Усталостный отказ подшипника: как контактное напряжение качения приводит к трещинам и выкрашиванию

Усталостный отказ остается преобладающей причиной преждевременного выхода подшипников из строя, отвечая за более чем 60% отказов в промышленных применениях. Подшипники качения — состоящие из внутреннего кольца, наружного кольца, тел качения (шарики или ролики) и сепаратор — работают при циклической нагрузке, при этом тела качения непрерывно передают усилия между кольцами.

Из-за малой площади контакта между телами качения и дорожками качения, в результатеКонтактное напряжение Герцачрезвычайно высока, особенно в условиях высокой скорости или большой нагрузки. Эта концентрированная среда напряжения приводит кстресс усталость, проявляющееся в виде поверхностных раковин, трещин и, в конечном итоге, отколов.

Что такое стрессовая усталость?

Стрессовая усталость относится клокализованные структурные повреждениявызвано повторной циклической нагрузкой ниже предела прочности материала на растяжение. В то время как основная частьнесущийостается упруго деформированным, микроскопические зоны со временем испытывают пластическую деформацию, в конечном итоге вызывая разрушение. Процесс обычно разворачивается в три последовательных этапа:

1. Возникновение микротрещин

• Возникает на подповерхностных уровнях (0,1–0,3 мм ниже поверхности дорожки качения).

• Вызвано циклической концентрацией напряжений в микроструктурных дефектах.

2. Распространение трещин

• Трещины постепенно растут вдоль путей максимального напряжения сдвига.

• Влияние дефектов материала и циклов эксплуатационной нагрузки.

3. Окончательный перелом

• Повреждение поверхности становится заметным, так какоткол or питтинг.

• Как только трещины достигают критического размера, материал отслаивается от поверхности.

• 

Усталостные характеристики большегрузных электромобилей

In большие грузовые автомобили (LGV)итяжелые грузовые автомобили(грузовые автомобили)— особенно в электрических вариантах — сопротивление усталости становится еще более важным из-за:

• Более широкий диапазон оборотов: Электродвигатели работают в более широком диапазоне скоростей, чем двигатели внутреннего сгорания, что увеличивает частоту циклических нагрузок.

• Более высокий крутящий момент на выходе: Для передачи более тяжелого крутящего момента требуются подшипники с повышенной усталостной прочностью.

• Влияние веса батареи: Дополнительная масса тяговых аккумуляторных батарей увеличивает нагрузку на компоненты трансмиссии, особенноподшипники колес и двигателей.

• 

Основные факторы, способствующие стрессовой усталости

√ Переменные нагрузки

Подшипники в динамических системах постоянно подвергаются воздействию различныхрадиальные, осевые и изгибающие нагрузки. При вращении тел качения контактное напряжение циклически смещается, создавая со временем высокие концентрации напряжений.

√Дефекты материала

Включения, микротрещины и пустоты в материале подшипника могут действовать какконцентраторы напряжения, ускоряя наступление усталости.

√Плохая смазка

Недостаточная или ухудшенная смазка увеличиваеттрение и тепло, снижая усталостную прочность и ускоряя износ.

√Неправильная установка

Несоосность, неправильная посадка или чрезмерное затягивание во время установки могут привести к возникновению непредвиденных напряжений, что ухудшит эксплуатационные характеристики подшипника.

Понимание и смягчение усталости от напряжения имеет важное значение для обеспечения длительного срока службы в сложных условиях, особенно в электрических большегрузных автомобилях. В то время как достижения в области материалов и технологий моделирования повысили сопротивление усталости, надлежащееВыбор, установка и обслуживание подшипниковпо-прежнему являются ключевыми факторами производительности и надежности.

Сотрудничество с опытные производители подшипниковможет предоставитьоптимизированные решения, адаптированныек вашему конкретному применению. Если ваш проект требует высокой производительности, устойчивости к усталостиподшипники, наша команда здесь, чтобы помочь вам стехническая поддержка и рекомендации по продукту.

Если вам нужно большенесущийинформация и запрос, добро пожаловатьсвязаться с намиполучите расценку и техническое решение!