2.8.3. Контактная выносливость

При эксплуатации в условиях длительного воздействия циклических контактных нагрузок в материале изделий развивается структурный процесс, который носит название контактная усталость.

Контактная усталость – процесс постепенного повреждения поверхностных слоев деталей (выкрашивание), работающих в условиях циклических контактных нагрузок высокой частоты.

Контактная выносливость – сопротивление материала контактной усталости.

Контактная усталость развивается при циклических контактных напряжениях в таких деталях, как зубчатые передачи, подшипники и др. Подшипники и зубчатые колеса являются широко распространенными и ответственными деталями, от надежности и долговечности их службы зависит работоспособность узлов и механизмов.

Характеристикой контактной долговечности является предел контактной выносливости σ_Hlimb МПа или число циклов N_ц при испытании образцов с заданным контактным напряжением σ_конт.

Нагрузки в зоне контакта создают напряжения сжатия в поверхностном слое деталей. Под действием циклических контактных нагрузок развиваются следующие стадии процесса: микропластическая деформация, исчерпание запаса прочности, образование микротрещин, а потом и трещин в приповерхностном слое, распространения трещин вглубь и скалывание частиц металла (выкрашивание). В результате такого процесса на поверхности детали образуется дефект под названием «питтинг» (результат усталостного выкрашивания).

Для обеспечения контактной выносливости деталей необходимо увеличить сопротивление поверхностного слоя развитию пластической деформации, истиранию, т.е. повысить твердость контактирующих поверхностей. Кро­ме того, применяют смазочные материалы, пленочные полимерные покрытия, затрудняющие контакт металлических поверхностей.