时间：2018-07-12 14:29:09 来源： 浏览次数：78
球磨机表面疲劳磨损解析
表面疲劳磨损
当两接触面作废动、滑动或涟动滑动复合运动时，由于作用在摩擦表而微观体积上周期性的接触载荷成交变应力，使表面及亚表面由于疲劳而产生裂纹，最后导致材料利落和损耗的现象，称为表面疲劳磨损。
表面疲劳裂纹可以在表面上或亚表面上发生，可以沿着与表面平行方向或瑟直的方向扩展，结果导致表层材料成细六状剥路，常形成麻点状或痘斑状的剥落坑。
1. 疲劳磨损机制
根据裂纹起源训发展不同，疲劳磨损可分为以下三种情况。
(1)裂纹起源于表面在滑动摩擦或滚动带有滑动摩擦时，待别是当表面存有缺陷时，裂纹就容易从表面开始。例如两齿轮在接触过程中，表面不仅有交变接触压应力而且还有剪叨应力。根抓赫兹的理论，最大压应力发生在表面上，而最大的剪应力发生在离表面一定距离处。图1-19为剪应力发生在表面下距离变化曲线。在表面压应力和剪应力反复作用一定周次之后，材料庆面就会产生局部的塑性变形相加工硬化，在浆些组织不均匀处，密易形成裂纹源，导致裂纹出现与扩散。当接触表面存有润滑油且滚动力。向与裂纹端部方向一致时．波动物体首先封住裂纹裂口处。(如图1-20所示)，裂纹中的润滑油被培在裂缝小，在接触历应力作用下严生高压油波，迫使裂纹向30°-45°角方向扩展。当裂纹向内表面扩展到一定深度都览度时，裂纹上部如同一悬臂梁承受交变弯肋应力，最后因强度不足而折断成金用磨屑，并留下麻点状利落坑。
(2)裂纹起源于亚表面
纯滚动时．最大剪应力产生于下表面一定深度处，如果该处存有缺陷，在周期性最大剪应力作用下就会发生应力集中，产生疲劳裂纹，裂纹会沿着剪应力方向或夹杂物定向发展，扩展到表面或与纵向裂纹相交剥落而成为磨屑。磨屑多为扇形状，表面留下锥形坑。
(3)裂纹起源于硬化层和心部的交界处
经表面强化处理的零件(如表面淬火、渗碳、氮化等)，其疲劳磨损裂纹往往起源于硬化层与心部交界处。当硬化层心部不足，心部强度过低以及过泼层存有残余应力时，都容易在过渡区产生裂纹。减轻齿轮疲劳磨损的最佳硬化层深度为：
2．影响疲劳磨损的主要因素
(1)材质
材料的冶金质量、如气体含量、非金届夹杂物等都是影响疲劳磨损的重要因素。当钢中有非金属夹杂物时，特别是脆性的和带有棱角的夹杂物，在交变应力作用下，尖角部位应力集中，容易超过基材的弹性极限，并由于塑性交形导致材料加工硬化而引起显微裂纹，加速疲劳磨损。
材料的显微组织也有重要影响，钢中残余奥氏体含量、碳化物颗粒大小及分布，基体组织状态对疲劳磨损均有重要的影响。
(2)硬度的影响
一般情况下．材料硬度越高，裂纹越难于萌生．疲劳磨损寿命越长。但在油润条件下，疲劳裂纹扩展阶段是影响疲劳寿命的主要因素。硬度越高．擦伤越易发生。裂纹扩展速率越快。
(3)表面粗糙度的影响
机加工的零件表面并非理想的光滑表面，零件接触时载荷支承在很小的面积上，造成很大的接触应力，不但容易引起粘着磨损，而且会引发很多微观点蚀，形成宏观点蚀裂纹源。因此，表面光洁度的提高有利于疲劳磨损寿命的提高。
(4)环境的影响
环境对金属疲劳磨损有很大的影响。例如：润滑油中带有水份可以加速疲劳裂纹的扩展，导致滚动轴承过早地接触疲劳失效，高温下润滑泊发生分解，在高应力区造成酸性物质的堆积，降低接触疲劳寿命。
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