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假壓痕是一種微動損傷——由于反復的表面運動而磨損的動力傳動裝置的金屬接觸表面上的波浪狀、碎裂或腐蝕損傷。這是一個機械部件的問題,這些部件運動緩慢但會受到高振動,在滾動軸承應用中的帶有滾動元件的大型軸承中尤其常見-例如在風力渦輪機中。
1、首先是一些基礎(chǔ)知識:假壓痕與真壓痕的解釋
假布氏損傷會留下一系列類似于真正布氏損傷的凹痕,這是部件硬表面的壓痕。然而,真正的布氏損傷是性材料變形(沒有材料損失)并且發(fā)生在一次載荷事件中。相比之下,假壓痕是由于振動和輕負載而隨時間發(fā)生的材料磨損或去除。
更具體地說,真正的布氏硬度以布氏硬度計命名,會在機械零件的工作表面上留下一系列重復的壓痕。見于液壓活塞和軸承,當赫茲接觸應力導致材料表面失效超過材料極,就會發(fā)生這種情況——例如,當重負載影響小表面積時。最終,壓痕會導致顫振、振動和其他形式的磨損。
相比之下,當軸承設(shè)計僅在所有軸承滾道表面大幅度旋轉(zhuǎn)時重新分配潤滑劑時,就會發(fā)生假壓痕。當此類軸承僅移動一點時,微小的振蕩或振動就會將潤滑劑擠出負載空間。然后磨損開始并且只會隨著移動振動而加速。更重要的是,有時小塊材料會從滾道上脫落并氧化。這種材料會進一步磨損損壞的表面并加速磨損。
2、風力渦輪機軸承上的假壓痕
風力渦輪機部件上經(jīng)常會出現(xiàn)假壓痕,其中槳距控制機構(gòu)中的軸承可以長時間保持在一個設(shè)定位置。在這種情況下,潤滑膜逐漸移位,使金屬與金屬接觸。接頭中的振動使這種接觸產(chǎn)生物理損壞。故意引起少量的相對運動可能會有所幫助,但好處是有限的,因為潤滑劑可能會被推向任一方向。
此處顯示的是風力渦輪機葉片槳距控制中的軸承。它的滾道表面容易出現(xiàn)假壓痕。
例如,考慮風力渦輪機上的葉片槳距控制。在這里,葉片槳距角設(shè)置為使空氣動力與風速和負載需求相匹配。螺距的變化很少而且很小,會導致支撐葉片的軸承損壞??梢詫ο到y(tǒng)施加有意的運動以促進潤滑劑流動。這種運動稱為抖動。所需的最小運動是軸承內(nèi)滾動元件間距的函數(shù)。抖動會使葉片偏離角度,因此會降低渦輪機的效率。限度地減少所需的抖動有助于限度地提高整體系統(tǒng)效率。
那么它是如何工作的?中間座圈中的運動來自兩個軸承之一中的單向離合器,使該座圈相對于內(nèi)圈和外圈保持不動,具體取決于該周期內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方向。通過這種方式,該設(shè)計通過保持潤滑膜和防止表面凹凸不平的粘附來避免假壓痕。
PS:這種設(shè)計不能解決組件在使用之間長時間靜止不動的問題-例如在備用電動機上。這需要足夠大的擺動運動以接合單向離合器……擺動運動要么是機器操作的自然運動,要么是強加在控制裝置上的。
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