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输送机减速器疲劳试验原理研究

文章来源: 发布时间:2017-12-7 10:26:58 浏览次数:

    减速器主要用于降低转速,增加转矩,并改变转矩的传递方向。减速器是输送机的“心脏”,其早期损坏将严重影响输送机驱动桥的使用寿命。减速器早期损坏的形式主要有:

 

输送机


    (1)齿轮副早期磨损:①不按要求装配,齿轮啮合间隙未调好;②轴承的预紧力过大或过小。预紧力过大时,影响传动效率,时轴承过热,缩短寿命。预紧力过小时,齿轮的啮合状况变坏,接触应力增大,导致齿轮副早期磨损;③没有按规定加注齿轮油。减速器必须按规定加注齿轮油,才能保证齿轮的正常润滑。否则,在运行一段时间后,齿面就会因润滑不良而造成点蚀、粘结和急剧磨损;④从动齿轮因锁紧调整螺母松动而产生偏移。调整螺母松动,造成从动齿轮偏移,啮合间隙变大,会使齿轮副早期磨损。

 

    (2)断裂:①齿轮啮合间隙太大。当齿轮啮合间隙太大而未及时调整时,主、从动齿轮在啮合过程中会产生冲击,从而使齿轮断裂;②主动齿轮轴承或差速器轴承损坏,滚子掉在主减速器内,会将齿轮打坏;③从动齿轮与减速器的连接螺栓松动、脱落,也会打坏齿轮。

 

    (3)主动齿轮轴承早期损坏:①主动齿轮轴承预紧力调整不当,使轴向间隙增大,产生冲击力,将损坏轴承;②轴承本身刚度差,质量不合格;③过载,使轴承负荷增加,从而使其寿命缩短。

 

    迈纳(Miner)损伤累积理论

 

    当零件与材料承受不稳定变应力时,在设计中一般采用迈纳的疲劳损伤累积理论来估计零件或材料的疲劳寿命。这一理论假定:在试件经受载荷历程中,每一载荷两都消除掉试件一定的有效寿命分量;又假定疲劳损伤与试件中所吸收的功成正比,而且还认为这个功与另类的作用循环次数和在该应力值下达到破坏的循环次数之比成比例。此外,还假定试件达到破坏时的总损伤量(总功)是一个常量,它是载荷的简单函数,并且损伤与载荷的作用次序无关。最后,假定各循环应力产生的所有损伤分量之和等于1时,试件就发生破坏。

 

    零件疲劳破坏与静力作用下的失效有本质的区别。材料在静载荷作用下的破坏过程一般都要静力弹性变形、塑性变形和断裂3个阶段,而它的疲劳破坏则有如下3个阶段:

 

    (1)在晶体中,位错是以三维状态呈网状分布的,位错网在滑移面上的线段可以成为位错源。由位错源不断释放出的位错,在滑移过程中必须首先克服附近位错网的障碍。

 

    假设位于晶粒中心的位错源产生一个位错并移向晶粒间界。由于材料通常为多晶体,两晶粒晶向不同,晶界的阻力较大,位错很难从一晶粒穿入另一晶粒,于是它被阻止而不得不在晶粒间前停下来。此后,位错源产生的其他位错也受阻而不能前进,形成了位错塞积。

 

    此时,加到位错列上的外加应力、障碍物的阻力相互作用力达到平衡,使得它不能向前运动。但塞积起来的位错在应力作用下都有继续向前运动的趋势,因而给障碍物施加很大的压力,在这里产生很大的应力集中。当领先位错向前移动一个小的位移时,所有位错便都向前移动同样的位移。

 

    (2)在第1阶段产生了短而细的滑移线,可以认为因其两端受阻造成位错塞积使滑移线不能发展。但是当相当靠近的滑移线间产生交叉滑移时,滑移面上的位错便消散掉,位错源继续发挥作用,使滑移线不断发展成为滑移面。

 

    (3)实验证明:塑性应变的开始点就是疲劳过程的起始源,其主要方式是滑移。在交变载荷作用下,循环应变首先在应力较大的花键侧圆柱表面开始,然后逐步扩展到内部,形成所谓的驻留滑移带,这种滑移带就是疲劳源。这种滑移扩展到一定程度时,有效工作面积减小。当实际承受的应力增大到接近材料的疲劳强度极限时便发生疲劳断裂。

 

    本文通过分析输送机减速器疲劳机理,从迈纳(Miner)损伤累积理论原理出发,分析了减速器疲劳试验的理论,提出了输送机减速器疲劳试验方法。


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