Втомне руйнування підшипника: як контактні напруги кочення призводять до тріщин та відколів

Втомне руйнування залишається основною причиною передчасного пошкодження підшипників, спричиняючи понад 60% відмов у промисловому застосуванні. Підшипники кочення, що складаються з внутрішнього кільця, зовнішнього кільця, тіл кочення (кульки або ролики), і сепаратор — працюють під циклічним навантаженням, при цьому елементи кочення безперервно передають сили між кільцями.

Через малу площу контакту між тілами кочення та доріжками кочення, що виникаєГерцове контактне напруженнянадзвичайно високий, особливо за умов високої швидкості або важкого навантаження. Таке концентроване напружене середовище призводить достресова втома, що проявляється у вигляді поверхневих виразок, тріщин і, зрештою, відшаровування.

Що таке стресова втома?

Стресова втома стосуєтьсялокалізоване структурне пошкодженняспричинене багаторазовим циклічним навантаженням нижче межі міцності на розтяг матеріалу. Хоча основна частинапідшипникзалишається пружно деформованим, мікроскопічні зони з часом зазнають пластичної деформації, що зрештою призводить до руйнування. Процес зазвичай відбувається у три поступові стадії:

1. Зародження мікротріщин

• Зустрічається на підповерхневих рівнях (0,1–0,3 мм нижче поверхні доріжки кочення).

• Викликано циклічними концентраціями напружень на мікроструктурних дефектах.

2. Поширення тріщин

• Тріщини поступово ростуть вздовж шляхів максимального напруження зсуву.

• Вплив дефектів матеріалів та циклів експлуатаційного навантаження.

3. Остаточний перелом

• Поверхневі пошкодження стають видимими, коливідколювання or точкова ямка.

• Як тільки тріщини досягають критичного розміру, матеріал відшаровується від поверхні.

• 

Міркування щодо втоми для важких електромобілів

In великогабаритні вантажні автомобілі (LGV)іважкі вантажні автомобілі(Вагайкові вантажівки)— особливо для електричних варіантів — стійкість до втоми є ще більш важливою через:

• Ширший діапазон обертівЕлектродвигуни працюють у ширших діапазонах швидкостей, ніж двигуни внутрішнього згоряння, що збільшує частоту циклічного навантаження.

• Більший крутний моментДля передачі більшого крутного моменту потрібні підшипники з підвищеною втомною міцністю.

• Вплив ваги акумулятораДодаткова маса тягових акумуляторів збільшує навантаження на компоненти трансмісії, зокремапідшипники коліс та двигуна.

• 

Основні фактори, що сприяють стресовій втомі

√ Змінні навантаження

Підшипники в динамічних системах постійно піддаються впливу різнихрадіальні, осьові та згинальні навантаження. Під час обертання тіл кочення контактні напруження циклічно зміщуються, створюючи високі концентрації напружень з часом.

√Дефекти матеріалу

Включення, мікротріщини та пустоти в матеріалі підшипника можуть виступати в роліконцентратори напружень, що прискорює початок втоми.

√Погане змащення

Недостатнє або погіршене змащення збільшуєтертя та тепло, знижуючи втомну міцність та прискорюючи зношування.

√Неправильне встановлення

Неправильне вирівнювання, неправильна посадка або надмірне затягування під час встановлення можуть призвести до неочікуваного навантаження, що погіршить роботу підшипника.

Розуміння та зменшення втоми від напружень є важливим для забезпечення тривалого терміну служби у вимогливих умовах експлуатації, особливо у важких електричних транспортних засобах. Хоча досягнення в матеріалах та технології моделювання підвищили стійкість до втоми, належневибір, встановлення та обслуговування підшипниківвсе ще є ключовими для продуктивності та надійності.

Співпраця з досвідчені виробники підшипниківможе забезпечитиоптимізовані рішення, адаптованівідповідно до вашого конкретного застосування. Якщо ваш проект вимагає високої продуктивності, стійкості до втомипідшипники, наша команда готова допомогтитехнічна підтримка та рекомендації щодо продуктів.

Якщо вам потрібно більшепідшипникінформація та запит щодо підшипників, ласкаво просимозв'яжіться з намиОтримайте цінову пропозицію та технічне рішення!