Б) Изнашивание при трении качения

Работающие элементы конструкции (тела качения в подшипниках, боковые поверхности зубчатых колес) испытывают высокие контактные напряжения, но изготавливаются из высокотвердых марок стали, проходят сплошную термомеханическую обработку.

К износовой повреждаемости приводят микродеформации, провоцирующие проскальзывание тел качения относительно наружной или внутренней обойм.

В подавляющем большинстве случаев подверженные высоким контактным напряжениям детали работают в режиме окислительного изнашивания → накопление продуктов износа идет медленно. Под влиянием различных факторов, в отдельных случаях, на поверхностях качения возникаю и другие виды изнашивания (усталостное или контактное выкрашивание материала, изнашивание схватывания, абразивное изнашивание).

Усталостное изнашивание является основным видом разрушения поверхностей тел качения.

Под усталостным понимают изнашивание поверхности трения в результате многократного повторного микропластического деформирования объемов материала, приводящего к возникновению микротрещин и отдельных частиц(питтинг). Возникшая под действием повторных напряжений трещина развивается вглубь под небольшим углом к поверхности в направлении качения и впоследствии вновь выходит на поверхность, образуя язвину (рис. 2.20.)

На интенсивность усталостного изнашивания влияют факторы:

Ø Уровень напряжения в материале;

Ø Коэффициент трения;

Ø Остаточные напряжения;

Ø Шероховатость поверхности;

Ø Нагрев поверхности (трение);

Ø ФМ свойства материала;

Ø Качество смазки.

В реальных условиях работы последний фактор наиболее существенный. На рис. приведены зависимости интенсивности питтинга от длительности работы в различных смазочных средах.

Важное влияние на износовую повреждаемость оказывает вязкость смазочного материала. При более вязком масле образуется более толстая смазочная пленка между трущимися поверхностями, лучше скрываются неровности, более вязкому маслу труднее проникнуть в начальную трещину и оказывать расклинивающее влияние на ее развитие. Рис.

При повторных нагружениях эта трещина растет под углом к поверхности вглубь, а затем меняет направление и выходит вновь на поверхность зуба, образуя раковину. Рис.

Прогрессирующее выкрашивание наблюдается на тех зубчатых колесах, у которых начальные нагрузки неравномерно распределены по длине зуба (перекос в зацеплении).

К разновидностям износовой повреждаемости подшипников качения относятся усталостное и абразивное выкрашивание.

Усталостное – поверхности беговых дорожек → результат проскальзывания тел качения в местах перехода из ненагруженной зоны в нагруженную. Проскальзывание → значительное импульсивное выделение теплоты трения, ↑ tْ материала в поверхностном слое и как следствие → питтинг.

Абразивное – подшипники вертолетных конструкций, работающих в условиях повышенной запыленности → ускоренное увеличение радиальных зазоров между телами качения и беговыми дорожками. Повышенные зазоры создают благоприятные условия для проскальзывания тел качения и дальнейшей повреждаемости подшипников. Вплоть до их отказа.

Поиск по сайту: