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滾動軸承金屬材料工作下的條件（上）

 
 在大多數(shù)情況下，滾動軸承是在較小的動負(fù)荷條件下工作，因而可以用較脆的高設(shè)鋼制造，后經(jīng)完全淬透和低淞凹火。軸承鋼在某些場合下應(yīng)用時，要求材料具有較高的動強度，因而須采用高溫回火，后經(jīng)表面淬火的鋼，或者采用滲碳鋼。
滾動軸承所承受的負(fù)荷經(jīng)滾動體（鋼球或滾予）從一個套圈傳至另一個套用，而滾動體之間由保持架隔開。施加負(fù)荷后，在滾動體與套圈的接觸點上產(chǎn)生的接觸應(yīng)力會導(dǎo)致局部變形，從而形成接觸面。通常，接觸面星橢圓形。接觸橢圓的兩軸長度之比與兩接觸體的主曲率有關(guān)，而這個比值由軸承鋼種的軸承結(jié)構(gòu)確定（圖1）。
因此，當(dāng)鋼球與調(diào)心軸承的外圈球面接觸時，接觸面為圓形；而軸承鋼的鋼球與內(nèi)斟滾道接觸時，接觸碾為橢圓形（圖l），圓柱滾子軸承的接觸橢圓呈條帶狀。最大壓力發(fā)生在橢圓或條帶的中心上，它超過平均壓力的50%。這一點易切削結(jié)構(gòu)鋼制材沒有優(yōu)勢、接觸面的尺寸和接觸壓力與主曲率和接觸體的尺寸有關(guān)。接觸面的尺寸和接觸壓力與負(fù)荷的立方根成正比，軸承零件在工作時，在接觸面上所承受的壓力是相當(dāng)大的，一般達(dá)2000兆帕，而重負(fù)荷軸承甚至可達(dá)4000兆帕。接觸面的Il應(yīng)力除靠近接觸面的邊緣有較小的拉應(yīng)力外，其余幾乎均是壓應(yīng)力。最大切應(yīng)力點在約等于接觸面半徑的1/2深度處。與合金結(jié)構(gòu)鋼的接觸面不同、碳素結(jié)構(gòu)鋼、美國結(jié)構(gòu)鋼、德國結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼沒有軸承滾動時的應(yīng)力。它在應(yīng)力條件下是處于不變的。
 但是由于軸承鋼表面摩擦力的存在，使切應(yīng)力增大，從而使最大切應(yīng)力的位置移向表面。這時，拉伸正應(yīng)力也隨之增大。軸承工作時在金屬表面層發(fā)生的塑性變形會導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。上述各種應(yīng)力的疊加，使應(yīng)力分布更加復(fù)雜化。
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