§ 8.3.1. Усталостные микротрещины
Переменные контактные напряжения вызывают усталость поверхностных слоев деталей. На поверхности образуются микротрещины с последующим выкрашиванием мелких частиц металла. Если детали работают в масле, то оно проникает в микротрещины (рис. 8.8, а). Попадая в зону контакта (рис. 8.8, б), трещина закрывается, а заполняющее ее масло подвергается высокому давлению. Это давление способствует развитию трещины до тех пор, пока не произойдет выкрашивание частицы металла (рис. 8.8, в). Выкрашивание не наблюдается, если значение контактных напряжений не превышает допускаемого.
Экспериментально установлено, что при качении со скольжением, например ω1Γ1>ω2^2 (рис. 8.8, а), цилиндры 1 и 2 обладают различным сопротивлением усталости. Это объясняется следующим. Усталостные микротрещины при скольжении располагаются не радиально, а вытягиваются в направлении сил трения. При этом в зоне контакта масло выдавливается из трещин опережающего цилиндра 1 и запрессовывается в трещины отстающего цилиндра 2. Поэтому отстающий цилиндр обладает меньшим сопротивлением усталости. Ускорение развития трещин при работе в масле не означает, что без масла разрушение рабочих поверхностей замедлено.Во-первых, масло образует на поверхности защитные пленки, которые частично или полностью устраняют непосредственный металлический контакт и уменьшают трение. При контакте через масляную пленку контактные напряжения уменьшаются, срок службы до зарождения трещин увеличивается. Во-вторых, при работе без масла увеличивается интенсивность абразивного износа, который становится главным критерием работоспособности и существенно сокращает срок службы.
Кривые усталости материала по контактным напряжениям подобны кривым усталости по напряжениям изгиба, растяжения— сжатия и другим (см. курс «Сопротивление материалов» и рис. 8.39). Здесь, так же как и при других напряжениях, имеется точка перелома кривой усталости при числе циклов NBG И соответствующий предел выносливости. По определяют допускаемые напряжения при расчете на усталость по контактным напряжениям.
Кривые усталости материала по контактным напряжениям подобны кривым усталости по напряжениям изгиба, растяжения— сжатия и другим (см. курс «Сопротивление материалов» и рис. 8.39). Здесь, так же как и при других напряжениях, имеется точка перелома кривой усталости при числе циклов NBG И соответствующий предел выносливости. По определяют допускаемые напряжения при расчете на усталость по контактным напряжениям.