Jakie są rodzaje pęknięć pierścieni łożyskowych?

 

Częstym problemem pierścieni łożyskowych jest pęknięcie. Pęknięcia pierścieni łożyskowych można analizować z dwóch powodów. Pierwszym jest pęknięcie defektowe, a drugim – wykorzystanie pęknięcia. To ostatnie można analizować głównie na podstawie problemów z surowcami i przetwarzaniem procesu. Wykorzystanie pęknięcia jest spowodowane zmęczeniem materiału i innymi przyczynami.

 

Najpierw przyjrzyjmy się przyczynom pęknięć pierścieni łożyskowych:

1. Jeśli w procesie obróbki nie zostaną wyeliminowane lub poprawione takie defekty, jak wtrącenia surowca, luzy, segregacja kruchych elementów lub wytrącanie się ciekłego węglika, sieciowanie, pasmowanie oraz niekorzystna jednorodność i segregacja, spowodują one koncentrację naprężeń, osłabią podstawową wytrzymałość tulei i staną się źródłem pęknięć.

 

Rozwiązanie: Środkiem zapobiegawczym jest przestrzeganie głównego kanału dostaw, staranie się o zakup stali o stabilnej i niezawodnej jakości, wzmocnienie kontroli magazynowej zakupionej stali i sprawdzenie jej źródła.

 

Po drugie, w procesie szlifowania występują pęknięcia

 

Rozwiązanie: Należy wzmocnić monitorowanie procesu szlifowania, a gotowy pierścień łożyska nie powinien mieć śladów przypaleń ani pęknięć szlifierskich, zwłaszcza na powierzchni styku pierścienia wewnętrznego, co mogłoby spowodować zmianę stożka. Jeśli tuleja jest wytrawiona, należy ją dokładnie sprawdzić, a ślady przypalenia usunąć. W przypadku poważnego przypalenia nie można go naprawić lub naprawa jest niekwalifikowana i należy ją zezłomować. Tuleja ze śladami przypalenia nie powinna być wprowadzana do procesu montażu.

 

3. Niewłaściwa obróbka cieplna

 

Metoda obróbki: Aby wyeliminować wady, takie jak miękkie punkty w pierścieniach łożyskowych średniej i dużej wielkości, należy określić skład i wydajność oleju hartowniczego. Oleje niespełniające wymagań należy wymienić z wyprzedzeniem, stosując olej szybkoschnący, aby zwiększyć zdolność hartowniczą medium hartowniczego i poprawić warunki chłodzenia. Proces odpuszczania jest rygorystyczny. W przypadku pierścieni z większą liczbą pęknięć, drugie odpuszczanie przeprowadza się po zgrubnym szlifowaniu tulei, co nie tylko stabilizuje jej strukturę i rozmiar, ale także zmniejsza naprężenia szlifierskie i poprawia właściwości warstwy metamorficznej.

 

Pierścienie łożyskowe często pękają podczas użytkowania. Rozróżnia się trzy główne rodzaje pęknięć: pęknięcie zmęczeniowe, pęknięcie przeciążeniowe i pęknięcie termiczne.

 

1. Złamanie zmęczeniowe

 

Pod wpływem obciążenia zmiennego i udarowego, naprężenie pierścienia łożyska (zwłaszcza pierścienia zewnętrznego) stale przekracza granicę wytrzymałości zmęczeniowej materiału, co powoduje pęknięcia zmęczeniowe, które ostatecznie rozszerzają się do pewnego stopnia, powodując pęknięcie przy maksymalnym naprężeniu elementu. Zazwyczaj występuje to w obszarze nośnym pierścienia zewnętrznego, ponieważ pierścień zewnętrzny zazwyczaj pasuje do otworu obudowy łożyska z luzem, a obudowa łożyska jest elementem zmiennym i eliptycznym, co ułatwia pękanie zmęczeniowe pod wpływem obciążenia zmiennego i udarowego.

 

2. Przeciążenie

 

Podobnie do pęknięcia zmęczeniowego, gdy naprężenie działające na łożysko jest większe niż wytrzymałość materiału na rozciąganie, powoduje pęknięcia w pierścieniu wewnętrznym, zwykle z powodu nieprawidłowego montażu, takiego jak przechylenie montażu łożyska, powodujące mimośrodowe obciążenie łożyska, co skutkuje pęknięciem łożyska spowodowanym lokalnym przeciążeniem; Ponadto niewłaściwe stukanie podczas montażu powoduje pęknięcie i odpadnięcie łożyska, co jest również klasyfikowane jako pęknięcie przeciążeniowe. Najczęstszym jest to, że gdy łożysko jest instalowane z rozmiarem wcisku, nadmierny wcisk również prowadzi do pęknięcia pierścienia łożyska (głównie pasowanie wciskowe pierścienia wewnętrznego łożyska walcowego czterorzędowego), a wcisk jest zbyt duży, aby spowodować większe naprężenie pierścienia wewnętrznego, zwłaszcza pierścień wewnętrzny o małej grubości przekroju poprzecznego (grubość przekroju poprzecznego <12 mm), a zbyt duży wcisk często prowadzi do osiowego pęknięcia pierścienia wewnętrznego.

 

3. Pęknięcie termiczne

 

Pęknięcie termiczne powstaje głównie w wyniku tarcia ślizgowego między częściami przylegającymi do czoła pierścienia łożyskowego. Pod wpływem siły osiowej tarcie wytwarza dużo ciepła, co powoduje przypalenia i odbarwienia czoła pierścienia. Tarcie i ciepło powodują pęknięcia na czole pierścienia łożyskowego. Pęknięcie jest prostopadłe do kierunku tarcia. To samo pęknięcie czoła pierścienia ma również większy wpływ na pierścień wewnętrzny o małej grubości przekroju (grubość przekroju <12 mm), zwłaszcza na łożyska walcowe walcarek o dużej prędkości lub średniej prędkości.

 

Badanie zjawiska pękania pierścieni powinno uwzględniać nie tylko wady powstałe w materiale i procesie produkcyjnym, ale także obejmować badanie i analizę wymiarów konstrukcyjnych części łożysk, metody przetwarzania i pomiaru, technologię przetwarzania, warunki pracy łożysk i inne czynniki.

 

1. Konstrukcja łożyska i warunki eksploatacji. Różne konstrukcje są odpowiednie do różnych warunków eksploatacji. Konstrukcja części łożyska jest różna, a technologia ich obróbki różni się, co również wpływa na ich jakość.

 

2. Wzmocnić badania nad procesami, udoskonalić technologię przetwarzania, poprawić jakość przetwarzania i zredukować ryzyko wystąpienia błędów w przetwarzaniu.

 

3. Udoskonalić metody monitorowania przetwarzania i promować poprawę jakości przetwarzania.

 

Gdy naprężenie działające na pierścień łożyskowy jest większe od wytrzymałości materiału na rozciąganie lub granicy wytrzymałości zmęczeniowej materiału, pierścień pęknie. Pęknięcie z czasem rozszerzy się do pewnego stopnia, powodując całkowite oddzielenie się części, co nazywa się pęknięciem.