Умора на лагера: Как напрежението при търкаляне води до пукнатини и отлющване

Умората на лагерите остава основната причина за преждевременно повреждане на лагерите, отговорна за над 60% от повредите в промишлените приложения. Търкалящи се лагери – състоящи се от вътрешен пръстен, външен пръстен, търкалящи елементи (топки или ролки) и клетка — работят при циклично натоварване, като търкалящите елементи непрекъснато предават сили между пръстените.

Поради малката контактна площ между търкалящите елементи и търкалящите се пътеки, полученотоХерцово контактно напрежениее изключително висок, особено при условия на висока скорост или тежко натоварване. Тази концентрирана среда на напрежение води дострес умора, проявяващи се като повърхностни точковидни образувания, пукнатини и евентуално отлющване.

Какво е стресова умора?

Умората от стрес се отнася долокализирани структурни повредипричинено от многократно циклично натоварване под границата на якост на опън на материала. Докато по-голямата част отлагеростава еластично деформиран, микроскопичните зони претърпяват пластична деформация с течение на времето, което в крайна сметка води до разрушаване. Процесът обикновено се развива в три прогресивни етапа:

1. Иницииране на микропукнатини

Среща се на подземни нива (0,1–0,3 мм под повърхността на търкалящия канал).
Причинява се от циклични концентрации на напрежения при микроструктурни несъвършенства.

2. Разпространение на пукнатини

Пукнатините постепенно растат по пътищата на максимално напрежение на срязване.
Под влияние на дефекти на материалите и цикли на експлоатационно натоварване.

3. Окончателна фрактура

Повърхностните повреди стават видими, когатолющене or хлъзгане.
След като пукнатините достигнат критичен размер, материалът се отделя от повърхността.

Съображения за умора на тежкотоварни електрически превозни средства

In големи товарни превозни средства (LGV)итежкотоварни превозни средства(Тежки товарни автомобили)— особено при електрическите варианти — устойчивостта на умора е още по-важна поради:

По-широк диапазон на оборотитеЕлектродвигателите работят в по-широки диапазони на скорост от двигателите с вътрешно горене, което увеличава честотите на циклично натоварване.
По-висок въртящ моментПредаването на по-тежък въртящ момент изисква лагери с повишена якост на умора.
Влияние на теглото на батериятаДопълнителната маса на тяговите батерии повишава натоварването на компонентите на задвижващата система, особенолагери на колелата и двигателя.

Основни фактори, допринасящи за умората от стрес

√ Променливи товари

Лагерите в динамичните системи са постоянно изложени на различнирадиални, аксиални и огъващи натоварванияС въртенето на търкалящите елементи контактното напрежение се измества циклично, създавайки високи концентрации на напрежение с течение на времето.

√Материални дефекти

Включения, микропукнатини и кухини в материала на лагера могат да действат катоконцентратори на напрежение, ускорявайки началото на умората.

√Лошо смазване

Недостатъчното или влошено смазване се увеличаватриене и топлина, намалявайки якостта на умора и ускорявайки износването.

√Неправилна инсталация

Неправилното подравняване, неправилното пасване или прекомерното затягане по време на монтажа могат да доведат до неочаквано напрежение, което да компрометира работата на лагера.