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研究輸送機電機減速機疲勞試驗原理是什么?
文章出處:研究輸送機電機減速機疲勞試驗原理是什么?
責任編輯:廣東久泰機械設備有限公司
發(fā)表時(shí)間:2022-12-05
減速器主要用于降低轉速,增加轉矩,并改變轉矩的傳遞方向。減速器是輸送機的"心臟",其早期損壞將嚴重影響輸送機驅動(dòng)橋的使用壽命。減速器早期損壞的形式主要有:
(1)齒輪副早期磨損:①不按要求裝配,齒輪嚙合間隙未調好;②軸承的預緊力過(guò)大或過(guò)小。預緊力過(guò)大時(shí),影響傳動(dòng)效率,時(shí)軸承過(guò)熱,縮短壽命。預緊力過(guò)小時(shí),齒輪的嚙合狀況變壞,接觸應力增大,導致齒輪副早期磨損;③沒(méi)有按規定加注齒輪油。減速器必須按規定加注齒輪油,才能保證齒輪的正常潤滑。否則,在運行一段時(shí)間后,齒面就會(huì )因潤滑不良而造成點(diǎn)蝕、粘結和急劇磨損;④從動(dòng)齒輪因鎖緊調整螺母松動(dòng)而產(chǎn)生偏移。調整螺母松動(dòng),造成從動(dòng)齒輪偏移,嚙合間隙變大,會(huì )使齒輪副早期磨損。
(2)斷裂:①齒輪嚙合間隙太大。當齒輪嚙合間隙太大而未及時(shí)調整時(shí),主、從動(dòng)齒輪在嚙合過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生沖擊,從而使齒輪斷裂;②主動(dòng)齒輪軸承或差速器軸承損壞,滾子掉在主減速器內,會(huì )將齒輪打壞;③從動(dòng)齒輪與減速器的連接螺栓松動(dòng)、脫落,也會(huì )打壞齒輪。
(3)主動(dòng)齒輪軸承早期損壞:①主動(dòng)齒輪軸承預緊力調整不當,使軸向間隙增大,產(chǎn)生沖擊力,將損壞軸承;②軸承本身剛度差,質(zhì)量不合格;③過(guò)載,使軸承負荷增加,從而使其壽命縮短。
邁納(Miner)損傷累積理論
當零件與材料承受不穩定變應力時(shí),在設計中一般采用邁納的疲勞損傷累積理論來(lái)估計零件或材料的疲勞壽命。這一理論假定:在試件經(jīng)受載荷歷程中,每一載荷兩都消除掉試件一定的有效壽命分量;又假定疲勞損傷與試件中所吸收的功成正比,而且還認為這個(gè)功與另類(lèi)的作用循環(huán)次數和在該應力值下達到破壞的循環(huán)次數之比成比例。此外,還假定試件達到破壞時(shí)的總損傷量(總功)是一個(gè)常量,它是載荷的簡(jiǎn)單函數,并且損傷與載荷的作用次序無(wú)關(guān)。最后,假定各循環(huán)應力產(chǎn)生的所有損傷分量之和等于1時(shí),試件就發(fā)生破壞。
零件疲勞破壞與靜力作用下的失效有本質(zhì)的區別。材料在靜載荷作用下的破壞過(guò)程一般都要靜力彈性變形、塑性變形和斷裂3個(gè)階段,而它的疲勞破壞則有如下3個(gè)階段:
(1)在晶體中,位錯是以三維狀態(tài)呈網(wǎng)狀分布的,位錯網(wǎng)在滑移面上的線(xiàn)段可以成為位錯源。由位錯源不斷釋放出的位錯,在滑移過(guò)程中必須首先克服附近位錯網(wǎng)的障礙。
假設位于晶粒中心的位錯源產(chǎn)生一個(gè)位錯并移向晶粒間界。由于材料通常為多晶體,兩晶粒晶向不同,晶界的阻力較大,位錯很難從一晶粒穿入另一晶粒,于是它被阻止而不得不在晶粒間前停下來(lái)。此后,位錯源產(chǎn)生的其他位錯也受阻而不能前進(jìn),形成了位錯塞積。
此時(shí),加到位錯列上的外加應力、障礙物的阻力相互作用力達到平衡,使得它不能向前運動(dòng)。但塞積起來(lái)的位錯在應力作用下都有繼續向前運動(dòng)的趨勢,因而給障礙物施加很大的壓力,在這里產(chǎn)生很大的應力集中。當領(lǐng)先位錯向前移動(dòng)一個(gè)小的位移時(shí),所有位錯便都向前移動(dòng)同樣的位移。
(2)在第1階段產(chǎn)生了短而細的滑移線(xiàn),可以認為因其兩端受阻造成位錯塞積使滑移線(xiàn)不能發(fā)展。但是當相當靠近的滑移線(xiàn)間產(chǎn)生交叉滑移時(shí),滑移面上的位錯便消散掉,位錯源繼續發(fā)揮作用,使滑移線(xiàn)不斷發(fā)展成為滑移面。
(3)實(shí)驗證明:塑性應變的開(kāi)始點(diǎn)就是疲勞過(guò)程的起始源,其主要方式是滑移。在交變載荷作用下,循環(huán)應變首先在應力較大的花鍵側圓柱表面開(kāi)始,然后逐步擴展到內部,形成所謂的駐留滑移帶,這種滑移帶就是疲勞源。這種滑移擴展到一定程度時(shí),有效工作面積減小。當實(shí)際承受的應力增大到接近材料的疲勞強度極限時(shí)便發(fā)生疲勞斷裂。
本文通過(guò)分析輸送機減速器疲勞機理,從邁納(Miner)損傷累積理論原理出發(fā),分析了減速器疲勞試驗的理論,提出了輸送機減速器疲勞試驗方法。
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