Uszkodzenie zmęczeniowe łożyska: jak naprężenia toczne prowadzą do pęknięć i odpryskiwania

Awaria zmęczeniowa pozostaje główną przyczyną przedwczesnego uszkodzenia łożysk, odpowiadając za ponad 60% awarii w zastosowaniach przemysłowych. Łożyska toczne – składające się z pierścienia wewnętrznego, pierścienia zewnętrznego i elementów tocznych (piłki lub wałki) i klatka — pracują pod obciążeniem cyklicznym, przy czym elementy toczne stale przenoszą siły pomiędzy pierścieniami.

Ze względu na małą powierzchnię styku elementów tocznych z bieżniami,Naprężenie kontaktowe Hertzajest ekstremalnie wysoki, szczególnie w warunkach dużej prędkości lub dużego obciążenia. To skoncentrowane środowisko naprężeń prowadzi dozmęczenie stresemobjawiające się wżerami na powierzchni, pęknięciami i ostatecznie łuszczeniem się.

Czym jest zmęczenie stresem?

Zmęczenie stresem odnosi się dolokalne uszkodzenia strukturalnespowodowane powtarzającym się cyklicznym obciążeniem poniżej granicznej wytrzymałości materiału na rozciąganie. Podczas gdy większośćłożyskoPozostaje sprężysto odkształcony, mikroskopijne strefy ulegają z czasem odkształceniu plastycznemu, co ostatecznie prowadzi do awarii. Proces ten zazwyczaj przebiega w trzech następujących po sobie etapach:

1. Inicjacja mikropęknięć

• Występuje na poziomie podpowierzchniowym (0,1–0,3 mm pod powierzchnią toru).

• Spowodowane cyklicznymi koncentracjami naprężeń w niedoskonałościach mikrostrukturalnych.

2. Propagacja pęknięć

• Pęknięcia stopniowo powiększają się wzdłuż ścieżek maksymalnego naprężenia ścinającego.

• Wpływ na to mają wady materiałowe i cykle obciążeń eksploatacyjnych.

3. Ostateczne złamanie

• Uszkodzenia powierzchni stają się widoczne jakołuszczenie or wżery.

• Gdy pęknięcia osiągną rozmiar krytyczny, materiał oddziela się od powierzchni.

• 

Zagadnienia dotyczące zmęczenia w pojazdach elektrycznych o dużej ładowności

In duże pojazdy ciężarowe (LGV)Ipojazdy ciężarowe(ciężarówki)—szczególnie w przypadku wariantów elektrycznych — odporność na zmęczenie jest jeszcze ważniejsza ze względu na:

• Szerszy zakres obrotówSilniki elektryczne pracują w szerszym zakresie prędkości niż silniki spalinowe, co zwiększa częstotliwość cyklicznych obciążeń.

• Wyższy moment obrotowy:Większy moment obrotowy wymaga łożysk o zwiększonej wytrzymałości zmęczeniowej.

• Wpływ masy akumulatora:Dodatkowa masa akumulatorów trakcyjnych zwiększa obciążenie elementów układu napędowego, zwłaszczałożyska kół i silnika.

• 

Główne czynniki przyczyniające się do zmęczenia stresem

√ Obciążenia przemienne

Łożyska w układach dynamicznych są stale narażone na zmienne warunkiobciążenia promieniowe, osiowe i zginająceW miarę jak elementy toczne obracają się, naprężenia stykowe zmieniają się cyklicznie, powodując z czasem wysokie koncentracje naprężeń.

√Wady materiałowe

Wtrącenia, mikropęknięcia i puste przestrzenie w materiale łożyska mogą działać jakokoncentratory stresu, przyspieszając inicjację zmęczenia.

√Słabe smarowanie

Niedostateczne lub zdegradowane smarowanie zwiększatarcie i ciepło, zmniejszając wytrzymałość zmęczeniową i przyspieszając zużycie.

√Nieprawidłowa instalacja

Niewłaściwe dopasowanie, nieprawidłowe ustawienie lub nadmierne dokręcenie elementów podczas montażu może spowodować nieoczekiwane naprężenia, pogarszające wydajność łożyska.

Zrozumienie i łagodzenie zmęczenia naprężeniowego jest niezbędne dla zapewnienia długiej żywotności w wymagających zastosowaniach – zwłaszcza w ciężkich pojazdach elektrycznych. Chociaż postęp w materiałach i technologiach symulacji zwiększył odporność na zmęczenie, odpowiedniedobór, montaż i konserwacja łożysknadal są kluczowe dla wydajności i niezawodności.

Współpraca z doświadczeni producenci łożyskmoże zapewnićzoptymalizowane rozwiązania dostosowanedo Twojego konkretnego zastosowania. Jeśli Twój projekt wymaga wysokiej wydajności i odporności na zmęczenienamiar, nasz zespół jest tutaj, aby pomócwsparcie techniczne i rekomendacje produktów.

Jeśli potrzebujesz więcejłożyskoinformacje i zapytania dotyczące łożysk, witamySkontaktuj się z namiUzyskaj wycenę i rozwiązanie techniczne!