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滾動軸承殘余疲勞壽命的預測方法

滾動軸承殘余疲勞壽命的預測方法

 

使用壽命和預測殘余疲勞壽命一直是滾動軸承研究的重要課題。使用壽命研究包括:材料、熱處理、加工、表面處理等技術;而預測殘余疲勞壽命研究一般為:通過監測軸承斷裂前出現的某些斷裂先兆(如聲發射)等因素預測斷裂的發生。

 

主動預測軸承殘余使用壽命方法有哪些?

 

X射線衍射法

X射線特征參數主要為:殘余應力、馬氏體半高寬(HVB)和殘余奧氏體。軸承疲勞度與HVB變化有很高的相關度,可用于分析軸承殘余疲勞壽命。

     HVB無量綱化(減小比),即滾動軸承接觸面HVB的減小比除以內部HVB的值。通過對全淬軸承疲勞水平的分析得到:即使是軸承載荷不同或者軸承的接觸形式不同,軸承疲勞度與HVB減小比仍存在良好的相互關系。但是,因為表面淬硬軸承的接觸表面HVB減小比小,疲勞離散度太大,所以很難評估其殘余疲勞壽命。

 

表面水平極性剪切波

表面水平極性剪切波(表面SH波),采用一種簡便的超聲波測量系統使之穿過試樣表面,通過測量表面SH波的傳播速度(滾動疲勞度的進展會減緩表面SH波的傳播速度)預估軸承的疲勞度,可進行現場測量,操作簡便、容易。彌補了X射線難以用于滲碳軸承的缺點。

測量環境溫度和軸承滾動接觸部分的表面粗糙度對表面SH波傳播時間的影響可以通過不同距離的測量防范予以消除。

采用平探頭作為SH傳感器設計可以測量任何直徑(內圈滾道)。但是,平面型傳感器只適用于線接觸軸承,不能應用在表面硬化處理的點接觸軸承。

 

Leaky Rayleigh

 開發能夠適用于深溝球軸承內圈的傳感器,傳感器能夠滿足以下功能:

     1)超聲波可以在內溝道的底部匯聚;

     2)LR波可以在溝道底部沿圓周方向傳播;

     3)LR波和鏡面反射波能夠單獨接收;

     4)LR波能進入到滾動疲勞層。

利用該傳感器建立LR波速度測量系統,可用于軸承疲勞度的數據分析,不受熱處理或溝道外形的限制。


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