Апстрактан:Анализирани су разлози који утичу на оштећења металних делова од замора. Експериментима је утврђено да оштећење металних делова изложених динамичким оптерећењима настаје услед два услова: хабања и замора. На основу тога предложено је шест мера за побољшање заморне чврстоће.
Кључне речи:метални делови; Стрес; Умор; мерити
1. Разлози који утичу на оштећења металних делова услед замора
Оштећење делова услед замора углавном постоји на тачкама високе концентрације напона. Генерално, под дејством наизменичног напрезања, након вишеструких пластичних деформација материјала настају микропрслине. Ове микро пукотине су почетни узроци оштећења делова од замора. Уопштено говорећи, постоје два узрока оштећења металних делова изложених динамичким оптерећењима: хабање и замор. Руке за мешање, отворени зупчаници, лежајеви и бубњеви за подизање бетонских мешалица су подвргнути различитим наизменичним напрезањима, што може изазвати замор и хабање у различитом степену. Према статистичким подацима, око 80% ломова компоненти је узроковано замором материјала, а отпорност компоненти на замор је од великог значаја за њихов радни век. Узроци умора су веома различити. Због тога је неопходно разумети појаву замора и спровести благовремен и разуман научни третман како би се додатно побољшала отпорност делова на замор.
1.1 Услови рада
1.1.1 Ефекти наизменичне фреквенције напрезања
Према експерименту, ако је фреквенција наизменичног напрезања већа од 104 пута/мин, граница замора материјала дела расте са повећањем фреквенције. За делове који обично раде са наизменичним фреквенцијама напрезања у опсегу од 3000-10000 циклуса/мин, наизменична фреквенција нема значајан утицај на границу замора материјала. Међутим, када је наизменична фреквенција мања од 60 пута/мин, граница замора материјала се заправо смањује.
Под дејством наизменичног напрезања, део мора да прође одређени број циклуса напрезања пре него што дође до квара на замор. Што је већа максимална вредност наизменичног напона у циклусу напрезања под истим цикличним карактеристикама, то ће део проћи мање циклуса пре него што дође до оштећења; Напротив, што је мања максимална вредност наизменичног напрезања у циклусу напрезања под истим цикличним карактеристикама, то ће део проћи више циклуса пре него што дође до оштећења. Испод критичне вредности испод максималног напрезања, део може да прође више циклуса напрезања без квара на замор, што се често назива границом издржљивости материјала или границом замора.
1.1.2 Утицај преоптерећења и секундарног оптерећења
У инжењерским машинама, многи делови често раде у стању које је више од границе замора у кратком временском периоду, као што је изненадно покретање бубњева за тешке услове рада, изненадно пуњење миксера, изненадно пуњење зупчаника и повремено преоптерећење. Граница преоптерећења се генерално користи за мерење утицаја прекорачења границе замора на оштећење од замора.
Граница оштећења материјала од преоптерећења је одређена експериментима. Прво, добијете комплетну криву замора и идентификујте границу замора σ{{0}}. Затим користите узорак за мерење било које вредности веће од σ- Извршите тестове замора под напоном од 1. После одређеног броја циклуса, радите на граничном напону замора и посматрајте да ли то утиче на век трајања замора Н0. Ако не утиче на животни век, то значи да наизменично оптерећење није изазвало штету. Као што је приказано на слици 1, под сваким напоном преоптерећења, граница оштећења од преоптерећења се добија тражењем тачака а, б, ц итд. које почињу да показују оштећење након различитих циклуса Н, и спајања тачака а, б, ц итд.
Зона оштећења од преоптерећења се односи на број циклуса под преоптерећењем који падају у ову зону, што може проузроковати смањење заморног века дела. Стога, што је зона ужа, то је јача способност материјала да се одупре преоптерећењу.
Дијагонална линија на кривој замора назива се вредност издржљивости преоптерећења, која представља максималан број циклуса напрезања који се може издржати до лома под напоном који прелази границу замора. Што је линија стрмија, то више циклуса напрезања може да издржи под истим преоптерећењем, што указује на већу способност да се одупре преоптерећењу. Експериментима је утврђено да се граница замора метала повећава након рада испод или близу границе замора одређени број пута, а ова појава се назива вежба под оптерећењем. Дакле, када састављене компоненте или склопови раде неко време без оптерећења или без пуног оптерећења, с једне стране, то може побољшати уходавање различитих покретних делова, а истовремено може побољшати отпорност на замор делова и продужи им век трајања.
Слика 1 Граница оштећења од замора од преоптерећења
1.1.3 Утицај температуре употребе
Ако се температура повећа, способност метала да се одупре деформацији се смањује, што га чини склоним заморним пукотинама и доводи до смањења границе замора материјала. Напротив, ако се температура смањи, граница замора материјала се повећава.
