 |
И способы их предотвращения
|
|
|
|
А. А. РАЖКОВСКИЙ, А. Г. ПЕТРАКОВА
ДЕФЕКТЫ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
ОМСК 2010
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
__________________________________
А. А. Ражковский, А. Г. Петракова
ДЕФЕКТЫ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве методических указаний к лабораторным работам
для студентов четвертого курса
Омск 2010
УДК 629.4
ББК 39.22
Р95
Дефекты роликовых подшипников: Методические указания к лабораторным работам / А. А. Ражковский, А. Г. Петракова; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. 23 с.
Представлено описание трех лабораторных работ, в которых рассмотрены основные дефекты роликовых подшипников (наружных и внутренних колец, роликов, сепараторов). Приведены сведения о методах определения дефектов роликовых подшипников, причинах их образования и способах предотвра-щения.
Предназначены для студентов четвертого курса очной и заочной форм обучения, изучающих дисциплины «Дефектообразование в объектах железнодорожного транспорта», «Технология производства и ремонта вагонов».
Табл. 1. Рис. 8. Прил. 3.
Рецензенты: канд. техн. наук, профессор Р. А. Ахмеджанов;
канд. техн. наук, доцент В. Б. Масягин.
___________________________
© Омский гос. университет
путей сообщения, 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введние…………………………………………….……………………….......... | |
| Лабораторная работа 1. Дефекты наружных и внутренних колец роли- | |
| ковых подшипников………………………………………………………….. | |
| 1.1. Типичные дефекты наружных и внутренних колец роликовых подшипников, причины образования этих дефектов и способы их предотвращения………………………………………………………………. | |
| 1.2. Порядок выполнения работы……………………………………………. | |
| 1.3. Содержание отчета………….……...….……….…………………….…... | |
| 1.4. Вопросы для самоконтроля…………………………………………...….. | |
| Лабораторная работа 2. Дефекты тел качения роликовых подшипников.…... | |
| 2.1. Типичные дефекты тел качения роликовых подшипников, причи- ны образования этих дефектов и способы их предотвращения………….... | |
| 2.2. Порядок выполнения работы….……...…….…………………..….……. | |
| 2.3. Содержание отчета…...……………….……….………………………… | |
| 2.4. Вопросы для самоконтроля………………………………………..…….. | |
| Лабораторная работа 3. Дефекты сепараторов и упорных колец ролико- вых подшипников…………………………………………………………….. | |
| 3.1. Типичные дефекты сепараторов и упорных колец роликовых под- шипников, причины образования этих дефектов и способы их предот- вращения…..………………………………………………………...…............ | |
| 3.2. Порядок выполнения работы…...….……….…………………..….……. | |
| 3.3. Содержание отчета……………….…….……….……………...…….….. | |
| 3.4. Вопросы для самоконтроля……………………………………………… | |
| Приложение 1. Варианты задания для самостоятельной работы (виды дефектов колец подшипника)………………………….…. ………………… | |
| Приложение 2. Варианты задания для самостоятельной работы (виды дефектов роликов подшипника)……… ……………………………....……. | |
| Приложение 3. Варианты задания для самостоятельной работы (виды дефектов упорных колец и сепараторов подшипника)… …………………. |
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
В конструкции большинства высокопроизводительных вращающихся машин, работающих на высокой частоте вращения, применяются подшипники качения. Такие машины работают продолжительное время в неблагоприятных условиях и, когда подшипники выходят из строя, стоимость простоя этих машин может быть значительной. Контроль, анализ и решение проблем, связанных с подшипниками, имеют в современной промышленности большое значение.
|
|
|
При производстве подшипников качения устанавливаются жесткие требования к их качеству. Подшипники качения – это одни из наиболее точных устройств, выпускаемых в машиностроении. При идеальных рабочих условиях подшипники могут непрерывно эксплуатироваться в течение многих лет, однако вследствие того, что рабочие условия редко бывают идеальными, подшипники никогда не реализуют своих потенциальных возможностей с точки зрения ресурса.
В процессе работы у подшипника возникают износы, механические и коррозионные повреждения тел качения, рабочих и посадочных поверхностей, увеличиваются зазоры и неравномерность вращения подшипника. Причины образования тех или иных дефектов различны.
Цель данных методических указаний – помочь студентам ознакомиться с различными видами дефектов роликовых подшипников, с методами их определения, причинами образования и способами предотвращения.
В приложениях к данным методическим указаниям даны варианты задания для самостоятельной работы студентов по определению вида дефекта роликового подшипника. Номер варианта указывает преподаватель.
