近年來,通用機械零部件的(de)摩(mo)擦(ca)學(xue)設計(ji)(ji)得到廣(guang)(guang)泛關注(zhu),滾(gun)動(dong)軸(zhou)承是應用最廣(guang)(guang)泛的(de)機械零部件之一,隨(sui)著數(shu)值計(ji)(ji)算技術和方法的(de)發展,計(ji)(ji)算模擬和模擬試驗已廣(guang)(guang)泛用于滾(gun)動(dong)軸(zhou)承的(de)摩(mo)擦(ca)學(xue)研究(jiu)和產品設計(ji)(ji)。滾(gun)動(dong)軸(zhou)承的(de)摩(mo)擦(ca)學(xue)設計(ji)(ji)有正向和反向兩(liang)種思路。
滾動(dong)軸(zhou)(zhou)承的(de)(de)性(xing)能對機械系統(tong)的(de)(de)性(xing)能有重大影響(xiang),然而影響(xiang)滾動(dong)軸(zhou)(zhou)承疲勞壽命的(de)(de)因(yin)(yin)素眾多(duo),如(ru)工作(zuo)溫(wen)度、沖擊載荷、可靠性(xing)、材料、使用條件、極(ji)限轉速(su)、表面(mian)粗糙(cao)度、夾雜物、壓痕、潤(run)滑狀態、徑向游隙、偏(pian)斜、疲勞裂紋(wen)誘導應力(li)(li)、切向摩擦力(li)(li)、殘余應力(li)(li)和環向應力(li)(li)、表面(mian)處理等,這些(xie)因(yin)(yin)素相互影響(xiang),加之疲勞壽命試(shi)驗(yan)的(de)(de)非(fei)重復性(xing),影響(xiang)因(yin)(yin)素尚(shang)難以準(zhun)確地定量描述。
滾動(dong)軸(zhou)承(cheng)疲(pi)(pi)勞壽命經典的(de)L-P理論基(ji)于假設:滾動(dong)接觸的(de)疲(pi)(pi)勞失(shi)效(xiao)起源于接觸區域下正交切應力最(zui)大的(de)深(shen)度處。然而隨著軸(zhou)承(cheng)制造(zao)工藝的(de)發展,起源于表(biao)面的(de)疲(pi)(pi)勞失(shi)效(xiao)模式較表(biao)面下疲(pi)(pi)勞失(shi)效(xiao)模式出現得更為頻繁。裂(lie)(lie)紋萌(meng)生(sheng)有(you)3種機(ji)制:起源于表(biao)面的(de)裂(lie)(lie)紋萌(meng)生(sheng)、起源于近表(biao)面的(de)裂(lie)(lie)紋萌(meng)生(sheng)和材料(liao)基(ji)體中的(de)裂(lie)(lie)紋萌(meng)生(sheng)。
起源于表(biao)面(mian)的麻點和(he)(he)表(biao)面(mian)下起源的剝(bo)落壽命(ming)是(shi)競爭的失效模式,被(bei)預(yu)測為膜厚比(bi)、粗糙峰斜率(lv)均方根值(zhi)和(he)(he)邊界(jie)潤滑(hua)粗糙峰接觸(chu)中的牽(qian)引系(xi)數的函(han)數。
隨(sui)著(zhu)高速鐵路和航空工業的(de)發(fa)展,對(dui)于軸承(cheng)高可靠度(du)的(de)要(yao)求越(yue)來(lai)越(yue)多,同時軸承(cheng)應用(yong)環境(jing)溫(wen)(wen)度(du)變化較大,有必要(yao)深入研究可靠度(du)與溫(wen)(wen)度(du)的(de)耦(ou)合(he)作用(yong)。滾動(dong)(dong)軸承(cheng)材料仍在(zai)發(fa)展之中,有必要(yao)探索零(ling)件的(de)表面完(wan)整性與表面疲勞(lao)麻(ma)點(dian)之間(jian)的(de)關(guan)系,在(zai)微觀尺度(du)上(shang)揭示零(ling)件表面完(wan)整性和潤滑效應對(dui)疲勞(lao)麻(ma)點(dian)的(de)影響。另一方面,結合(he)載荷(he)特性以及材料的(de)動(dong)(dong)態響應來(lai)研究剝落(luo)失效,分析軸承(cheng)材料對(dui)外界(jie)載荷(he)的(de)動(dong)(dong)態響應,研究疲勞(lao)性能與材料性能之間(jian)的(de)耦(ou)合(he)關(guan)系,獲(huo)取材料動(dong)(dong)態響應與表層疲勞(lao)剝落(luo)的(de)關(guan)系。
對于其他(ta)影響軸承(cheng)疲(pi)勞壽(shou)命(ming)的(de)因素(su),例如潤滑劑和添加(jia)劑,表面粗糙(cao)度、環向(xiang)應(ying)力和界(jie)面滑動等,也(ye)需要綜合地研究,如建(jian)立(li)數據(ju)庫(ku)和研發(fa)軟件(jian)包,實(shi)現潤滑劑和軸承(cheng)材料的(de)自動分析與選擇,這也(ye)是未來發(fa)展方向(xiang)之(zhi)一。
對影響軸(zhou)承滾動解除疲(pi)勞(lao)的因素(su)進(jin)行分(fen)析,有助于更好地理解軸(zhou)承疲(pi)勞(lao)失(shi)效(xiao)的機制。一方面(mian)可(ke)以(yi)盡量避免產(chan)生降低軸(zhou)承壽命的因素(su),提高(gao)軸(zhou)承的疲(pi)勞(lao)壽命;另一方面(mian),可(ke)以(yi)為(wei)疲(pi)勞(lao)壽命理論(lun)的發展提供一定的指(zhi)導,以(yi)期提高(gao)軸(zhou)承疲(pi)勞(lao)壽命預測(ce)的準確性。
