Как основной компонент механической системы передачи, передача в основном сталкивается с двумя видами усталости формы отказа в долгосрочном рабочем состоянии: изгиба усталость перелома и контакт усталость питтинг.Для обеспечения безопасной и надежной работы в течение всего проектного жизненного цикла, необходимо проводить систематические испытания усталости и прогнозирование срока службы для оборудования.

В данном документе представлены наиболее часто используемые методы испытаний усталости в области железнодорожного транспорта и промышленности.и объясняет, как создать модель прогнозирования жизни с помощью данных испытаний в сочетании с общими стандартами, чтобы предсказать срок службы шестерен

Он обеспечивает надежную основу для оптимизации конструкции, выбора материала и термической обработки.

Режим отказа от усталости

Неисправности от усталости редуктора в основном подразделяются на следующие две категории:

Усиленная усталость (усталость от изгиба корней зубов)

Во время процесса резьбы корневая область резины подвергается периодическому нагрузке на изгиб, которая может образовывать трещины и расширяться до перелома при длительном действии.

Контактная усталость (контактная усталость / питинг)

Поверхность зуба подвергается циклическому контактному напряжению во время процесса резьбы и контакта, и на поверхности и подповерхности образуются трещины,в результате чего материал разрывается в виде ям (pitting) или крупных хлопьев (spalling).

Обзор методов испытаний

Общие методы испытаний усталости редуктора включают в себя:

Усиленное испытание усталости (испытание усталости при изгибе зубов)

ИСО 6336-5"Расчет грузоподъемности шпоров и спиральных механизмов" Часть 5: Прочность и качество материалов"

• AGMA 2001 года
• GB/T 14230
• Типичное испытательное оборудование:
• Машина для испытания с одной передачей: нагрузка наносится на коренную область зуба для повторного нагрузки.
• Машина для испытания ротационного изгиба: симулировать рабочее напряжение передач.
• Способ обработки данных:
• Кружка S-N (кривая стрессовой продолжительности жизни)

• Испытание контактной усталости (испытание питинга)
• Стандартная база:
• Машина FZG для испытания передач (Fraunhofer Standard, Германия)
• ISO 14635 / ASTM D4998
• SH/T 0306-2017 (Оценка сопротивления шестерен к пробиванию смазочным маслом)
• Содержание испытания:
• Испытание соприкосновения пары передач выполняется при заданных условиях скорости, нагрузки и смазки для контроля времени генерации и площади просадки.
• Определяется продолжительность жизни при контакте с поверхностью зуба при усталости и анализируется влияние условий смазки на поведение усталости.
• 

Метод прогнозирования жизни

Данные, полученные в результате испытаний на усталость, могут быть использованы для создания моделей срока службы оборудования.

Прогноз жизни на основе кривой S-N

Кривая S-N устанавливается с использованием данных испытаний долговечности при усталости при различных уровнях напряжения:

Среди них:

N: Срок службы оборудования (количество циклов)

σ: амплитуда напряжения

A, b: константы приспособления

Вейбулл Статистический закон

Распределение Вейбула используется для анализа набора данных о продолжительности жизни неисправностей для определения надежного срока службы, характерного срока службы и изменчивости:

η:долговечность характеристик

β:Параметр формы (определяет форму кривой распределения)

Ф (((t): Вероятность отказа до времени t

Метод накопительного ущерба (используется в условиях переменной нагрузки)

В реальных условиях работы, редукторы часто находятся под многоступенчатой нагрузкой.

Предложения по улучшению срока службы оборудования

Согласно результатам испытаний, предприятие-изготовитель может оптимизировать конструкцию в следующих аспектах:

Значение испытания усталости

Систематическое испытание усталости может не только оценить устойчивость конструкции редуктора к усталости, но и служить важным инструментом обратной связи для материала,процесс тепловой обработки и контроль качества обработкиВ железнодорожном транспорте, аэрокосмической промышленности и других областях точное предсказание срока службы усталости является ключевой основой для обеспечения надежной работы и разработки стратегий технического обслуживания.