
(2) Kiek įmanoma sumažinkite dalių veikimą perkrovos zonose.
(3) Dalims reikia atlikti antrinės apkrovos mokymą, kad būtų pagerinta jų nuovargio riba.
(4) Reikėtų vengti dalių paviršiaus pažeidimo, pagerinti dalių paviršiaus šiurkštumą ir sumažinti įtempių koncentraciją.
(5) Jei reikia, sustiprinkite dalių paviršių, kad sumažintumėte nuovargio įtrūkimų galimybę.
(6) Pagrįstas medžiagų parinkimas ir tinkamas metalografinis apdorojimas gali pagerinti bendrą dalių atsparumo nuovargiui ribą.
2024 kovo 3 dSavaitė WBM PProdukto rekomendacija:
Nestandartinis metalinių detalių apdorojimas:
Henan Weichuang gali teikti OEM ir ODM paslaugas. Galime pritaikyti nestandartines metalines dalis pagal mūsų klientų pateiktus brėžinius, taip pat pateikti lanksčiausius norimus gaminius.
Nestandartinių tikslių dalių apdirbimas vyksta todėl, kad šalis nenustatė atitinkamų standartinių specifikacijų, nėra atitinkamo parametrų reguliavimo, o kiti priedai yra laisvai kontroliuojami ir apdorojami įmonės. Yra daugybė nestandartinių dalių veislių.
Metalinės nestandartinės detalės: Klientas pateikia brėžinius, o gamintojas naudoja įrangą gamindamas atitinkamus gaminius pagal brėžinius. Paprastai naudojama dauguma formų. Tolerancijos reikalavimus ir apdailą nustato klientas, o tam tikros paradigmos nėra. Gaminiui nuo liejimo iki apdailos visiškai reikalinga atitinkama kokybės kontrolė, procesas yra sudėtingas ir įvairus, o kaina paprastai yra didesnė nei standartinių dalių.