Какие бывают виды поломок подшипниковых колец?

 

Распространенной проблемой подшипниковых колец является разрушение, которое можно анализировать с двух точек зрения: дефектное разрушение и разрушение в процессе эксплуатации. Анализ разрушения в основном связан с проблемами сырья и технологическим процессом, а разрушение в процессе эксплуатации может быть вызвано усталостным разрушением и другими причинами.

 

Прежде всего, рассмотрим причины разрушения подшипниковых колец из-за дефектов:

1. Если в процессе обработки не устраняются или не улучшаются такие дефекты, как включения сырья, рыхлость, сегрегация хрупких элементов или осаждение жидких карбидов, сетчатая структура, полосчатость, а также неудовлетворительная однородность и сегрегация, это приводит к концентрации напряжений, ослаблению основной прочности наконечника и становится источником трещин.

 

Решение: Превентивная мера заключается в том, чтобы придерживаться основных каналов поставок, стараться закупать сталь стабильного и надежного качества, усилить контроль за складированием закупаемой стали и проверять ее на этапе производства.

 

Во-вторых, в процессе шлифовки возникают трещины.

 

Решение: Усилить контроль за процессом шлифовки, исключить наличие следов шлифовки и трещин на готовых подшипниковых кольцах, особенно на сопрягаемой поверхности внутреннего кольца, изменяющего конусность. Если наконечник подвергался травлению, его следует тщательно проверить, а продукты шлифовки удалить. Сильные следы шлифовки, которые невозможно отремонтировать или ремонт выполнен некачественно, следует утилизировать, а наконечники со следами шлифовки не допускаются к сборочному процессу.

 

3. Неправильная термообработка

 

Метод обработки: Для решения таких проблем, как мягкие участки в подшипниковых кольцах средних и крупных размеров, необходимо определить состав и характеристики закалочного масла, а неподходящее масло следует предварительно заменить на быстрозакалочное масло для повышения закалочной способности закалочной среды и улучшения условий охлаждения при закалке. Строгий процесс отпуска. Для изделий с большим количеством трещин после грубой шлифовки наконечника проводится второй отпуск, что позволяет не только дополнительно стабилизировать структуру и размеры наконечника, но и снизить напряжение шлифовки и улучшить характеристики шлифованного метаморфического слоя.

 

Подшипниковые кольца часто ломаются во время эксплуатации, и существуют три основных вида поломок: усталостная поломка, поломка от перегрузки и термическая поломка.

 

1. Усталостный перелом

 

Под воздействием переменных и ударных нагрузок напряжение в подшипниковом кольце (особенно во внешнем кольце) постоянно превышает предел усталостной прочности материала, что приводит к образованию усталостных трещин, которые в конечном итоге расширяются до определенной степени, вызывая разрушение детали при максимальном напряжении. Как правило, это происходит в зоне подшипника внешнего кольца, поскольку внешнее кольцо обычно прилегает к отверстию подшипникового узла с зазором, а подшипниковый узел представляет собой переменную и эллиптическую деталь, что легко приводит к усталостному разрушению под воздействием переменных и ударных нагрузок.

 

2. Повреждение из-за перегрузки

 

Подобно усталостному разрушению, когда напряжение, действующее на подшипник, превышает предел прочности материала, это приводит к образованию трещин во внутреннем кольце, обычно из-за неправильной установки, например, из-за наклона при установке подшипника, что приводит к эксцентрической нагрузке на подшипник и, как следствие, к разрушению подшипника из-за локальной перегрузки; кроме того, неправильная посадка во время установки может привести к растрескиванию и отрыву подшипника, что также классифицируется как растрескивание от перегрузки. Наиболее распространенной причиной является установка подшипника с натягом, чрезмерный натяг также приводит к растрескиванию подшипникового кольца (в основном, при посадке с натягом внутреннего кольца четырехрядного цилиндрического подшипника), а слишком большой натяг вызывает повышенное напряжение во внутреннем кольце, особенно во внутренних кольцах с малой толщиной поперечного сечения (толщина поперечного сечения <12 мм), и слишком большой натяг часто приводит к осевому растрескиванию внутреннего кольца.

 

3. Термический раскол

 

Термическое разрушение в основном происходит из-за трения скольжения между деталями, соприкасающимися с торцевой поверхностью подшипникового кольца. Под действием осевой силы трение выделяет большое количество тепла, что приводит к ожогам и изменению цвета торцевой поверхности. Трение и высокая температура приводят к образованию трещин на торцевой поверхности подшипникового кольца. Для таких трещин характерно их перпендикулярность направлению трения. Трещины на торцевой поверхности также оказывают большее влияние на внутренние кольца с малой толщиной поперечного сечения (толщина поперечного сечения <12 мм), особенно на подшипники валков высокоскоростных или среднескоростных прокатных станов.

 

При изучении явления разрушения кольца следует учитывать не только дефекты, возникающие в материале и процессе производства, но и исследовать и анализировать конструктивные размеры деталей подшипника, методы обработки и измерения, технологию обработки, условия эксплуатации подшипника и другие факторы.

 

1. Конструкция подшипника и условия эксплуатации. Различные конструкции подходят для различных условий эксплуатации; конструкция деталей подшипника различна, а технологии их обработки также не одинаковы, что влияет на их качество.

 

2. Усилить исследования технологических процессов, усовершенствовать технологии обработки, повысить качество обработки и снизить вероятность дефектов в процессе обработки.

 

3. Усовершенствовать методы контроля технологического процесса и содействовать повышению качества обработки.

 

Когда напряжение, действующее на подшипниковое кольцо, превышает предел прочности материала на растяжение или предел усталости материала, в кольце образуются трещины, которые со временем расширяются до определенной степени, что приводит к полному отслоению части детали, называемому растрескиванием или разрушением.