Wie kann ein Ermüdungsausfall von Maschinenteilen verhindert werden?
Bei der Arbeit mit Maschinen oder Anlagen müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass deren Teile zyklischen oder variablen Belastungen ausgesetzt sind, die zu einem Versagen aufgrund von Ermüdung führen können. Zu diesem Zeitpunkt müssen wir die Gründe für das Ermüdungsversagen der folgenden Maschinenteile und die vorbeugenden Maßnahmen im Konstruktionsprozess kennen.
Ermüdungsbruch kann aufgrund der folgenden Ursachen auftreten
(1) Vorhandensein interner Unregelmäßigkeiten oder Diskontinuitäten.
(2) Unregelmäßigkeiten, die sich aus den Bearbeitungsprozessen der Teile selbst ergeben.
(3)Geometrietyp des Teils. Dies wirkt sich auf die Geschwindigkeit aus, mit der sich Risse ausbreiten.
(4) Umgebungseinfluss: thermische Ermüdung und Korrosionsermüdung.
(5) Das Vorhandensein eines kleinen Risses in einem Teil kann ebenfalls zu vorzeitiger Ermüdung führen. Die Rissenden sind Stellen, an denen sich Spannungen aufbauen, die die Wirkung zyklischer oder wechselnder Belastungen verstärken. Zyklische Belastungen verursachen einen inneren Spannungszustand, der den Riss an seinen Enden wachsen lässt, da sich an diesen Stellen die Spannungen am stärksten konzentrieren. Folglich wächst der Riss zunehmend, bis es zu seinem plötzlichen Versagen kommt.
Vorsicht
1. Zunächst muss berücksichtigt werden, dass es sich bei Abweichungen bei Maschinenteilen um spezielle Bereiche handelt, in denen sich die Spannung konzentriert, was sich auf die Ermüdungsfestigkeit der Maschine auswirkt.
2. Die Geometrie eines Teils beeinflusst auch die Geschwindigkeit, mit der sich dieser Riss ausbreitet. Eine Konstruktion, die das Entstehen von Spannungskonzentrationsbereichen, Querschnittsänderungen, das Vorhandensein von Passfedernuten, Löchern oder eingesetzten Ecken begünstigt, ermöglicht eine frühere Rissbildung.
3. Das Design hat auch einen signifikanten Einfluss auf das Ermüdungsversagen. Jede geometrische Diskontinuität wirkt als Spannungskonzentrator und kann aufgrund von Ermüdung zum Ausgangspunkt eines Risses werden. Je schärfer die Diskontinuität, desto stärker der Spannungsaufbau.
4. Die Vermeidung struktureller Unregelmäßigkeiten oder die Überarbeitung des Designs, die Beseitigung scharfer Änderungen entlang der Kanten, die zu rechteckigen Kanten führen, führt zu einer höheren Dauerfestigkeit.
5.Die Abmessungen des Teils spielen ebenfalls eine Rolle; Eine Erhöhung ihrer Größe führt zu einer niedrigeren Ermüdungsgrenze.
6. Verbessern Sie die Oberflächenbeschaffenheit durch Polieren, um kleine Kratzer oder Rillen zu vermeiden, die durch das Schneiden auf der Oberfläche eines Teils entstehen.
7. Oberflächenhärtung durch Aufkohlungs- und Nitrierprozesse, bei denen eine Komponente bei hohen Temperaturen einer kohlenstoff- oder stickstoffreichen Atmosphäre ausgesetzt wird. Diese Schicht ist normalerweise 1 mm dick und härter als das Material des Kerns.
8. Schwankender oder zyklischer Stress ist ein weiterer Aspekt, den es zu beachten gilt. Ihre Belastungen wirken über eine große Anzahl von Zyklen, bevor ein Versagen auftritt, was einer der Hauptparameter für die Materialermüdungsfestigkeit ist.
9. Eine mittlere Zugspannung verschlechtert die ermüdungsbedingte Leistung in Metallen, da sie den Riss erweitert. Umgekehrt wird sie durch Druckbelastung verbessert.
10. Leistungssteigerung durch Druckeigenspannung auf einer dünnen Deckschicht. Der Gesamteffekt besteht darin, dass die Wahrscheinlichkeit einer Rissbildung und eines Ermüdungsbruchs verringert wird.
Bei der Konstruktion von Maschinenteilen können wir ihre Ermüdungsfestigkeit erhöhen, damit sie nicht leicht aufgrund hoher Temperaturen oder schwerer Belastung ausfallen, was sich auf die Betriebswirkung der Maschine auswirkt. Wenn Sie nach Durchsicht der obigen Inhalte weitere Informationen zu Maschinenteilen erhalten möchten, können Sie uns für detailliertere Lösungen kontaktieren.
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