1、固体杂质
固体杂质掺入滚珠与滚道的接触表面是thk滑块磨损的一个主要原因。这可从两方面理解。首先,固体颗粒特别是一些特定大小的硬颗粒的掺入,破坏了滚珠与导轨表面的正常接触。在运行过程中,由于外加载荷的作用,硬颗粒压入滚道表面,使接触表面强烈变形,形成压痕。而塑性变形材料运动到压痕边缘,则形成壁凸状塑性变形。这种塑性变形严重削弱了压痕区域的疲劳强度,所以,颗粒压入不久,便会产生麻点,并扩展形成疲劳剥落。麻点的产生位置和扩展方向取决于压痕周围材料强度的差异,以及滑块正反行程中载荷的变化。其次,导轨副的运动可以看作是滚动与滑动的复合运动。磨粒的掺入会在滑动量大的区域产生磨损,从而改变了接触表面的几何形状,使滚道的个别区域承受不同的负荷。负荷的差值随时间而逐渐增大。这种载荷的不均匀必然会造成局部的高负荷,缩短导轨副的寿命。需要指出的是,并非所有颗粒的掺入都是有害的,只有那些特定大小并具有较大硬度的颗粒才会对疲劳寿命产生不良影响。
THK滑块寿命影响因素的研究
thk滑块寿命影响因素的研究
2、残余应力
一般认为,接触表面保持一定的残余压应力,可以增加表面的抗疲劳磨损的能力,从而延长接触零件的疲劳寿命,反之,若表面残存拉应力,则会降低疲劳寿命。当残余压应力刚好叠加在弹性应力上时,可得到较高的疲劳寿命,此时的应力状态即为最佳残余应力状态。可见,最佳残余应力分布对接触表面的几何形状和负荷强度有很大的依赖性。根据H-M-H屈服准则,在不考虑表面残余应力时接触表面的等效应力为
3、表面微观几何形状
接触表面的微观几何形状对于导轨副的摩擦、磨损有直接的影响。表面越粗糙,表面上的刀痕、裂纹愈明显,其轮廓谷低处愈容易引起应力集中,致使材料的疲劳强度降低。而表面粗糙度值Ra小时,THK滑块表面大实际接触面积增大,减少了局部应力集中的可能性,表面磨损率降低。
4、润滑状态
润滑状态直接影响接触表面的接触表面的接触状况,从而影响接触疲劳寿命。良好的润滑能在两接触
面间形成一层油膜,防止两接触面的直接接触,降低峰值压力和切向力,并同时减缓局部接触压力的增加。一般用膜厚比λ表示润滑状态的好坏。
5、运动速度及冲击载荷
循环接触的滚动表面,磨损率与工作速度间的关系随粗糙度而变化。粗糙度值较大时,磨损率受工作速度的影响较显著;若表面质量较好,则工作速度对磨损率的影响就不明显。导轨副属于精密运动部件,表面质量较好,在正常情况下速度变化对寿命的影响不明显。一般与外来冲击、振动等动态特性一起考虑,在寿命计算中引入载荷系数表示其影响。
