磨损的计算方法(行业研究)课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《磨损的计算方法(行业研究)课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 磨损 计算方法 行业 研究 课件
- 资源描述:
-
1、1谷风优质目录当代磨损理论简述磨损计算方法减少磨损与防止磨损的方法2谷风优质第一节 当代磨损理论简述 近些年来,许多工业化国家非常重视对磨损产物的研究,特别是从微观的角度进行了深入细致的研究。这是因为,要真正了解磨损的过程,并进一步研究磨损的机理,就必须弄清楚磨屑是怎样形成的;其尺寸、形状和机械性能等与磨损过程和磨损状态究竟有什么关系。为此,人们首先通过扫描电子显微镜等现代化研究手段对磨屑进行了观察,发现磨屑的形状有片状、卷曲状、贝壳状和球状四类。此外,还研究了磨屑的显微硬度、相组成和组织。3谷风优质 经测试现,磨屑的显微硬度比两摩擦表面高许多。同时还用电子衍射法研究了20时在空气中形成的磨屑
2、,实验是在销一环试验机上进行的,法向载荷Fn=62N、滑动速度Vc0.44m/s、滑动距离L1000m。经分析得知,45钢的磨屑是由一Fe、一Fe2O3、Fe2O3和Fe2O3.*H2O四种相组成的。另外,对磨屑的分析观察发现,它具有两个区域,一是亮区,在该区发现有球状碳化物聚集,其显微硬度很高,亮区又称为白层组织;另一是暗区,此区呈涡流状组织,这说明其塑性变形相当严重,在这个区域内、球状碳化物很少,其显微硬度较亮区低。4谷风优质 为了解释磨损现象的共同本质,人们提出厂各种各样的新理论。例如,磨损的剥层理论、磨损的疲劳理论、磨损的能量理论、磨损的分子理论和磨损的热波动强度理论等等。本文只对前三
3、种理论进行简要介绍。、磨损的剥层理论 磨损的剥层理论是美国麻省理工学院的教授苏(NPsuh)于1973年建立的。这一新理论是以金属的位错理论为基础的,它分析了亚表层金属的塑性变形与断裂行为。5谷风优质 该理论叙述了导致薄而长的片状磨屑形成的过程,其要点如下:1当接触的两表面滑动时,法向力和切向力是经接触点的粘着与犁沟作用传递的。较软表面上的微凸体容易产生塑性变形或被磨去,结果形成了比较光滑的表面。此时的接触情况变成了硬的凸峰与较软平面的接触,于是前者在后者上面犁沟并使平面上每一接触点都经受着循环载荷。另外,硬微凸体在平面上施加的曳引力使表面产生周期性的塑性变形和位错运动,并且使变形和位错不断积
4、累。6谷风优质 2当亚表层继续变形时,在位错堆积的应力作用下,裂纹和空穴便在亚表层形成核心,形成裂纹的深度与材料的性能和受载情况有关。图513是钢领跑道上亚表层所产生的裂纹。7谷风优质 3当继续施加载荷时,金属产生进一步的塑性剪切变形,而使裂纹之间以及裂纹与空穴之间相互连接与汇合,于是裂纹在接近表面的平行方向扩展,当扩展到临界长度时裂纹与表面之间的材料被剪断,因而形成了薄而长的磨损碎片。在低速滑动下实验的结果与上述理论基本一致,它能从微观角度解释诸如粘着磨损、疲劳磨损和微动腐蚀磨损的许多现象,但不能解释在高速下的磨损现象。8谷风优质 二、磨损的疲劳理论 表面疲劳是由循环变应力作用引起的一种破坏
5、形式。当应力幅小于材料的弹性极限时,即在弹性接触条下,达到其疲劳破坏的循环次数一般要超过106;如果应力大于材料的弹性极限,即在塑性接触条件下,其应力循环次数只需几次或十几次即可发生破坏,因此,这种破坏常称为低循环疲劳破坏。9谷风优质 苏联的克拉盖尔斯基是提出磨损疲劳理论最早的学者。他的理论为:1由于实际表面存在着粗极度,当二表面相互作用时,其接触是不连续的,各接触点之和组成了其实际接触面积;2两表面在法向力作用下,实际接触点上便会产生局部应力和局部变形;3当两表面产生相对滑动时,由于摩擦力的作用,接触区表面材料的性能将发生变化;与此同时,表层材料的固定体积会受到交变应力的多次重复作用,因而使
