78、钢铁部件化学元素比例组成对摩擦副适用性及电机轴承径向间隙变化率的影响

钢铁部件化学元素比例组成对摩擦副适用性及电机轴承径向间隙变化率的影响

1. 钢铁部件化学元素比例对摩擦副的影响

在众多机械系统中，存在大量的摩擦副，它们在运行过程中会产生磨损，且磨损速度各异。影响这一情况的因素众多，包括材料结构、化学成分、动力因素和运行条件等。然而，设计者往往忽视了部件结构中化学元素精确含量对新机械系统可靠性的影响。

1.1 初始问题提出

通常，机械系统中的每个部件都需按特定化学成分制造。以俄罗斯分类的 45 钢为例，其主要化学元素需在一定范围内，如碳（C = 0.42–0.50）、硅（Si = 0.17–0.37）等。但实际中，对于化学元素百分比的测量，若小数点后位数超过两位，相关的统计测试研究较少。而实践表明，这一问题对机械系统的正常运行至关重要。

1.2 实验准备与初步结果

为研究不同钢材样品的磨损和耐久性过程，选取了多种钢材，如 10 钢、65G 钢等。每个圆柱形样品直径为 10 - 0.02mm，长度为 60 - 1mm，且粗糙度相同。实验中使用了多种测试台，如 3G71、8B67 等，以及日立的 B16RM 型钻床。摩擦过程在样品与砂纸之间进行，使用日本产的 Tanita 公司的 Digital Scale Professional - mini 天平称重。

不同钢材样品的磨损情况如下表所示：
| 钢材类型 | 重量损耗（g） | 磨损（mm） | 硬度 | 接触区钢球压痕直径（mm） |
| — | — | — | — | — |
| 65G 样品 1 | 0.24 和 0.21 | 0.1 和 0.2 | 130 - 135 等 | 2.87 - 3