СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
89
последних образцов проверяемой серии не должна превышать 19,62 МПа.
С уменьшением нагрузки число выдержанных циклов возрастает.
Испытания заканчиваются построением диаграммы кривой усталости в
координатах «напряжение
– число циклов
N
» в пропорциональном или
логарифмическом масштабах.
Кривая вначале быстро падает, а потом приближается к прямой,
параллельной горизонтальной оси. Горизонтальный участок, т.е. максимальное
напряжение, не вызывающее разрушения при бесконечно большом числе
нагрузки, соответствует пределу выносливости. Пределы выносливости
выражают в номинальных напряжениях и обозначают
R
[МПа (кгс/мм
2
)].
Предел выносливости определяют по формуле
R
P
l
/
(
Rd
3
),
где
Р –
вес груза,
Н (кгс);
l
– длина образца, м (мм);
d –
диаметр образца, м (мм);
R –
коэффициент
асимметрии цикла.
Следовательно, при напряжениях меньше
R
материал, не разрушаясь,
выдерживает большое число циклов.
Наличие большого числа факторов, влияющих на циклическую прочность,
и необходимость их одновременного учета приводят к тому, что наиболее
показательными являются результаты испытаний реальных деталей (в их
натуральную величину) в условиях, приближающихся к эксплуатационным.
Детали, работающие в сопряжении с другими деталями, испытываются в сборе,
в конструктивных узлах (болтовые, рельсовые стыки, оси в запрессовке,
рессорные листы в сборе и т.д.), поскольку в местах соединения деталей может
развиваться коррозия, снижающая предел выносливости.
Несмотря на свои преимущества, натурные испытания значительно менее
распространены, чем испытания моделей деталей или образцов материала.
Действие контактных напряжений при работе тяжело нагруженных
зубчатых колес, бандажей железнодорожных вагонов, шариков и роликов
подшипников и других деталей сопровождается явлением контактной усталости,
проявлением которой является усталостное выкрашивание (питтингование).
Причиной образования питтингов-повреждений в виде ямок выкрашивания
служит пульсационное действие контактных напряжений, возникающих в
результате переменного давления трущейся поверхности.
Процесс разрушения в этом случае также характеризуется зарождением
трещины, чаще всего на поверхности, и проникновением ее в глубь детали. На
контактную усталость большое влияние оказывает чистота металла по
неметаллическим включениям.
Испытание образцов на контактную усталость проводится в соответствии с
ГОСТ 25.502–79. Стандарт предусматривает четыре схемы нагружения: качение
без проскальзывания, качение с проскальзыванием, качение с внешней
касательной нагрузкой и пульсирующий контакт. Привод на контртела
осуществляется через дифференциальное устройство.
