Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ложный Бринеллинг подшипника

Ложные бринеллирование является подшипник ущерб от истирания , с или без коррозии , [1] , что вызывает отпечатки , которые внешне похожи на бринеллирования , но вызваны другим механизмом. Ложное бринеллирование может происходить в подшипниках, которые действуют при небольших колебаниях [2] или вибрациях. [3]

Основная причина ложного бринеллинга заключается в том, что конструкция подшипника не имеет способа перераспределения смазки без большого вращательного движения всех поверхностей подшипника в дорожке качения. [4] Смазка выталкивается из нагруженной области во время небольших колебательных движений и вибрации, когда поверхности подшипников постоянно не перемещаются очень далеко. [5] Без смазки износ увеличивается, когда снова возникают небольшие колебательные движения. Вполне возможно , для результирующая износа мусор окисляется и образует абразивное соединение , которое носить дополнительно ускоряется.

Механизм действия [ править ]

При нормальной работе подшипник качения имеет ролики и дорожки качения, разделенные тонким слоем смазки, такой как консистентная смазка или масло . [6] Хотя эти смазочные материалы обычно кажутся жидкими (а не твердыми), под высоким давлением они действуют как твердые частицы и препятствуют соприкосновению подшипника и дорожки качения . [7] [8]

При удалении смазки подшипники и дорожки могут напрямую соприкасаться. Хотя подшипники и обоймы кажутся гладкими, они микроскопически грубые. Таким образом, высокие точки каждой поверхности могут соприкасаться, а «впадины» - нет. Нагрузка на подшипник, таким образом , распространяется на гораздо меньшую площадь контакта увеличивая напряжение , [9] , вызывая части каждой поверхности разорвать или стать приварен давлением затем прекращаться , когда подшипник на ролики.

Обломки также называются остатками износа . Остатки износа - это плохо, потому что они относительно большие по сравнению с окружающей поверхностью и, таким образом, создают больше областей с высоким контактным напряжением. Хуже того, сталь в обычных подшипниках может окисляться ( ржаветь ) [10], образуя более абразивный состав, который ускоряет износ.

Имитация ложного бринеллинга [ править ]

Моделирование ложного бринеллинга возможно с помощью метода конечных элементов. Для моделирования определяются относительные смещения (скольжение) между телом качения и дорожкой качения, а также давление в контакте качения. Для сравнения моделирования и экспериментов используется плотность работы трения, которая является произведением коэффициента трения, скольжения и местного давления. Результаты моделирования можно использовать для определения критических параметров приложения или для объяснения механизмов повреждения. [11]

Сравнение моделируемой плотности фрикционной работы и износа
Микроскопия дорожки качения подшипника, поврежденной ложным бринеллингом

Примеры [ править ]

О ложном бринеллинге впервые упомянул Алмен в 1937 году. [12] Алмен обнаружил, что ступичные подшипники были повреждены до того, как они были использованы клиентами. Кроме того, он обнаружил, что подшипники были больше повреждены при транспортировке автомобилей на большие расстояния, и что сезон доставки также имел влияние. Причиной повреждения подшипников стали микроколебания [13], возникшие при транспортировке. Поскольку повреждение похоже на бринеллинг, его назвали ложным бринеллингом. [14]

Хотя проблема автодоставки решена, есть много современных примеров. Например, генераторы или насосы могут выйти из строя или нуждаться в обслуживании, поэтому обычно поблизости имеется запасной блок, который большую часть времени отключается, но вводится в эксплуатацию, когда это необходимо. Однако удивительно, что вибрация от рабочего блока может вызвать отказ подшипника в выключенном блоке. Когда это устройство включено, подшипники могут издавать шум из-за повреждения и могут полностью выйти из строя в течение нескольких дней или недель [15] [16]даже если в остальном агрегат и его подшипники новые. Общие решения включают: удерживание запасного блока на расстоянии от включенного и вибрирующего; ручное вращение валов запасных частей на регулярной (например, еженедельной) основе; или регулярное переключение между блоками, чтобы оба работали в обычном режиме (например, еженедельно).

До недавнего времени велосипедные гарнитуры имели тенденцию к ложному бринеллированию в положении рулевого управления «прямо вперед» из-за небольших перемещений, вызванных изгибом вилки. Хорошие современные гарнитуры включают подшипник скольжения для компенсации этого изгиба, оставляя шарикоподшипник для обеспечения чистого вращательного движения. [ необходима цитата ]

