1 實驗原理
由于鋼球作為滾動零件,通常為點接觸受力,實驗過程模擬鋼球受力狀態(tài),取三個同等規(guī)格的鋼球為一組,將三個球垂直放入設(shè)計的胎具內(nèi),保證三個球在同一軸線上,加壓時中間的鋼球為兩端點接觸受力,中間的鋼球為點接觸,而上下兩個球起支撐作用,分別為一端與中間鋼球點接觸,另一端與夾具支撐座的V型錐工作面環(huán)行線接觸。在材料試驗機上按照規(guī)定方法施加壓載荷,直至鋼球壓碎時的瞬時負荷值。
2 實驗裝置
實驗裝置由力學(xué)實驗機和實驗夾具組成。
球所需要的力;實驗夾具提供支撐作用,并保證實驗力正確施加在鋼球上,夾具包括具有V型錐槽的支撐底座和壓桿、可以把底座和壓桿連接起來的連接件、防止壓碎后鋼球飛起造成破壞的保護裝置組成。壓桿和底座必須具有足夠的厚度、強度和硬度,保證受力過程夾具自身不會損壞,可用碳素工具鋼或軸承鋼,淬回火后硬度為60～65 HRC。從試驗時試驗人員及設(shè)備的安全考慮,保護筒要有足夠厚度和強度防止鋼球在壓碎試驗時,碎塊飛出夾具,造成破壞。鋼球壓碎載荷試驗示意圖。

3 實驗方法根據(jù)鋼球壓碎載荷試驗原理,鋼球壓碎試驗流程和操作注意事項如下。
(1)每批經(jīng)過熱處理的鋼球取3組球,每組3個,根據(jù)球的大小選擇壓碎夾具,通常鋼球沒入夾具V型凹槽的深度為鋼球直徑尺寸的1/3～1/2較為恰當,按示意圖將鋼球安裝在夾具內(nèi),并裝好保護筒。鋼球壓碎前要檢查球的尺寸公差應(yīng)一致,鋼球表面不得有砂輪傷、凹坑、碰傷和麻點等表面缺陷。
(2)實驗時其加載速度可按980～5880 N/s進行加載,實驗中應(yīng)盡量保持勻速加載,不得突然改變加載速度和中途卸去載荷。
(3)進行壓碎載荷實驗時,對鋼球施加的載荷已經(jīng)超過標準規(guī)定值時,雖然鋼球未被壓碎,亦可卸載,而在退除載荷時球發(fā)生破碎按合格處理。如有特別要求可將鋼球加載至壓碎為止。
(4)將壓碎胎具由實驗機上取下,打開保險罩,將球迅速取出扔到帶蓋的鐵箱內(nèi),以防止鋼球爆碎而傷人,然后記錄其實驗結(jié)果。按合格處理。如有特別要求可將鋼球加載至壓碎為止。
(5)將壓碎胎具由實驗機上取下,打開保險罩,將球迅速取出扔到帶蓋的鐵箱內(nèi),以防止鋼球爆碎而傷人,然后記錄其實驗結(jié)果。
(6)實驗過程中因為鋼球安放不當而脫落而造成結(jié)果不準確時,此結(jié)果作廢,重新取樣實驗;如鋼球有不合標準的明顯缺陷而造成結(jié)果不準確時,應(yīng)依據(jù)外觀驗收條件進行報廢或其他方式處理。
(7)實驗時鋼球達到最大載荷后由于屈服,壓碎載荷小于標準值,應(yīng)記錄壓碎載荷值;如果按照標準加壓速度,屈服后載荷值基本不變化,持續(xù)5分鐘而不發(fā)生破碎,這時應(yīng)該停止加壓,并記錄最大載荷值,并注明鋼球未發(fā)生破碎,如果最大值超過標準值,則應(yīng)判為合格。
(8)球破碎時,有的實驗機震動很大,而使指針產(chǎn)生跳動,使讀數(shù)不準,因此要注意鋼球?qū)⒁扑闀r的載荷讀數(shù)。

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濟南一諾試驗機淺談鋼球試驗機的使用操作規(guī)程以及注意事項

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