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任何一件產(chǎn)品發(fā)生問題,都會與制造或使用有關(guān)。比如說電機的斷軸問題:一方面,電機制造廠家會在軸的設(shè)計、以及制造過程,采取必要的措施,但所設(shè)計電機是否與使用工況匹配,同樣是一個非常關(guān)鍵的問題。
在設(shè)計和制造過程中,會通過許多可能的措施,有效提高軸的強度。如,合理安排軸的尺寸關(guān)系、應(yīng)力規(guī)避措施、調(diào)質(zhì)等熱處理方法、采用韌性較好的材料等等。但是,在使用環(huán)節(jié)的合理性同樣重要,比如說,電機傳動方式,傳動零部件尺寸,安裝方式等因素,都會導(dǎo)致電機出現(xiàn)軸承散架,嚴(yán)重時出現(xiàn)斷軸問題。如果設(shè)計者沒有充分考慮這些實際工況,斷軸概率往往會超出預(yù)期。
電機運行過程中,存在嚴(yán)重振動的球磨機、破碎機等設(shè)備,對電機的要求相對嚴(yán)苛,特別是運行過程中出現(xiàn)的帶電粉塵,同樣會加大電機運行風(fēng)險。這種情況下,電機結(jié)構(gòu)設(shè)計不能再沿用常規(guī)方法,必須采取特別的手段,或進行更為精細的分析。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計的角度,如果問題相對集中,或者具有明顯規(guī)律時,應(yīng)通過深層次的分析,從軸的設(shè)計上就有所取舍,從根本上解決問題。
什么是調(diào)質(zhì)?
調(diào)質(zhì)一般指的是淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝,調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能,材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整,其強度、塑性和韌性都較好,具有良好的綜合機械性能,調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體
調(diào)質(zhì)處理廣泛用于要求具有優(yōu)良綜合性能,特別是在交變載荷下工作的結(jié)構(gòu)零件,如汽車的軸、齒輪,航空發(fā)動機的渦輪軸、壓氣機盤等。需要感應(yīng)加熱淬火的結(jié)構(gòu)鋼零件,在表面淬火之前,通常都先進行調(diào)質(zhì),以獲得細小而均勻的索氏體,有利于表面淬硬層,也可使心部獲得良好的綜合力學(xué)性能。氮化零件在滲氮前經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理可以改善鋼的加工性能,還能為滲氮作好組織準(zhǔn)備。為使量具在淬火前得到較高的光潔度,消除粗加工造成的應(yīng)力,減小淬火變形,并使淬火后的硬度高而均勻,可在精加工前進行調(diào)質(zhì)處理。對于鍛造后存在網(wǎng)狀碳化物或晶粒粗大的工具鋼,可采用調(diào)質(zhì)處理消除碳化物網(wǎng)并細化晶粒,且使碳化物球化改善可切削性,為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。
什么是應(yīng)力:
物體由于外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力,以抵抗這種外因的作用,并試圖使物體從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置。
在所考察的截面某一點單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。同截面垂直的稱為正應(yīng)力或法向應(yīng)力,同截面相切的稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。
同截面垂直的稱為正應(yīng)力或法向應(yīng)力,同截面相切的稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。應(yīng)力會隨著外力的增加而增長,對于某一種材料,應(yīng)力的增長是有限度的,超過這一限度,材料就要破壞。對某種材料來說,應(yīng)力可能達到的這個限度稱為該種材料的極限應(yīng)力。極限應(yīng)力值要通過材料的力學(xué)試驗來測定。將測定的極限應(yīng)力作適當(dāng)降低,規(guī)定出材料能安全工作的應(yīng)力最大值,這就是許用應(yīng)力。材料要想安全使用,在使用時其內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)低于它的極限應(yīng)力,否則材料就會在使用時發(fā)生破壞。
有些材料在工作時,其所受的外力不隨時間而變化,這時其內(nèi)部的應(yīng)力大小不變,稱為靜應(yīng)力;還有一些材料,其所受的外力隨時間呈周期性變化,這時內(nèi)部的應(yīng)力也隨時間呈周期性變化,稱為交變應(yīng)力。材料在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞。通常材料承受的交變應(yīng)力遠小于其靜載下的強度極,破壞就可能發(fā)生。另外材料會由于截面尺寸改變而引起應(yīng)力的局部增大,這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。對于組織均勻的脆性材料,應(yīng)力集中將大大降低構(gòu)件的強度,這在構(gòu)件的設(shè)計時應(yīng)特別注意。
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