為了使拋丸機尤其是耐磨件使用壽命增加,我們做了大量的實驗分析,拋丸機本身就是一種自殘性機械,分析耐磨件的磨損原因找出增加其壽命的方法一直是拋丸機行業(yè)的重要課題。
鋼丸在被拋丸機葉輪等加速的同時,產(chǎn)生的沖擊力不斷地拋打葉輪,使其基體組織發(fā)生形變,表層的基體組織因鋼丸的拋打擠壓產(chǎn)生流動,在宏觀上表現(xiàn)為凹凸不平的孔洞,微觀上則是金屬鍵受外力影響變形甚至斷裂。葉輪表層的氧化層保護膜經(jīng)過鋼丸的沖擊被逐漸侵蝕,裸露出葉輪基體,經(jīng)侵蝕的氧化層無法在起到保護作用,再經(jīng)過鋼丸沖擊則會使葉輪基體產(chǎn)生流失,當(dāng)彈丸停止沖擊葉輪時就會在表面產(chǎn)生坑洞,下批鋼丸繼續(xù)拋打周而復(fù)始造成其磨損。
葉輪在運動過程中處于高速回轉(zhuǎn)狀態(tài),此時葉輪受到鋼丸的壓力也是一個周期循環(huán)的力,拋丸機葉輪大部分處于低應(yīng)力狀態(tài),但是會存在應(yīng)力集中點,而葉輪材料普遍是脆性材料,鋼丸長時間沖擊之后會在應(yīng)力集中點首先產(chǎn)生疲勞裂紋,使葉輪產(chǎn)生靜載斷裂。那么為什么不采用塑性材料鑄造葉輪?對于由塑性材料制成的構(gòu)件,應(yīng)力集中雖對其在靜載荷作用下的強度則幾乎無影響。但是應(yīng)力集中對構(gòu)件的疲勞壽命影響很大,因此無論是脆性材料還是塑性材料的疲勞問題,都須考慮應(yīng)力集中的影響,而且塑性材料鑄成的葉輪無法有效發(fā)揮出脆性材料的效果。
當(dāng)然葉輪的失效斷裂不是突然性的,在與鋼丸不斷接觸過程中受到鋼丸周期性應(yīng)力作用,葉輪首先發(fā)生變形,后經(jīng)過磨損加速其形變進程及材料流失,反復(fù)受到周期應(yīng)力的作用和彈丸的磨損,基體損傷的積累,導(dǎo)致拋丸機葉片的斷裂。
可以這樣說拋丸機葉片的失效的根源是應(yīng)力集中。如果能夠減弱應(yīng)力集中的程度,會提高拋丸機葉片的使用壽命。