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長命命燃機軸承鋼球外面強化技術

長命命燃機軸承鋼球外面強化技術


燃機用三點接觸球軸承蒙受較大的轉子軸向推力載荷,鋼球在任務中蒙受較高的接觸應力和交變載荷,在應用中會偶發鋼球外面剝落,影響軸承應用壽命和靠得住度。國際燃機軸承鋼球疲憊壽命與國外有必定的差距,有需要研討若何進步鋼球抗疲憊機能。


鋼球抗疲憊機能與鋼球外面、次外面應力狀況有關,鋼球外面蒙受最大剪切力地位在次表層,進步鋼球表層硬度,增長外面和次外面壓應力,可以進步鋼球抗疲憊機能和耐磨機能


鋼球外面強化是在鋼球外面塑性變形規模內,采用鋼球互相碰撞的方法,使其外面產生微觀彈性變形和微不雅塑性變形,導致鋼球表層硬度進步,鋼球外面呈壓應力狀況散布。爲知足燃機軸承長命命、高靠得住性的需求,在鋼球加工時增長外面強化處置工藝。


慣例停止強化處置的鋼球尺寸較小,且資料爲通俗軸承鋼。燃機軸承零件多選用低溫鋼和高速鋼等特別鋼資料,且鋼球尺寸較大。故有需要對燃機軸承鋼球強化處置技術停止研討。


1、鋼球外面強化實驗

1.1 樣件

鋼球直徑爲22.225mm,資料爲M50鋼。


1.2 強化實驗

取2000粒鋼球,采取鋼球外面強化機停止強化實驗。經由過程實驗肯定工藝參數爲:滾筒轉速15r/min,強化時光100~ 210min。強化液(石油和20#機油按必定比例)爲100~150mL。


1.3 檢測成果

1.3.1應力

鋼球強化前、後的表層應力如圖1所示,由圖可知:1)未強化球的應力峰值約爲-450MPa,在距外面0.1mm處;2)強化2.5h球的應力峰值爲-900MPa,在距外面0.4mm處,強化層深度約爲0.75mm;3)強化4h球的應力峰值爲-1100MPa,在距外面0.5 mm處,強化層深度約0.8mm。強化後的鋼球表層應力大幅進步,且強化時光分歧,鋼球外面應力變更及強化層深度也分歧。

1.3.2 硬度

鋼球強化前、後的表層硬度如圖2所示,強化後的鋼球表層硬度顯著增長,均勻硬度由731HV0.1進步到785HV0.1 。

1.3.3 外面蛻變層檢測

在某公司生效剖析中心采取組織和硬度法對強化後的鋼球停止蛻變層檢測,沒有顯著蛻變層。


1.3.4 小結

強化後的鋼球表層應力增長70%~88%,表層硬度顯著進步,外面沒有顯著蛻變層。


2、強化工藝

經由過程實驗和檢測,終究肯定鋼球加工工藝爲:成形→退火→光球→軟磨→熱處置→硬磨1→外面強化處置→硬磨2→初研→彌補回火→精研→穩固→超精研→終檢→塗油包裝。並對制品鋼球停止了檢測,清除應力處置後壓應力僅下降約100 MPa,對強化後果影響較小。


3、疲憊壽命實驗

軸承鋼球生效屬于轉動接觸疲憊生效,采取圖3所示的辦法對其壽命停止評價。測試球在必定加載力的感化下同時與4個陪試球接觸,當主軸夾具帶動測試球高速扭轉時,4個陪試球在磨擦力的感化下隨之產生純轉動。鋼球間的接觸應力5.83GPa,主軸轉速爲3000 r/min。通俗工藝鋼球取9粒,強化處置的鋼球取6粒。強化前、後的鋼球疲憊壽命如圖4所示,強化後的鋼球疲憊壽命顯著進步。

4、停止語

采取外面強化技術對燃機軸承鋼球強化,並經疲憊實驗驗證,強化後的鋼球疲憊實驗壽命顯著進步,解釋了特別資料鋼球外面強化技術的準確性。

(起源:《軸承》2020年11期)



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