87 / 397
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
87
прочности [3], так же имеется и третья точка зрения зарождения усталостных трещин.
Исследователи считают, что в образовании присутствуют обе причины: упрочнение и
разрыхление – это следствие циклическо-пластической деформации и действующие
одновременно. А появление усталостных трещин в данном микрообъеме – это результат
исчерпания пластических свойств. В этом случаи пластические деформации занимают
большой объем по всему сечению, происходит хрупкое разрушение. [3]
В случае развития усталостной трещины от подповерхностного дефекта, она может
соединяться с соседними микротрещинами. Траектория и скорость ее развития зависят от
ориентировки лежащих вблизи микротрещин, а также от механических свойств соседних
участков металла. Одновременно под поверхностью может развиваться несколько
микротрещин. При циклическом нагружении та трещина, которая оказалась в условиях
наиболее способствующих ее росту, достигает поверхности детали и затем происходит
выкрашивание металла. Причем глубина выкрашивания от поверхностных концентраторов
напряжений в несколько раз больше, чем от поверхностных дефектов.
Остро стоит вопрос по проблеме моделирования процессов малоцикловой усталости
игольчатых подшипников. Известно большое количество феноменов, сопровождающих этот
процесс, которые невозможно уложить в рамки какой-либо из предлагаемых теорий. К ним
можно отнести термоактивируемое накопление повреждений, прирабатывание поверхностей
при трении, цикличность изнашивания, кинетические фазовые переходы структур дефектов,
физико-химическую и структурную модификацию материала поверхностного слоя и т. д.
Так как в процессе работы игольчатого подшипника развиваются огромные давления
на фактических пятнах контакта, образование частиц износа при усталостном изнашивании
игольчатых подшипников происходит только после множества циклов контактного
взаимодействия, вызывая периодическое охрупчивание и диспергирование поверхностных
слоев. С каждым контактом в поверхностном слое происходит необратимое изменение
некоторого определяющего параметра, идентификация которого – необходимый шаг в
поиске объективного критерия износостойкости материалов.
Усталостное разрушение поверхностного слоя происходит в игольчатых
подшипниках, подвергающихся длительному нагружению переменными усилиями.
Усталостные трещины возникают на поверхности трения, распространяются вглубь слоя.
Постепенно удлиняясь, мелкие трещины образуют сетку на отдельных ограниченных или
больших участках поверхности. При этом раскрытие трещин происходит под действием
пульсирующего давления смазочного материала.
Трещина, достигнув основания антифрикционного слоя, изменяет свое направление,
распространяясь по стыку между основанием и слоем, впоследствии отдельные участки
поверхностного слоя выкрашиваются. Выкрашивание крупных кусков поверхностного слоя
сопровождается образованием поверхностных «язв», которые забиваются продуктами
износа, действующими как абразив. Образование трещин повышает износ поверхностей
трения, острые кромки производят режущее действие, а вблизи кромок происходит
выкрашивание поверхности материала.
Циклически изменяющиеся контактные напряжения вызывают поверхностные
разрушения в виде ямок выкрашивания, называемые питтингом. Образовавшиеся раковины
размерами от сотых долей миллиметра до нескольких миллиметров увеличиваются в
процессе работы узла трения, и возникает шелушение поверхности.
В своих работах И. В. Крагельский разработал уравнение для фрикционной усталости
и развил фрикционно усталостную модель, в которой учитываются процессы на уровне
влияния шероховатости поверхностей, при относительном скольжении трущихся тел
происходит разрушение в результате многократного деформирования истираемого
материала жесткими микронеровностями контртела [12-19].
Заключение
. В заключение отметим, что наиболее существенным во всей
приведенной работе, является то, что малоцикловая усталость игольчатого подшипника,
процесс формирования усталостных трещин в материалах игольчатых подшипников