- Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên đai.
2. Nghiên cứu xác định yêu cầu kỹ thuật sản phẩm:
2.3.3. Mòn do mỏi 1 Hiện tƣợng.
2.3.3.1. Hiện tƣợng.
Mỏi xuất hiện dƣới và trên bề mặt xảy ra tƣơng ứng với tiếp xúc lăn và trƣợt theo chu kỳ. Sự đặt và nhấc tải theo chu kỳ của cam có thể là nguyên nhân gây ra các vết nứt dƣới hoặc trên bề mặt đầu ép. Sau một số chu kỳ giới hạn, các vết nứt sẽ phát triển tới bề mặt, tạo nên các mảnh mòn lớn làm cho bề mặt bị rỗ. Khác với mòn do dính hoặc cào xƣớc, khối lƣợng vật liệu mòn do mỏi không phải là thông số có ý nghĩa để đánh giá mòn, mà là số chu kỳ hay thời gian làm việc của chi tiết trƣớc khi mỏi xảy ra.
Thật vậy, khi cam làm việc, các hạt mài lăn và trƣợt tƣơng đối trên mặt cam dƣới một áp lực , đồng thời quá trình làm việc của cam lại theo chu kỳ lặp lại và nhƣ vậy đồng nghĩa với việc đặt và nhấc tải theo chu kỳ.
2.3.3.2.Cơ chế mòn.
+ Cơ chế mòn do mỏi tiếp xúc lăn không trƣợt.
Mòn do dính hoặc cào xƣớc xảy ra do sự tiếp xúc lý học trực tiếp giữa bề mặt hạt mài với bề mặt cam chuyển động tƣơng đối với nhau. Nếu hai bề mặt bị phân tách bởi một lớp màng bôi trơn (không có hạt cứng rời trong vùng tiếp xúc) mòn không xảy ra. Tuy nhiên, trên mặt tiếp xúc chung ứng suất tiếp xúc rất lớn, khi đó mặc dù không xảy ra sự tiếp xúc trực tiếp, các bề mặt đối tiếp vẫn chịu ứng suất lớn đƣợc truyền qua màng bôi trơn trong chuyển động lăn.
Theo phân tích ứng suất đàn hồi của Hec, ứng suất nén cực đại xảy ra trên bề mặt, nhƣng ứng suất tiếp cực đại lại xuất hiện dƣới bề mặt một khoảng nào đó. Khi sự lăn xảy ra, chiều của ứng suất tiếp bị đổi dấu trên từng bề mặt chi tiết. Thời gian để mòn do mỏi xảy ra phụ thuộc vào cƣờng độ của ứng suất tiếp đổi chiều, điều kiện bôi trơn và tính chất mỏi của vật liệu lăn.
Khi một vết nứt về mỏi xuất hiện dƣới bề mặt, nó sẽ phát triển và tách vật liệu vùng bề mặt ra thành những mảnh mòn mỏng. Bởi vì vật liệu trong tiếp xúc lăn thƣờng qua tôi nên bề mặt thƣờng cứng, do đó các vết nứt xuất hiện ở bề mặt do
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ứng suất kéo tạo nên hiện tƣợng mỏi bề mặt. Mỏi bề mặt lăn không trƣợt đặc trƣng bởi sự hình thành các mảnh mòn lớn sau một số chu kỳ giới hạn nào đó.
+ Cơ chế mòn do mỏi tiếp xúc vừa lăn vừa trƣợt.
Sự kết hợp giữa lăn và trƣợt làm dịch chuyển điểm có ứng suất tiếp cực đại lên gần bề mặt hơn, do đó vị trí hỏng do mỏi tiến gần bề mặt hơn. Sự trƣợt thúc đẩy sự phá huỷ bề mặt do dính. Bôi trơn thích hợp có thể hạn chế đến tối thiểu ảnh hƣởng phá huỷ bề mặt do trƣợt trong điều kiện tiếp xúc này.
+ Cơ chế mòn do mỏi tiếp xúc trƣợt.
Khi bề mặt hạt mài và bề mặt đầu ép trƣợt tƣơng đối với nhau, mòn xảy ra do dính và cào xƣớc. Tuy nhiên, có thể thấy rằng các đỉnh nhấp nhô của cam có thể tiếp xúc và trƣợt với nhau mà không bị dính hoặc cào xƣớc. Ứng suất tiếp xúc ở đỉnh các nhấp nhô làm cho đỉnh các nhấp nhô ở một hoặc cả hai bề mặt bị biến dạng dẻo. Sự biến dạng ở bề mặt hoặc dƣới bề mặt xảy ra theo chu kỳ là nguyên nhân xuất hiện các vết nứt (từ mầm vết nứt hoặc những chỗ trống hoặc vết nứt tế vi có sẵn) ở trên bề mặt hoặc ở dƣới bề mặt. Các vết nứt này tiếp tục phát triển. Sau một số lần tiếp xúc nhất định, các nhấp nhô này bị phá huỷ và tạo thành hạt mòn. Rất khó có thể chứng minh mỏi là nguyên nhân mòn chính trong một tập hợp các điều kiện xác định. Archard và Hirst cho rằng kim loại dính sang bề mặt đối tiếp cuối cùng tách ra thành những hạt mòn do quá trình mỏi.
Hệ số k trong phƣơng trình mòn do dính đƣợc giải thích là xác xuất của một đỉnh nhấp nhô tiếp xúc tạo ra một mảnh mòn mà không có một giải thích nào về bản chất vật lý của việc tạo nên mảnh mòn. Mặc dù lý thuyết mòn do dính giải thích hiện tƣợng dính vật liệu sang bề mặt đối tiếp nhƣng không giải thích đƣợc hiện tƣợng hình thành hạt mòn rời, đặc biệt sự hình thành hạt mòn của vật liệu cứng hơn khi hai bề mặt trƣợt trên nhau.
Tất cả những điều này có thể giải thích bằng giả thuyết rằng mòn là một quá trình mỏi. Yếu tố k có thể hiểu rằng một hạt mài đƣợc tạo ra khi một nhấp nhô có số lần tiếp xúc và biến dạng đủ để tạo nên sự nứt vì mỏi. Khi điều này xảy ra, một hạt mòn rời đƣợc tạo ra và tất nhiên cơ chế này dùng để giải thích cho sản phẩm của các hạt mòn hình thành từ cả bề mặt vật liệu rắn hơn và mềm hơn. Cơ chế mòn do
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
mỏi không loại bỏ khả năng dính của vật liệu sang bề mặt đối tiếp bằng cơ chế dính nhƣng dƣờng nhƣ phần lớn các hiện tƣợng mòn đều có thể giải thích về định tính trên khía cạnh mòn do mỏi.