Ложный бринеллинг

Ложный бринеллинг подшипника

Ложный бринеллинг - это повреждение подшипника, вызванное истирание с коррозией или без нее, которое вызывает отпечатки, похожие на бринеллинг, но вызванные другим механизмом. Ложное бринеллирование может происходить в подшипниках, которые действуют при небольших колебаниях или вибрациях.

Основная причина ложного бринеллирования заключается в том, что конструкция подшипника не предусматривает перераспределения смазки без больших вращательное движение всех опорных поверхностей дорожки качения. Смазка выталкивается из нагруженной области во время небольших колебательных движений и вибрации, когда поверхности подшипников постоянно не перемещаются очень далеко. Без смазки износ увеличивается, когда снова возникают небольшие колебательные движения. Образовавшиеся в результате износа мусор могут окисляться и образовывать абразивный состав, который еще больше ускоряет износ.

• 1 Механизм действия
• 2 Моделирование ложного бринеллинга
• 3 Примеры
• 4 Ссылки
• 5 Внешние ссылки

В нормальном режиме работы, подшипник качения имеет ролики и дорожки, разделенные тонким слоем смазки, такой как консистентная смазка или масло. Хотя эти смазочные материалы обычно кажутся жидкими (не твердыми), под высоким давлением они действуют как твердые частицы и не позволяют соприкасаться с подшипником и дорожкой.

Если смазку удалить, подшипники и дорожки качения могут прикоснуться напрямую. Хотя подшипники и кольца кажутся гладкими, они микроскопически грубые. Таким образом, высокие точки каждой поверхности могут соприкасаться, а «впадины» - нет. Нагрузка на подшипник, таким образом, распределяется на гораздо меньшую площадь, увеличивая контактное напряжение, в результате чего части каждой поверхности отламываются или свариваются под давлением, а затем отламываются при катании подшипника.

Обломки также называются остатками износа. Остатки износа - это плохо, потому что они относительно велики по сравнению с окружающей поверхностью и, таким образом, создают больше областей высокого контактного напряжения. Хуже того, сталь в обычных подшипниках может окисляться (ржавчина ), образуя более абразивный состав, который ускоряет износ.

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 могут быть использованы для определения критических параметров приложения или объяснения механизмов повреждения.

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

О ложном бринеллинге впервые упомянул Алмен в 1937 году. 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, возникшие при транспортировке. Поскольку повреждение похоже на бринеллинг, это было названо ложным бринеллингом.

Хотя проблема автоматической доставки была решена, есть много современных примеров. Например, генераторы или насосы могут выйти из строя или нуждаться в обслуживании, поэтому обычно поблизости есть запасной блок, который большую часть времени отключается, но вводится в эксплуатацию при необходимости. Однако неожиданно вибрация от рабочего блока может вызвать отказ подшипника в выключенном блоке. Когда этот блок включен, подшипники могут издавать шум из-за повреждения и могут полностью выйти из строя в течение нескольких дней или недель, даже если блок и его подшипники в остальном 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 бринелированию в положении рулевого управления "прямо вперед" из-за небольших перемещений, вызванных изгибом вилки. Хорошие современные гарнитуры включают в себя подшипник скольжения для компенсации этого изгиба, оставляя шарикоподшипник для обеспечения чистого вращательного движения.

Пример применения, в котором может возникнуть ложный бринеллинг.

Подшипники современных ветряных турбин часто подвержены ложному бринеллированию. В частности, подшипник шага, который используется при колебаниях, часто показывает ложные повреждения бринеллинга.

1. ^Schwack, Fabian (25 мая 2017 г.). «Зависимый от времени анализ износа в колебательных подшипниках (доступна загрузка PDF-файла)». ResearchGate. Проверено 27 июня 2017 г.
2. ^Швак, Фабиан; Опрос, Герхард. «Срок службы лопастных подшипников - проблемы, возникающие при оценке срока службы лопастных подшипников». ResearchGate. Проверено 27 июня 2017 г.
3. ^Питтрофф, Ганс (1 сентября 1965 г.). «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. doi : 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 г.
8. ^Эррикелло, Роберт (апрель 2004 г.). «Другая перспектива: ложный бринелинг и фреттинг-коррозия (доступна для скачивания PDF)». Смазочная техника. 60 : 34–36. Проверено 27 июня 2017 г.
9. ^Tonazzi, D.; Комба, Э. Хуара; Massi, F.; Le Jeune, G.; Coudert, J. B.; Maheo, Y.; Бертье Ю. (15 апреля 2017 г.). «Численный анализ контактных напряжений и распределений 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. ^Томлинсон, Г. А. (1 июля 1927 г.). «Ржавчина стальных поверхностей при контакте». Труды Лондонского королевского общества A: математические, физические и технические 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, Дж. О. (1937). «Смазочные материалы и ложное бринеллирование шариковых и роликовых подшипников». Инженерное дело. 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 г.
15. ^Schwack, Fabian (2016). «Сравнение расчетов ресурса качающихся 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). Ложные следы остановки бринеллирования на роликовых подшипниках - Technische Informationsbibliothek (TIB). Www.tib.eu. ISBN 9783901657382. Проверено 27 июня 2017 г. CS1 maint: числовые имена: список авторов (ссылка )
17. ^Stammler, Маттиас (март 2015 г.). «Подшипники лопастей: механизмы повреждения и стратегии испытаний». CWD 2015: 371–379.
18. ^Швак, Фабиан (2017). «Временной анализ износ в колебательных подшипниках ". STLE (72-й).

• Emerson Bearing фотография ложного Бринеллинга
• Прецизионный шпиндель, объяснение ложного Бринеллинга
• ТОиР Сегодня о вращающихся запчастях
• US Motors пример использования бюллетеня услуг, пояснения и изображения (PDF)