Интенсивность износа при качении (высокие контактные напряжения)

[SVB 188]

Речь о не стандартном изделии прямо не регламентируемом нормами, и лимиты на самом деле не известны, поэтому и был задан вопрос. Есть предварительные соображения и эксперименты свидетельствующие о том, что эти лимиты выше чем то что есть. Задача состоит в том чтобы эту гипотезу подтвердить или опровергнуть. Что и планируется сделать прежде всего экспериментально на готовом уже стенде

etcartman, во-первых, нормами регламентируются не только стандартные изделия типа подшипников, но и других не серийно выпускаемые изделия. Во-вторых, используемый вами термин "лимиты" у прочнистов не используется. А используются понятия: допускаемое напряжения, предел прочности, предел текучести. И эти пределы у каждого материала при определенной температуре свои. Я не понял это: "Есть предварительные соображения и эксперименты свидетельствующие о том, что эти лимиты выше чем то что есть."  Т.е., есть предположения, что действующие напряжения выше, чем что? Ведь пределы прочности у некоторых материалах различают на растяжение и сжатие. И, честно говоря, я лично не понял практической ценности в планируемых у вас экспериментов. Они что: дадут уточнённые (насколько?) данные по пределам текучести или прочности материалов? Или позволят определить предельные несущие способности и ресурс подшипников? Ну так по поводу влияния смазки вы сами писали. Она влияет. Каков практический смысл этих экспериментов? Особенно если учесть статистический разброс в геометрии (допуска, они хоть и небольшие, но есть) и свойствах материалов исходных деталей этих узлов...

Изменено 6 января 2016 пользователем SVB

[etcartman 23]

Взять эквивалентные (всмысле худшие для CalculiX) по внешнему контуру ролика, Sigma minus и Sigma plus есть и ярковыражены. Засунуть их в формулы обычной циклики?

 

Не обычной циклики а малоцикловой усталости. Там речь идет не о напряжениях (которые выше предела текучести) а о деформациях. Я ничего не предлагаю но просто начинаю понимать из уточненного расчета (в CalculiX, ANSYS - там везде результаты идентичны в данном случае) что видмое в экспериментах отслаивание скорее всего и связано с ними. А после износа неупрочненного слоя скорее всего интенсивность износа уменьшится

 

.

 

Т.е., есть предположения, что действующие напряжения выше, чем что? Ведь пределы прочности у некоторых материалах различают на растяжение и сжатие. И, честно говоря, я лично не понял практической ценности в планируемых у вас экспериментов.

 

Вы по моему не понимаете вообще о чем идет речь. Не поняли и не надо. Расписывать смыслы я не могу потому что работа коммерческая и ее результаты мне не принадлежат.

Кстати Писаренко скачал - огромное спасибо. Никогда не видел чтобы в одном справочнике было собрано в сжатом виде столько полезной информации по существу (и без детсадовских упрощений как обычно принято для вузов)

Изменено 6 января 2016 пользователем etcartman

[ak762 323]

справочнике Писаренко Г.С., Яковлева А.П. и Матвеева В.В., ссылку на который я дал в посте #9 на странице 631-643, а конкретно  в разделе "Проверка прочности при контактных напряжениях"

 

глядя на картинки в справочнике, попался на глаза англоязычный калькулятор с теми же схемами касания может кому пригодится для быстрых приближенных оценок.

 

http://www.amesweb.info/HertzianContact/HertzianContact.aspx

[SVB 188]

 

Вы по моему не понимаете вообще о чем идет речь. Не поняли и не надо. Расписывать смыслы я не могу потому что работа коммерческая и ее результаты мне не принадлежат.

 

etcartman, да, я не понял, о чем у вас идет речь.

Мне вообще сдаётся, что это попытка продать давно известные вещи...

Но, раз есть покупатель, то почему бы и нет!

Вот вам еще ссылка: https://cloud.mail.ru/public/BvE1/QYFi9exDq

 

на замечательную книгу: Лукьянец В.А. "Физические эффекты в машиностроении" (1993).

