При осмотре определенного типа радиального шарикоподшипника после длительного использования было обнаружено, что сепаратор сломан, а дорожка качения частично отслоилась после разложения. Этот подшипник широко используется, но за многие годы эксплуатации произошел перелом сепаратора и отслоение дорожек качения. В чем причина перелома клетки? Следующая China Bearing Network (аббревиатура: Huazhou Network), чтобы поделиться с вами соответствующими примерами и конкретными причинами.

Характеристики разрушения радиального сепаратора шарикоподшипника:

Общий цвет неисправного подшипника яркий, внутренняя и внешняя поверхности колец не имеют повреждений. Карман клетки, в которой стальной шарик находится рядом с заклепкой с одной стороны, треснул и сломан, как показано ниже.

Морфология растрескивания сепаратора подшипника

После рассечения внешнего кольца подшипника было обнаружено, что нижняя часть дорожки качения внешнего кольца имеет очевидную траекторию контакта с изменением цвета, траектория стала неровной, как показано на рисунке 3; дорожка качения внутреннего кольца продолжала отслаиваться по всей окружности вдоль дна канавки, и контакт Траектория слегка наклонена к стороне канала, не ведущей к печатной плате, демонстрируя мягкую характеристику подъема. Как показано на Рисунке 4, потрескавшийся карман был значительно изношен и утончен рядом с трещиной и вспыхнул, как показано на Рисунке 5, удалите заклепку и разделите две. В клетке можно увидеть, что внутренняя поверхность некоторых карманов клетки становится ярче от трения о стальной шарик, а внутренняя поверхность треснувшего кармана становится более заметной, как показано на рисунках 6 и 7. Поверхность стального шара является законченной, и все они имеют разную степень обесцвечивания при высокой температуре. Но металлический блеск все же присутствует, и появление стального шарика в месте треснувшего кармана не является ненормальным.

Результаты испытаний: осевое биение внутреннего кольца и осевое биение наружного кольца явно превышают стандартные нормы, что указывает на ухудшение внутренней точности;

Анализ отколовшейся части

Отслаивающаяся часть внутренней дорожки качения наблюдалась под растровым электронным микроскопом, и никаких дефектов материала, таких как включения, обнаружено не было. В источнике выкрашивания имеются металлические выступы, которые имеют дугообразную форму и постепенно расширяются к сердцевине выкрашивания. 

Анализ энергетического спектра сколотой части не обнаружил никаких других элементов, кроме матрицы.

Твердость и металлографическая структура

По результатам визуального контроля после разрушения неисправных деталей были выбраны внутреннее кольцо и стальной шарик, а также проверены твердость и структура закалки и отпуска соответственно. Результаты испытаний показали, что структура закалки и отпуска, а также твердость внутренней втулки и стального шарика соответствуют требованиям стандарта.

Дальнейшее наблюдение металлографического образца внутреннего кольца не показало высокотемпературных характеристик и аномальной структуры.

Анализ отказов

Анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа подтвердил, что отслаивание дорожки качения подшипника было усталостным отслаиванием. По морфологии растрескивания кармана сепаратора и морфологии выкрашивания дорожки качения внутреннего кольца можно сделать вывод, что растрескивание дорожки качения внутреннего кольца должно предшествовать растрескиванию кармана клетки. Поскольку, когда подшипник работает нормально, сила, действующая на сепаратор, очень мала, только стальной шарик направляет силу сопротивления сепаратора, эта сила не приведет к растрескиванию сепаратора; даже если сепаратор сначала треснет, его фиксация на стальном шарике не очевидна. Изменения, невозможно вызвать отслоение дорожки качения внутреннего кольца.

И наоборот, после того, как дорожка качения внутреннего кольца подшипника отслаивается, подшипник будет работать ненормально и вызывать вибрацию, что приведет к нестабильному движению стального шара при его вращении в окружном направлении, радиальному биению и окружному качанию, а также вызовет вращение. засорение. Это вызывает износ контактной поверхности между стальным шариком и карманом сепаратора. В то же время стальной шарик также вызывает эффект растяжения по окружности на кармане клетки, что в конечном итоге приведет к усталостному разрушению клетки по углам и другим слабым местам. Из результатов физико-химических испытаний внутреннего кольца можно исключить влияние материала или дефектов холодной и горячей обработки; дорожка качения наружного кольца подшипника имеет контактную выемку по всей окружности, указывает на то, что радиальная нагрузка слишком велика при работающем подшипнике. Еще раз проверьте установку и соответствие подшипников, и все они соответствуют техническим требованиям, которые могут устранить влияние небольшого радиального рабочего зазора. Судя по результатам испытаний на размер 7 стальных шариков, разница групп диаметров составляет 0,8 мкм, что превышает нормативные требования.

Программное обеспечение для анализа конструкции подшипника используется для расчета и анализа контактного напряжения во время работы подшипника. Результаты расчетов показывают, что при нормальных условиях подшипника контактное напряжение между стальным шариком и дорожкой качения внутреннего кольца является наибольшим, максимальное контактное напряжение составляет 1758 МПа, что меньше максимально допустимого контактного напряжения подшипниковой стали 2000 МПа; В этом случае существует вероятность того, что максимальное контактное напряжение между большим стальным шариком и дорожкой качения внутреннего кольца превышает максимально допустимое контактное напряжение подшипниковой стали 2000 МПа.

На основании приведенного выше анализа предварительно установлено, что причина выкрашивания дорожки качения внутреннего кольца заключается в том, что разница в группе диаметров стальных шариков влияет на распределение нагрузки группы стальных шариков и контактное напряжение между ними. стальные шарики большего размера и внутреннее кольцо превышает максимально допустимый материал. Контактное напряжение и дополнительная вибрационная нагрузка вызовут усталостное отслаивание дорожки качения внутреннего кольца после продолжительной работы. После снятия дорожки качения внутреннего кольца подшипника работа подшипника нарушается, что приводит к растрескиванию кармана сепаратора. Поэтому в процессе сборки подшипника