Пример применения, в котором может возникнуть ложный бринеллинг

Подшипники современных ветряных турбин часто подвержены ложному бринеллированию. Особенно часто случаются ложные повреждения бринеллирующего подшипника [17], который используется при колебаниях. [18]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Schwack, Fabian (25 мая 2017). «Зависимый от времени анализ износа в колебательных подшипниках (доступна загрузка PDF-файла)» . ResearchGate . Проверено 27 июня 2017 года .
  2. ^ Швак, Фабиан; Опрос, Герхард. «Срок службы лопастных подшипников - проблемы, возникающие при оценке срока службы лопастных подшипников» . ResearchGate . Проверено 27 июня 2017 года .
  3. ^ Pittroff, Hans (1 сентября 1965). «Фреттинг-коррозия, вызванная вибрацией при неподвижных подшипниках качения». Журнал фундаментальной инженерии . 87 (3): 713–723. DOI : 10.1115 / 1.3650657 . ISSN 0098-2202 . 
  4. ^ Швак, Фабиан; Бадер, Норберт; Лекнер, Йохан; Демайль, Клэр; Опрос, Герхард (15 августа 2020 г.). «Исследование консистентных смазок в условиях шагового подшипника ветряных турбин» . Носить . 454-455: 203335. дои : 10.1016 / j.wear.2020.203335 . ISSN 0043-1648 . 
  5. ^ Фэн, Чен; Маруяма, Тайсуке; Сайто, Цуёси (2009). «Поведение масляной пленки в условиях минутной вибрации в точках контакта EHL». Продвинутая трибология . Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. С. 42–43. DOI : 10.1007 / 978-3-642-03653-8_16 . ISBN 978-3-642-03652-1.
  6. ↑ Маруяма, Тайсуке; Сайто, Цуёси; Ёкоучи, Ацуши (4 мая 2017 г.). «Различия в механизмах уменьшения фреттинг-износа при смазке маслом и консистентной смазкой». Трибологические труды . 60 (3): 497–505. DOI : 10.1080 / 10402004.2016.1180469 . ISSN 1040-2004 . S2CID 138588351 .  
  7. ^ Годфри, Дуглас. "Фреттинг-коррозия или ложный бринеллинг | Износ | Наука о поверхности" . Scribd . Проверено 27 июня 2017 года .
  8. ^ Эррикелло, Роберт (апрель 2004 г.). «Другая перспектива: ложный бринеллинг и фреттинг-коррозия (доступна загрузка PDF-файла)» . Смазочная техника . 60 : 34–36 . Проверено 27 июня 2017 года .
  9. ^ Тонацци, Д .; Комба, Э. Хуара; Massi, F .; Le Jeune, G .; Coudert, JB; Maheo, Y .; Бертье Ю. (15 апреля 2017 г.). «Численный анализ распределения контактных напряжений и деформаций для смазанных и несмазанных высоконагруженных подшипников качения». Носить . 21-я Международная конференция по износу материалов. 376–377, часть B: 1164–1175. DOI : 10.1016 / j.wear.2016.11.037 .
  10. ↑ Tomlinson, GA (1 июля 1927 г.). «Ржавление контактных стальных поверхностей» . Труды Лондонского королевского общества A: математические, физические и инженерные науки . 115 (771): 472–483. Bibcode : 1927RSPSA.115..472T . DOI : 10.1098 / rspa.1927.0104 . ISSN 1364-5021 . 
  11. ^ Schwack, F .; Prigge, F .; Опрос, Г. (октябрь 2018 г.). «Конечно-элементное моделирование и экспериментальный анализ ложного бринеллинга и фреттинг-коррозии». Tribology International . 126 : 352–362. DOI : 10.1016 / j.triboint.2018.05.013 . ISSN 0301-679X . 
  12. ^ Алмен, JO (1937). «Смазочные материалы и ложное бринеллирование шариковых и роликовых подшипников». Машиностроение . 59 (6): 415–422.
  13. ^ Питтрофф, Ганс (1965). «Фреттинг-коррозия, вызванная вибрацией при неподвижных подшипниках качения». Журнал фундаментальной инженерии . 87 (3): 713–723. DOI : 10.1115 / 1.3650657 .
  14. ^ Швак, Фабиан; Опрос, Герхард. «Срок службы лопастных подшипников - проблемы, возникающие при оценке срока службы лопастных подшипников» . ResearchGate . Проверено 27 июня 2017 года .
  15. ^ Швак, Фабиан (2016). «Сравнение расчетов ресурса колебательных подшипников с учетом индивидуального управления шагом в ветряных турбинах» . Журнал физики: Серия конференций . 753 (753): 11. Bibcode : 2016JPhCS.753k2013S . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 753/11/112013 .
  16. ^ Ecotrib (3, 2011 (2011). Ложная бринеллирование ОСТАНОВКИ отметина на роликовых подшипниках - Technische Informationsbibliothek (ИРТ) . Www.tib.eu . ISBN 9783901657382. Проверено 27 июня 2017 года .CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  17. ^ Стаммлер, Маттиас (март 2015). «Подшипники лопастей: механизмы повреждения и стратегии испытаний» . CWD 2015 : 371–379.
  18. ^ Швак, Фабиан (2017). «Анализ износа подшипников качения в зависимости от времени» . СТЛЕ (72-й).

Внешние ссылки [ править ]

  • Изображение ложного Бринеллинга Emerson Bearing
  • Прецизионный шпиндель, объяснение ложного Бринеллинга
  • ТОиР сегодня о вращающихся запчастях
  • Пример использования бюллетеня сервисного обслуживания US Motors, пояснения и изображения (PDF)