Почитайте там стр. 36, 37. Это про ваши задачи..........

Изменено 7 января 2016 пользователем SVB

[etcartman 23]

глядя на картинки в справочнике, попался на глаза англоязычный калькулятор с теми же схемами касания может кому пригодится для быстрых приближенных оценок.

 

Спасибо за ссылку!

 

2SWB

Вопрос о том что есть износ при качении (обычное явление) и есть величина называемая интенсивность износа и вещи это действительно известные.

Например железнодорожные колеса http://science-bsea.narod.ru/2004/mashin_2004/vorobiev_issled.htm

(для среднесетевых условий 0,38 мм на 10000 км пробега)

Фрикционные передачи работают в подобных условиях (можно нагуглить формулы и экспериментальные стенды) - там стараются передать максимальную мощность и большие нагрузки.

Кулачковые механизмы - там как правило небольшие контактные напряжения зато высокие обороты (плюс износ критичен для функциональности)

В моей задаче достаточно тяжело нагруженный (но заменяемый) не дорогой ролик под большой нагрузкой. Контактное напряжение довольно большое. Не за пределами возможных максимальных значений но на том уровне, когда связанные с этой величиной проблемы заслуживают большого внимания. Ролик должен быть по возможности компактным - в этом смысл механизма, и это помогает решить массу других проблем (куда более сложных и дорогих)

В задаче требуется оценить адекватно оценить интенсивность износа и опредлелить количество циклом до замены (пытаясь максимизировать его например через твердость). Общие рассуждения тут не помогут.

Изменено 7 января 2016 пользователем etcartman

[AlexKaz 1 854]

Перечитал тему еще раз.

" То есть известна такая штука как

дробейструйная обработка поверхности или

обкатка роликами."

В этом случае обычно в поверхностном слое создаются небольшие растягивающие, а чуть глубже - большие сжимающие напряжения. Цель поверхностного пластического деформирования - улучшить жизнь поверхностного слоя чтобы при циклике трещина как можно дольше не начинала свой рост с поверхности. Я думаю в вашем случае наблюдается так называемый перенаклеп - то самое отслоение частиц металла. Бороться с таким эффектом можно снижая действующме напряжения/ заменяя металл/меняя конструкцию.

Есть литература чтобы просчитать ресурс. Сейчас я изучаю теорию малых циклов в изложении Фролова "Расчеты деталей машин на прочность и долговечность", 1985. В книжке есть и учет сложного НС (что меня и интересует), причем в основном применительно к деформациям и интенсивности (есть и по напряжениям). Там же в конце главы изложен подробнейший алгоритм расчета.

[etcartman 23]

Перечитал тему еще раз.

" То есть известна такая штука как

дробейструйная обработка поверхности или

обкатка роликами."

В этом случае обычно в поверхностном слое создаются небольшие растягивающие, а чуть глубже - большие сжимающие напряжения. Цель поверхностного пластического деформирования - улучшить жизнь поверхностного слоя чтобы при циклике трещина как можно дольше не начинала свой рост с поверхности. Я думаю в вашем случае наблюдается так называемый перенаклеп - то самое отслоение частиц металла.

 

Мне кажется что при накатке вся суть в остаточных сжимающих деформациях. То есть упрочнение - изотропно, если вы запрессуете поверхностный слой то на растяжение потом материал будет работать лучше. А поверхностные растягивающие напряжения (о которых кстати никто не пишет) возникают из-за стеснения поперечных деформаций, они только негативно могут влиять на поверхностный слой. В линейной постановке (или при небольших нагрузках) растягивающие напряжения не велики, ниже передела пропорциональности.

[etcartman 23]

Вот собственно картинка иллюстрирующая механизм отслоения растянутых волокон (и износ при малоцикловой усталости). С поправкой на то, что конечно материал не однородный на практике. Просчитать нагрузку и разгрузку нелинейно с большим числом шагов конечно сложно, но для качественного понимания одного начального НДС в принципе достаточно.

 

Изменено 14 января 2016 пользователем etcartman