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회사 뉴스
잔류 응력 및 피로 성능
기어 변속기는 정확한 변속률과 높은 변속 효율의 장점으로 인해 다양한 기계 장비에 널리 사용됩니다.중국은 이제 2017년 기어 산업의 생산 가치가 236억 위안을 초과하는 주요 기어 생산국으로 자리 잡았습니다.전력 전송 및 에너지 생산의 핵심 구성 요소로서,장비의 성능은 장비의 운영 효율성과 신뢰성에 직접적으로 영향을 미칩니다.변속기 는 전송 도중 매우 복잡 한 부하 를 견딜 수 있으며, 그 로 인해 뚫림, 쪼개짐, 마모, 긁힘, 구부러진 피로 골절 과 같은 실패 현상 에 취약 합니다. 과거 에,기어 강도 설계는 주로 치아 표면 접촉 강도를 고려합니다그러나 엔지니어링 기술의 발전으로 인해 기어 변속 시스템은 가벼워지고 있으며, 치아 뿌리 구부리는 피로 강도는 점차 중요한 요소가되었습니다.
1 gigi tooth root fracture 의 메커니즘
기어 전송 도중, 기어 치아에 있는 최대 팽창 스트레스는 부하된 쪽에 작용하고, 최대 압축 스트레스는 반대 쪽에 작용한다.제로 스트레스 포인트는 뿌리 원과 치아 중선의 교차점 아래에 위치하고 있습니다, 로딩된 쪽의 치아 뿌리에서 심한 스트레스 농도를 초래합니다.위험한 부분은 피로 균열 발병의 유연한 영역이 됩니다..
시작 된 균열은 균열이 팽창함에 따라 치아 뿌리를 따라 아래로 이동하는 제로 스트레스 지점으로 계속 퍼집니다. 이것은 두 번째 단계의 안정적인 균열 확산입니다. (그림 1 참조).안정적인 증식 단계는 일반적으로 두 가지 하위 단계로 나눌 수 있습니다.: 1단계에서는 균열이 45°의 최대 절단 스트레스의 방향에 따라 얇은 깊이로 퍼집니다.전파 방향은 점차적으로 정상적인 스트레스에 의해 영향을 받고 정상적인 스트레스에 수직 방향으로 변화합니다..
이빨 뿌리의 나머지 부분이 더 이상 외부 부하를 견딜 수 없을 때 즉각적인 골절이 발생합니다.피로 골절 표면의 대응 영역은 상대적으로 거칠다, 종종 물질의 찢어짐으로 형성 된 겹이 동반됩니다.
2기어 굽기 피로 강도에 잔류 스트레스의 영향
일반적으로 팽창 잔류 스트레스의 존재가 주기적 스트레스의 평균 스트레스 수준을 증가시킬 것으로 믿어집니다.따라서 피로 균열 성장률을 가속화하고 기어 신뢰성을 감소반면 압축 잔류 스트레스는 기어의 피로 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.변속기 치아에서 생성되는 잔류 스트레스의 진폭은 수천 메가파스칼에 도달 할 수 있습니다.따라서 잔류 스트레스는 기어 피로를 방지하는 제조에서 필수적인 요소입니다.그리고 치아 뿌리의 잔류 스트레스 상태를 정확하게 모니터링하는 것은 중요한 공학적 의미를 가지고 있습니다..
탄화화 및 진압 후 치아 뿌리 표면의 전형적인 잔류 스트레스 분포 곡선은 일반적으로 그림 2에 나타납니다. 실제 기어 생산에서,치아 뿌리 표면에 잔류 스트레스는 항상 그림 2에 나타난 것처럼 이상적인 분포를 나타내지 않습니다.실제 작업 조건에서, 소화 및 냉각 과정에서 열 스트레스와 구조적 스트레스의 결합 효과로 인해,표면 플라스틱 변형으로 인해 최대 압축 잔류 스트레스 층이 지하로 이동합니다.현재 국내용 기어 생산에서,디카버라이제이션 및 내부 산화 가속 치아 표면에 카버라이제이션 및 소화 후 피할 수 없습니다특히 내부 산화로 인해 마르텐시트 성질이 아닌 구조가 형성됩니다. 이 때 경화층의 전형적인 잔류 스트레스 분포는 그림 2에서 나타납니다.이치 치아의 가장 바깥 표면에 팽창 잔류 스트레스가 형성됩니다., 그리고 기하학적 구조 요인 때문에 이 팽창 스트레스는 종종 치아 뿌리에서 더 심합니다.
잔류 스트레스의 분포 특성은 직접적으로 기어의 피로 성능을 결정합니다.특히 열처리 과정은 온도의 상호 작용을 포함하는 복잡한 비선형 과정이라는 점에 유의해야합니다.따라서 분석 방법을 사용하여 잔류 스트레스를 얻는 것은 거의 불가능합니다. 따라서 실제 공학에서,잔류 스트레스의 결정은 기어 서비스 수명과 성능을 평가하는 데 매우 중요합니다..
3- 엑스레이 difrction (XRD) 기술을 통해 기어 잔류 스트레스의 측정
현재 잔류 스트레스를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 공학에서 가장 일반적으로 사용되고 높은 정밀도의 방법은 X-ray difrction (XRD) 기술입니다.XRD 기술은 파괴적이지 않은 테스트를 가능하게 합니다., 휴대용 장비는 생산 현장에서 테스트를 신속하게 완료 할 수 있습니다. 현재이 기술은 국제적으로 인정되었습니다.측정 정확성을 보장하기 위해 국내 및 해외 표준, 측정 장비와 지원 도구는 상대적으로 정교합니다.그림 3에 표시된 장비는 기어 산업에서 국내외에서 기어 뿌리에서 잔류 스트레스를 측정하는 데 사용되었습니다.그 중 치아 뿌리의 위험한 구간은 일반적으로 30° 접착법으로 정의되며, 이 위치에 있는 잔류 스트레스는 뿌리 잔류 스트레스를 나타내는 것으로 선택됩니다.XRD로 잔류압력을 측정하는 특수한 방법, 이전 기사 "X-선 분사 방법 으로 잔류 스트레스 를 어떻게 결정 하는가?"를 참조 하십시오.
선술집 시간 : 2026-01-13 09:00:48
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