Усталостное разрушение подшипников: как контактное напряжение качения приводит к трещинам и выкрашиванию

Усталостное разрушение остаётся основной причиной преждевременного выхода из строя подшипников, на долю которого приходится более 60% отказов в промышленном оборудовании. Подшипники качения состоят 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 высоких скоростей или больших нагрузок. Эта концентрированная среда напряжений приводит кстресс усталость, что проявляется в виде поверхностных язв, трещин и, в конечном итоге, отколов.

Что такое стрессовая усталость?

Стрессовая усталость относится клокализованные структурные повреждениявызванных многократным циклическим нагружением ниже предела прочности материала на растяжение. Хотя основная частьнесущийОставаясь упруго деформированным, микроскопические зоны со временем претерпевают пластическую деформацию, что в конечном итоге приводит к разрушению. Процесс обычно протекает в три последовательных этапа:

1. Возникновение микротрещин

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

• Вызвано циклическими концентрациями напряжений в микроструктурных дефектах.

2. Распространение трещин

• Трещины постепенно растут вдоль путей максимального напряжения сдвига.

• Под влиянием дефектов материала и циклов эксплуатационной нагрузки.

3. Окончательный перелом

• Повреждение поверхности становится заметным, когдаоткол or питтинг.

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

• 

Усталостные характеристики тяжелых электромобилей

In большие грузовые автомобили (LGV)итяжелые грузовые автомобили(грузовые автомобили)—особенно электрические варианты — сопротивление усталости еще более важно из-за:

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

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

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

• 

Основные факторы, способствующие стрессовой усталости

√ Знакопеременные нагрузки

Подшипники в динамических системах постоянно подвергаются воздействию различныхрадиальные, осевые и изгибающие нагрузкиПри вращении тел качения контактное напряжение циклически смещается, что со временем приводит к высоким концентрациям напряжений.

√Дефекты материала

Включения, микротрещины и пустоты в материале подшипника могут действовать какконцентраторы напряжений, 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 непредвиденным нагрузкам, ухудшающим работу подшипника.

Понимание и снижение усталостных напряжений критически важно для обеспечения длительного срока службы в сложных условиях эксплуатации, особенно в электромобилях большой грузоподъёмности. Хотя достижения в области материалов и технологий моделирования повысили усталостную прочность, правильноевыбор, установка и обслуживание подшипниковпо-прежнему являются ключевыми факторами производительности и надежности.

Сотрудничество с опытные производители подшипниковможет обеспечитьоптимизированные решения, адаптированныек вашему конкретному применению. Если ваш проект требует высокопроизводительных, устойчивых к усталостиподшипники, наша команда здесь, чтобы помочь вамтехническая поддержка и рекомендации по продукту.

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