The Wayback Machine - https://web.archive.org/web/20221025184319/https://baike.sogou.com/kexue/d10596.htm

布氏压痕

编辑

布氏压痕/ˈbrɪnəlɪŋ/是一种坚硬表面上的永久压痕。在以其命名的布氏硬度测试中,一个小球以预设的力度压向一个坚硬的表面,压痕的深度和直径表明了该表面的布氏硬度。同时,布氏压痕本身也是一种磨损过程,其多出现于运动部件的受压表面,例如轴承或液压活塞。由于零件间往往需要紧密协同,在通常情况下,我们并不希望布氏压痕的出现。即使非常小的压痕,也会很快导致系统作业异常,例如抖振或高频超差,进而加速零件其他形式的磨损,如剥落和磨蚀。

1 介绍编辑

布氏压痕是由赫兹接触应力超过材料极限引起的材料表面失效。它通常发生在相当大的负载力分布在相对较小表面区域的情况下。布氏压痕通常由机器停止或旋转时的重载荷或重复冲击载荷引起,尽管它也可能仅由一次大于材料极限的载荷而引起。

压坑可能是由长时间放置在固定轴承上的重载引起的。其结果是永久性凹痕或“布氏印记”。布氏压痕通常会沿着轴承座圈以均匀间隔的模式出现,如同轴承的原生结构,例如滚针轴承或滚柱轴承的多排凹痕或滚珠轴承中的圆形凹痕。这是滚子轴承故障和不使用硬化垫圈时螺栓连接中预载荷损失的常见原因。[1]例如,当旋转头内的滚珠轴承在硬盖上产生凹槽时,脚轮会出现压痕,从而因为所需的旋转力增加而导致性能降低。

2 避免压痕损坏编辑

工程师可以在计算中考虑材料的布氏硬度来避免这种失效模式。通过定义滚动轴承元件的静载荷等级可以避免这种类型的故障。增加轴承中元件的数量可以为轴承提供更好的载荷分布,因此,用于大载荷的轴承可能有许多滚珠,或者使用滚柱代替滚珠。这可以降低轴承产生布氏压痕的可能,但会增加元件间的摩擦与其他因素。然而,尽管滚柱轴承和滚珠轴承在径向和推力载荷下工作良好,但当受到非常高的冲击载荷、横向载荷或振动时,它们也容易出现压痕。巴氏合金轴承或青铜轴衬常被用于在这种负载下代替滚柱轴承,例如在汽车曲轴或滑轮槽轮中,以通过将力分布在非常大的表面积上来降低产生压痕的可能性。

布氏压痕产生的一个常见原因是安装不当。将轴承压入孔中或安到轴上时,经常会出现压痕。必须小心地确保压力被施加到适当的轴承座圈上,以避免压力通过滚珠或滚柱从一个轴承座圈传递到另一个轴承座圈。如果压力施加在错误的座圈上,任一座圈或两座圈都可能出现压痕。挤压或夹紧动作也会留下布氏痕迹,尤其是当所用的老虎钳或压力机具有锯齿状钳口或粗糙表面时。因此压制轴承时通常采用平板压板,而软铜、黄铜或铝制的钳口盖也通常用于工作夹钳,以防止在工件上产生布氏压痕。[2]

3 假性布氏压痕编辑

一种外观类似的、由微动磨损引起的损伤被称为假性布氏压痕。当接触体在非常小的载荷下相互振动时会发生这种情况。这会将润滑剂推出接触表面区域,导致轴承组件不能移动足够距离使移位的润滑剂重新分布。其结果是形成了一个形似于布氏压痕的精细抛光的表面,但并不会对任一接触面造成永久变形。这种类型的假压痕通常发生在轴承的运输过程中,其介于轴承的制造与安装期间。这种抛光表面经常被误认为是布氏压痕,尽管轴承并没有实际损坏。在短时间的磨合后,这种假性布氏压痕就会消失。[1]

微动磨损也可能在工作过程中发生,从而导致出现更深的压痕。当转轴中形成的小振动与转速发生共振时,就会发生这种情况,导致转轴中出现环形振荡。该振荡使轴发生进动,转速的时序使滚珠或滚柱仅在它们处于相似位置时接触座圈。这在特定区域与轴承和座圈接触时会形成磨损痕迹,但在其他区域不会,从而形成类似于布氏压痕的不均匀磨损模式。然而,此标记通常太宽,与轴承的形状不完全匹配,因此这种类型的磨损可以与真正的压痕区分开来。[1]

参考文献

  • [1]

    ^Advanced Concepts of Bearing Technology By Tedric A. Harris, Michael N. Kotzalas -- CRC Press 2007 Page 284.

  • [2]

    ^Automotive Service: Inspection, Maintenance and Repair by Tim Gilles -- Delmar Learning 2004 Page 1016.

阅读 62
版本记录
  • 暂无