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GB／T 41490-2022 氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法 球板法.pdfICS 81.060.30 CCS Q 32
温下滚动接触疲劳试验方法 球板法
建筑电气工程设计常用图形和文字符号GB/T 414902022
氮化硅陶瓷 室温下滚动接触疲劳试验方法球板法
本文件描述了在室温下对氮化硅陶瓷球逐步加载进行滚动接触疲劳试验的方法。 本文件适用于溶动体材料接触疲劳性能的评价，或为恒定载荷滚动接触疲劳试验确定试验载荷
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通过测量平板表面最终失效的应力循环次数，确定在循环滚动接触应力（该应力是由氮化硅球通 旋转施加在平板上的）下平板的寿命。
试验机的结构应确保通过球产生的滚动接触应力能施加在平板表面，球在保持架内等距分布（见 图1）。球应随着单向旋转的角接触推力球轴承套圈在一个圆周上滚动旋转。 试验机结构示意图见图2。由加载杠杆末端的自重施加载荷。 试验机应配备自动关机装置，其中包括检测表面失效的装置、测试停止时能够获得旋转次数的装 置，以及由于停电或其他原因导致试验机停止后防止其自动重启的装置。 注1：宜根据球的直径和试验机的主轴来选择轴承套圈。 注2：保持架尺寸取决于轴承套圈、球的直径和球的数量，
图1球板法结构示意图
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的主% 生：试验裁衔可能由推 订佣定
样品为圆形或方形平面平板，厚度不宜小于3mm。平板上、下面的平行度公差在0.015mm以内， 表面粗糙度Ra应不大于0.1μm。 平板表面应抛光、光洁。测量厚度时，如在试验前测量平板中心周围的厚度，要避开预期的滚动接 触轨迹。
样品数量宜不少于5个。
样品数量宜不少于5个。
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氮化硅轴承球宜用于测试制造轴承用的材料。选用符合GB/T308.22010规定的陶瓷球，宜选 用G5级或G3级。球应置于保持架中，以保持固定间距。球的直径和数量宜由试验方和委托方双方达 成一致。 注：在球平面的配置中通常使用三颗或六颗球
试验载荷应以固定的间隔逐级增加，如示意图3所示，直至最终失效。起始载荷和加载间隔宜由试 验方和委托方双方商定。 注1：某些种类的氮化硅陶瓷可能对载荷时间关系曲线表有一定的敏感性。启动载荷过低可能导致滚动接触疲劳 性能的高估。 注2：如果测试的目的是与恒定加载测试现有的测试数据进行比较，作为替代，试验可在恒定载荷下进行。
测试过程中样品和球应浸泡在润滑油中， 为使在部分或全部弹性流体动力润滑下保持接触，宜选择适当运动黏度的油。 注：为在部分或完全弹性流体动力润滑下能保持接触，宜选择运动黏度较高的油，如68mm²/s的石蜡油。
GB/T 414902022
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可以通过球的振动增加来检测样品表面的失效。测振装置宜安装在振动被机械放大的部件上，例 如加载杆的末端（见图2）。如果振动超过了设定的阙值，试验机应自动停止。 注：为避免噪声引起的自动关机，在每个加载步骤开始测试后，试验机振动的阔值范围可设置为振动信号水平的 2~3倍。
按公式（1)计算单球平均有效载荷Pm。从每次加载和每个载荷下的旋转次数开始计算，直至测
L一基本额定寿命； C基本额定动载荷，单位为牛顿(N)； P一一当量动载荷，单位为牛顿(N)。 注1：严格地说，每种轴承材料宜通过测试确定指数力。考虑到本文件的范围，即滚动接触疲劳性能的评价，可以为 力选择一个指定的值。 注2：力值可定为商用混合球轴承用轴承球的普遍接受值，可取值3。 注3：计算平均有效载荷的氮化硅力值的一般信息见附录B。
8.2平均有效机械输入
社算Q=P，载荷下球和样品之间的最大赫兹应
Pmax 最大赫兹应力，单位为帕斯卡(Pa)； Q—单球的载荷，单位为牛顿(N); 一接触圆的半径，单位为米（m）。 按公式(4)计算球和平板之间接触圆的半径a
3Q =2元a ·（3
式中： a—球和平板之间接触圆的半径窗帘盒、窗帘杆、窗帘轨安装施工工艺，单位为米（m)； D—球的直径,单位为米(m); E1—球的弹性模量，单位为帕(Pa)； E2——平板的弹性模量，单位为帕(Pa)； e1——球的泊松比； E2平板的泊松比。 平均有效机械输人等于最大赫兹应力乘以应力循环次数N。，计算过程见公式(5）
N。一失效前总转数与球数乘积的一半。 注：平均有效机械输入的方程意味着：假设整个(Min)。在滚动接触疲劳中消耗，则较高（Min)。值的 周期的高载荷。
一失效前总转数与球数乘积的一半。 平均有效机械输入的方程意味着：假设整个（Min)。在滚动接触疲劳中消耗，则较高（Min)。值的材料能承受长 周期的高载荷。
球表面剥落可能会导致测试机器的自动停止。如在接触轨道上观察到表面损伤，如划痕，则应 试。如没有，更换剥落的球和润滑油，继续试验，
9.2以下为报告的可选项
a）试验设备的名称和型号； b）样品的添加剂种类与烧结方法； 测试样品的制样和加工条件； d）样品的力学性能，如弯曲强度、断裂韧性值等
附录A （资料性） 结构编号对照一览表
兰海高速公路双向6车道全封闭高速公路工程施工施工组织设计表A.1给出了本文件与ISO14628：2012结构编号对照一览表。
附录A （资料性） 结构编号对照一览表