基于鋼球性能要求和標準,依靠現(xiàn)有的裝備條件,設計了一種壓碎載荷測試專用裝置,可快速對不同規(guī)格鋼球進行壓碎載荷值的測試,具有操作簡單、快速、準確的特點。
【部分圖文】：

精密制造與自動化2020年第3期47鋼球壓碎載荷測試裝置設計與試驗分析探討*王建修張旭(陜西漢江機床有限公司陜西漢中723003)摘要基于鋼球性能要求和標準，依靠現(xiàn)有的裝備條件，設計了一種壓碎載荷測試專用裝置，可快速對不同規(guī)格鋼球進行壓碎載荷值的測試，具有操作簡單、快速、準確的特點。關鍵詞鋼球壓碎載荷值彈性變形工裝夾具滾動功能部件具有傳動效率高、性能穩(wěn)定、精度保持性好、承載力大等優(yōu)點，隨著機械制造行業(yè)的發(fā)展，應用范圍不斷擴大，而鋼球作為滾動功能部件的重要組成部分，其性能直接影響到產(chǎn)品的承載力和耐磨性。滾動功能部件在承受工作載荷后，會產(chǎn)生一定的彈性變形，隨著載荷的逐漸增大，鋼球會產(chǎn)生永久變形甚至破碎，導致滾動功能部件失效。精度、硬度、組織及壓碎載荷值是衡量鋼球性能的重要指標，壓碎載荷值的大小決定著滾動功能部件的承載能力，壓碎載荷值的大小是選用鋼球的重要依據(jù)之一。本文根據(jù)鋼球壓碎載荷值測試原理和規(guī)范，結合現(xiàn)有的實施裝置和手段，設計專用的工裝，完成對鋼球壓碎載荷值的測試與驗證。1測試原理根據(jù)使用工況，鋼球在滾動功能部件使用過程中，在承受外部載荷的同時進行滾動和滑動，與滾道部分通常為點接觸，為模擬實際工況，鋼球在壓碎載荷測試過程中，選取3顆同規(guī)格鋼球為一組，垂直放入設計好的工裝夾具中，保證三顆鋼球的中心在施加的外部載荷軸線上，上下兩顆鋼球與底座和壓頭上的錐形面環(huán)形成線接觸，中間鋼球為點接觸，通過拉壓實驗機按加載要求對鋼球進行垂直加載，直至鋼球被壓碎或達到預期載荷值。試驗臺的加載根據(jù)標準按980N/s的加載速度進行，實驗中*陜西省重點研發(fā)計劃項目—高檔滾珠絲杠副關鍵技術研究及示范生產(chǎn)線建設編號?

精密制造與自動化2020年第3期48作面會使壓頭可移動距離縮短，可能導致有效加載力達不到鋼球壓碎載荷值的情況出現(xiàn)。底座設計90°錐孔用于固定鋼球，深度為鋼球直徑尺寸的1/3～1/2比較合適，可滿足多個規(guī)格鋼球的測試需求。圖2測試裝置簡圖鋼球保持架設計：保持架主要由V型塊和壓板，V型塊可以很好的保證鋼球的同軸，壓板用來將鋼球固定在V型槽中，方便垂直放置。V型塊和壓板的水平高度要高過最上側鋼球的1/2處，要低于最上側鋼球的2/3處，這樣既能保證對鋼球添加有效約束，又能留出允許鋼球、壓頭和底座產(chǎn)生變形的足夠允許變形量。3測試裝置驗證與測試分析為保證壓碎載荷專用工裝的可靠性和穩(wěn)定性，基于現(xiàn)有的拉應力試驗機，通過對不同鋼球直徑進行多次測試，驗證測試數(shù)據(jù)的準確性和一致性。本次驗證以Φ3.5鋼球為例，對試驗過程與結果進行分析。3.1試驗步驟（1）將專用工裝連接到拉壓力試驗機上，由于鋼球測試過程產(chǎn)生的彈性變形較小，必須保證相關部分固定牢靠，不會隨著壓力的大小產(chǎn)生位移。（2）夾具安裝在底座上，從V型槽放入鋼球，保證最下側鋼球在底座的錐孔內(nèi)，用壓板消除鋼球與V型槽的間隙，保證3顆鋼球軸線與底座錐孔、壓頭力的中心同軸；（3）設置加載力的速度為980N/s，根據(jù)鋼球理論壓碎值設置試驗最大載荷為7kN，采集力與時間、力與變形的數(shù)據(jù)，加載到設定值后，判斷鋼球是否破碎，保持10s后開始卸載；（4）試驗完成后，檢測鋼球夾具是否變形，用光電顯微鏡觀察鋼球變形及損壞情況，判定鋼球的壓碎載荷指標是否合格。3.2實驗結果與分析通過對Φ3.5鋼球進行測

（3）設置加載力的速度為980N/s，根據(jù)鋼球理論壓碎值設置試驗最大載荷為7kN，采集力與時間、力與變形的數(shù)據(jù)，加載到設定值后，判斷鋼球是否破碎，保持10s后開始卸載；（4）試驗完成后，檢測鋼球夾具是否變形，用光電顯微鏡觀察鋼球變形及損壞情況，判定鋼球的壓碎載荷指標是否合格。3.2實驗結果與分析通過對Φ3.5鋼球進行測試，在加載力勻速達到7kN的過程中，鋼球所承受的載荷與變形量呈線性關系，此階段為彈性階段，未出現(xiàn)明顯屈服點。力與時間、應力應變的數(shù)據(jù)采集見圖3、圖4所示。圖3力-時間曲線圖4應力-應變曲線通過對測試后的鋼球在電鏡下檢測，測量變形的大小，檢測后已發(fā)生塑性變形，如圖5所示，但未發(fā)生破裂情況，經(jīng)實際檢測，鋼球發(fā)生彈性變形后的平面直徑為1023μm。圖5電鏡下檢測鋼球示意圖
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李勇;王順興;趙學軍;;單個鋼球壓碎試驗及其評價[J];軸承;2007年12期

2 ;軸承鋼鋼球壓碎負荷的探討[J];軸承;1974年01期

3 趙高明;周勇;馬林;;熱處理工藝對鋼球壓碎載荷值的影響[J];軸承;2014年10期

4 金晶;提高鋼球壓碎載荷值的探討[J];軸承;1996年05期

5 丁問司;TB725X液壓碎石器性能檢測方法[J];設備管理與維修;2001年11期

6 韋希佳;鋼球壓碎載荷試驗的理論與實踐[J];機械工業(yè)標準化與質量;2003年11期

7 張永乾,孫永安,李縣輝;陶瓷球壓碎載荷試驗分析[J];軸承;2001年05期

8 李淑鏡;王麗梅;李玉泉;;鋼球的壓碎負荷試驗[J];哈爾濱軸承;2013年01期

9 劉世亮;王學輝;崔明廣;;空心圓柱滾子壓碎載荷計算[J];軸承;2016年05期

10 林綱，謝敬佩，楊茹萍，羅全順，宋延沛;疲勞磨損和壓碎磨損的應力計算[J];洛陽工學院學報;1994年03期

本文編號：2849846