etcartman

Контактно-усталостная прочность ролика

Есть такая практическая задача. Имеется ролик (должен быть тонкостенным), работающий в жестком контакте со стальной поверхностью (вибрация естественно). Ролик защищает игольчатые подшипники. После некоторого количества циклов наблюдается усталостное разрушение ролика (подшипники и вал работают нормально при этом). Примерная картинка усталостного разрушения прилагается. Ролик сам по себе имеет упрочненную поверхность и истирания в контакте с более мягким железом не наблюдается, равно как и поверхностных повреждений которые могут дать начало усталостной трещине (pitting strength)

Судя по коррозионным пятнам на половинках трещина растет изнутри (там есть выточка под масло). Оценить НДС расчетом можно, но довольно сложно, потому что фактически все это работает вместе с игольчатым подшипником, нагрузка приложена неравномерно, к любой точке, то есть НДС там может сильно варьировать. В сущности конечно НДС можно описать как изгиб цилиндрической оболочки, подпираемой некоторым упругим основанием. Но по результатам НДС там естественно довольно сложно отделить контактную часть напряжения (контактное очень велико конечно же) от изгибной.

Вопрос как можно подойти к такой задаче практически? Есть ли какие то аналоги в технике, которые процесс разрушения такого рода детали разбирают по полочкам?

post-43660-0-48105300-1436974229.gif

Изменено пользователем etcartman

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Судя по коррозионным пятнам на половинках трещина растет изнутри

А если с краю, при условии что ролик идёт под некоторым углом?

Материал хрупкий, вроде как оценивают по критерию наибольших касательных напряжений.

НДС можно описать как изгиб цилиндрической оболочки

А может валом? :g:  В деталях машин усталостная долговечность валов (в том числе и полых) расписана от и до.

НДС там естественно довольно сложно отделить контактную часть напряжения (контактное очень велико конечно же) от изгибной

Дали мне на днях задание посчитать насаженное на трубу похожее кольцо с крутящим моментом и растягивающей силой, разве что диаметр был побольше; судя по проведённым расчётам изгибные оказались много больше контактных (Бояршинов, Основы строительной механики машин, 1973). Можно и по Герцу посчитать (Писаренко, Сопромат).

Изменено пользователем AlexKaz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Да в принципе вопроса как считать на усталость нет как такового. Определяй напряжения (деформации) в цикле, и считай. Две величины условно не определены в данном расчете (фактически при отсутствии четких рекомендаций - на усмотрение) - коэффициент чувствительности к концентрации и коэффициент запаса. Когда что то считают по МКЭ, коэффициент запаса берут минимальным обычно (типа полтора по деформациям и 3 по циклам).

Но так или иначе вопрос в другом - найти сопоставимую по условиям работы часть, чтобы иметь возможность оценить ресурс корректно (со всеми вариабельностями параметров)

Ошибка была в данном случае - что в экспериментальном нагружении часть работала пока полностью не развалилась. А вот точно понять откуда трещина стартовала - надо было ее извлекать и осматривать ранее.

Изменено пользователем etcartman

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Мне всё же думается, ролик постоянно в цикле работал на изгиб. Такое могло случится, если оси подшипников не совпадали (по идее должно отразитья на состоянии тел качения, но если сам подшипник податливый, то не факт). Ну а валы как раз и расчитываются на долговечность при изгибе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Трещина в данном случае не препеятствовала нормальной работе детали некоторое время. Пока она не разлетелась как черепок

Тут еще отверстие в выточке кстати. Схема излома на фото

post-43660-0-94526900-1436988044_thumb.jpeg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

"нагрузка приложена неравномерно"

игольчатый подшипник очень даже равномерно распределяет давление. минус его высокая жесткость. я думаю есть смысл менять тип подшипника на допускающий перекос колец или использовать игольчатый с витыми роликами.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

  • реклама

  • Реклама

  • Ближайшие события

    Предстоящих событий не найдено
  • Дни рождения сегодня

    1. bobko2008
      bobko2008
      (34 года)
    2. cadcam
      cadcam
      (47 лет)
    3. Denis_Gosha
      Denis_Gosha
      (31 год)
    4. he9icbitb
      he9icbitb
      (32 года)
    5. Humen
      Humen
      (31 год)
    Просмотреть все