1.1.4 Утицај медија на животну средину
Уопштено говорећи, радна средина која утиче на механичке компоненте може се грубо поделити у две категорије: корозивни медији (водени раствори који садрже киселине, алкалије, соли итд., влажни, итд., као што је радно окружење миксера) и активни медији ( активни медији који имају адсорпционе ефекте на површини, али немају корозивне ефекте, као што су маст и моторно уље које садрже малу количину масних киселина). Када делови раде у окружењу корозивних медија, металне корозивне супстанце се лако уграђују у делове, узрокујући концентрацију напрезања и смањујући границу замора.
1.2 Утицај фактора површине и величине на делове
Из анализе процеса замора може се видети да је неравномерно клизање метала под наизменичним оптерећењима углавном концентрисано на површини метала, где су склоне настанку заморних пукотина које утичу на границу замора. Оштећења (отисци ножа, ознаке итд.) и храпавост на површини делова могу изазвати концентрацију напрезања, што доводи до смањења границе замора. Што је већа храпавост површине истог материјала, то је већи квалитет обраде површине, мања је концентрација напона на површини метала и већа је граница замора.
1.3 Утицај ефекта третмана површинског ојачања
Због чињенице да је површина дела место где су склоне настанку заморних пукотина, а такође је и место где долази до концентрације напона када је део изложен наизменичним оптерећењима савијањем или торзијом. Због тога је површинска обрада делова од великог значаја за побољшање границе замора површине. Уобичајене методе површинске обраде укључују површинску хладну деформацију (оштрење, ваљање, полирање ваљањем, итд.), површинску топлотну обраду (поугљичење површине, нитрирање, цијанид, површинско високофреквентно или гашење пламеном, итд.), површински премаз и премаз , итд. Површинском обрадом делова може се побољшати чврстоћа површинског слоја, променити расподела површинског напрезања, може се створити заостали напон на површини, чиме се смањује затезни напон на површини под наизменичним оптерећењима, спречава ширење заморних пукотина и коначно побољшање његове способности да се одупре границама замора.
1.4. Утицај структуре легуре
(1) Када је угљеник присутан у чврстом раствору метала (челика), његова граница замора се смањује са повећањем садржаја угљеника, као што је мартензит каљени са високим и средњим угљеником или мартензит каљени на ниским температурама.
(2) Металографска структура.
А. Величина зрна. Пречишћавање величине зрна може смањити степен неравномерног клизања под наизменичним напоном, одложити стварање језгара заморне прслине, односно границе зрна су препрека ширењу заморне прслине. Стога, рафинирање величине зрна може продужити век трајања замора.
Б. Организациони тип. Граница замора различитих материјала варира, посебно након термичке обраде, као што је граница замора каљеног мартензита σ- 1. Највиши, каљени мартензит није тако добар као мартензит, а мартензит каљени на високој температури σ- 1 је нижи од мартензита и мартензита.
(3) Присуство крхотина. Неметалне нечистоће у металним материјалима су склоне заморним пукотинама, што доводи до смањења границе замора.
Правац металних влакана. Однос правца између струјне линије компоненте и главног напона има значајан утицај на границу замора. Када је правац струјне линије формираног дела паралелан са смером главног напона, његова граница замора је већа него када су они окомити. Како се чврстоћа материјала повећава, ова разлика такође постаје већа.
2. Мере за побољшање заморне чврстоће металних делова
У циљу побољшања отпорности на замор механичких компоненти и научног суочавања са замором у металним деловима на благовремен и разуман начин, од велике је користи побољшати век трајања механичких производа и продуктивност грађевинске опреме. Због тога се предузимају следеће мере за побољшање отпорности металних компоненти на замор.
(1) Изаберите одговарајуће материјале и спољне димензије на основу радног окружења и учесталости делова.
(2) Минимизирајте рад делова у подручјима преоптерећења што је више могуће.
(3) Делови треба да прођу обуку секундарног оптерећења како би се побољшала њихова граница замора.
(4) Треба избегавати оштећење површине делова, побољшати храпавост површине делова и смањити концентрацију напона.
(5) Ако је потребно, ојачајте површину делова како бисте смањили могућност настанка пукотина од замора.
(6) Разуман избор материјала и одговарајући металографски третман могу побољшати укупну границу отпорности делова на замор.
2024 3. мартаНедеља ВБМ ППрепорука производа:
Нестандардна обрада металних делова:
Хенан Веицхуанг може да пружи ОЕМ и ОДМ услугу. Можемо да прилагодимо нестандардне металне делове према цртежима наших купаца, а такође и да обезбедимо најфлексибилније производе које желите.
Машинска обрада нестандардних прецизних делова је зато што земља није поставила релевантне стандардне спецификације, и не постоји релевантна регулација параметара, а други прибор се слободно контролише и обрађује од стране предузећа. Постоји много варијанти нестандардних делова.
Метални нестандардни делови: Купац даје цртеже, а произвођач користи опрему за израду одговарајућих производа према цртежима. Обично се користи већина калупа. Захтеве за толеранцију и завршну обраду одређује купац и не постоји одређена парадигма. Производ од ливења до завршне обраде у потпуности захтева одговарајућу контролу квалитета, процес је сложен и променљив, а цена је генерално већа од стандардних делова.