6、之受到积累损伤,结果导致微观体积内产生疲劳裂纹,最后裂纹扩展,汇合形成磨屑而脱落。10谷风优质 该理论不仅适用于疲劳磨损,而且也可以用来分析磨料磨损和粘着磨损。另外,这种理论不仅可以应用于金属材料,而且还可以应用于某些非金属材料(如石墨、橡胶等)。三、磨损的能量理论 磨损的能量理论首先是由弗利舍(GFleisher)提出来的。他认为能量的转化是产生磨损的主要原因,磨损现象与材料的断裂能量之间有一定的关系。11谷风优质 摩擦副运动时要产生摩擦力,而摩擦力是由各种外部条件(如法向载荷、滑动速度以及热过程等)参与到相互接触的元素(如表面微凸体、亚表层和介质等)中去,并不断相互作用而引起的。输入到摩擦
7、副的能量一定大于它输出的能量,其差值即是摩擦所消耗的能量。对金属材料而言,摩擦力所作功的主要部分消耗在塑性变形上,并以热的形式散失。而摩擦功的一小部分(约占总摩擦功的916)则以潜在内能的形式积蓄在材料中,它表现为结晶的位错。为了使磨屑与基体材料分离,必须在材料的一定体积内积累足够的内能。当能量达到临界值时,该体积内的材料即发生塑性流动或形成裂纹,此时内能减少,经过多次这样的临界循环作用之后,当积储的能量超过材料结合键的能量时,于是表面产生破坏,磨屑脱落,形成磨损。12谷风优质 磨屑形成过程所消耗的能量称为断裂能量。事实上它只占全部吸收能量的百分之几。用此理论可以分析磨料磨损和腐蚀磨损。13谷
8、风优质第二节 磨损计算方法 近十年来,在大量和成批生产的条件下,机器和设备的能量不断增长,适合于极端条件的新工艺过程不断涌现。因此,会设计经久耐用的机器具有特别重要的意义。在分析了机器和机构的损坏原因后可知,损坏中有75%是由摩擦副的磨损引起的。因此,提高机器的耐磨性是延长其寿命的主要潜力。不建立工程用的磨损计算方法,就不可能延长相互摩擦的机器零件的寿命。磨损计算方法的背景14谷风优质 但是,由于影响磨损的因素非常多,所以磨损的计算也是相当复杂的。各国的摩擦学专家曾提出过很多计算方法用来计算各种类型的磨损和一些计算方法还未能达到实用阶段,因此,仍需努力深入研究,加以完善。本节将简要地介绍磨损的
9、IBM计算法、两个配合“联接”体的磨损计算法和两种主要磨损类型的计算法,以便深入理解磨损的本质。磨损计算方法的背景15谷风优质一、磨损的IBM计算法 1962年以贝尔(RGBayer)为首的一批科学家在美国国际商用机械公司(IBM)的实验室里进行了大量的实验,建立了一种磨损工程模型,拟定了设计机械零件时预测其磨损的计算方法。IBM计算法包括两个部分,即零磨损和可测磨损计算。零磨损:零磨损系指磨损深度不超过原始夫面粗糙度高度时的磨损。可测磨损:指大于原始表面租糙度高度的磨损。16谷风优质IBM计算法 在IBM计算法中,滑动距离的单位用“行程”(Pass)表示,它等于在滑动方向上,摩擦副相互接触的
10、尺寸,如图5一14所示。图中尺寸s即为一个行程,当圆柱体转动360度时,则经过 行程。经过大量实验表明,在一定工作时间内,保证摩擦副零磨损的条件是:17谷风优质IBM计算法18谷风优质对应于2000个行程时的rR的数值,见表5-2。保证零磨损时的行程次数N与tmax之间的关系可采用材料疲劳曲线的关系式,即由此式可以计算任意行程数容许的IBM计算法19谷风优质IBM计算法当N21600时,上式是可行的,用式(5一10)预测零磨损需按以下步骤进行:1、将摩擦副零件要求的工作期限换算成行程次数N;2、用查表法或其它方法确定材料的3、通过实验或查表法确定4、计算出20谷风优质IBM计算法 下面讨论可测
展开阅读全文