Лабораторная работа 1
ДЕФЕКТЫ НАРУЖНЫХ И ВНУТРЕННИХ КОЛЕЦ
РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
Цель работы: ознакомиться с основными видами дефектов наружных и внутренних колец роликовых подшипников, с причинами образования этих дефектов и со способами их обнаружения и предотвращения.
Типичные дефекты наружных и внутренних колец роликовых подшипников, причины образования этих дефектов
и способы их предотвращения
Наружное кольцо роликового подшипника представляет собой деталь, имеющую на внутренней поверхности дорожку качения. В зависимости от конструктивного исполнения наружные кольца могут быть с одной или несколькими дорожками качения. Внутренние кольца подшипников имеют на наружной поверхности дорожку качения.
|
|
|
Основные дефекты, образующиеся на кольцах подшипника, – контактно-усталостные повреждения, коррозионные пятна и раковины на дорожках качения, вмятины, электроожоги, сколы и трещины.
1.1.1. Контактно-усталостные повреждения
Характерными повреждениями ка-тящихся под нагрузкой или с проскальзы-ванием металлических поверхностей явля-ются раковины, ямки, оспинки. При таких повреждениях на поверхности дорожки ка-чения появляется местное выкрашивание. Контактно-усталостные повреждения (ра-ковины) (рис. 1) на дорожке качения являются следствием процесса естест-венной усталости металла под действием высокого контактного давления, знакопеременных нагрузок после истечения определенного срока эксплуатации подшипника. В начальной стадии развития дефекта поверхность дорожки качения выглядит как бы «заинде-вевшей» в некоторых местах. При дальнейшем развитии дефекта поверхность дорожки качения начинает отслаиваться и растрескиваться. При накоплении усталости в материале дорожки качения ее поверхность становится шерохо-ватой, подшипник начинает шуметь и нагреваться. Причинами такого дефекта являются постоянная перегрузка, плохо обработанные и загрязненные поверх-ности подшипника. Для избежания возникновения такого дефекта необходимо, чтобы подшипник был чистым и хорошо смазанным.
Данный вид дефекта определяется визуально, при его обнаружении кольца подшипника бракуются.
1.1.2. Коррозионные пятна
 |  | ||
Коррозионные пятна образуются на поверхностях подшипника в резуль-тате естественного процесса из-за окисления поверхности дорожки качения при работе подшипника во влажной среде с наличием паров кислотно-щелочных сред. Выявляется данный дефект визуальным осмотром. Атмосферная коррозия вызывается влагой, которая попадает в подшипник из атмосферы (рис. 2, а). Влажный воздух, попадая внутрь подшипника, при охлаждении окружающей среды конденсируется, разрывая смазочную пленку в местах контакта роликов и дорожки качения. Для предотвращения атмосферной коррозии необходимо, чтобы в местах контакта ролика и дорожки качения было достаточное количество смазки.
|
|
|
а б
Рис. 2. Вид следов коррозии на кольцах подшипника:
а – коррозия буртика; б – фреттинг-коррозия посадочной поверхности
Кольца подшипников с коррозионными пятнами допускаются к дальней-шему применению после удаления пятен глубиной до 5,0 мкм. Если глубина коррозиионных пятен превышает 5,0 мкм, то кольца бракуются.
Одной из разновидностей коррозии является фреттинг-коррозия (рис. 2, б), она, как правило, возникает на посадочных поверхностях подшип-ника на ось и на других поверхностях, сопрягаемых с названными, и вызыва-ется незначительными нагрузками. Для возникновения фреттинг-коррозии достаточно незначительного перемещения сопрягаемых поверхностей относи-тельно друг друга с амплитудой 0,025 мкм. Частицы, образующиеся в результате износа деталей подшипника, имеют черный цвет при отсутствии воздуха. Фреттинг-коррозия может вызвать как ослабление посадки внутрен-него кольца на шейке оси, так и его заклинивание, при котором подшипник невозможно снять и которое приводит к разламыванию его внутреннего кольца. Для предотвращения фреттинг-коррозии следует предпринять следующие меры: уменьшить микросмещение сопрягаемых поверхностей, снизить силы трения между роликами и кольцами подшипника, сосредоточить скольжение роликов в промежуточной зоне. При контроле подшипников в условиях ремонтных предприятий ОАО «РЖД» необходимо соблюдать все допуски и посадки, рекомендованные правилами ремонта подшипников.
1.1.3. Бриннелирование и псевдобриннелирование
При бриннелировании на поверх-ностях колец подшипников появляются выемки. Этот дефект возникает в резуль-тате пластической деформации металла в местах выемок и является следствием пере-напряжения металла от значительных статических и ударных нагрузок, непра-вильной технологии установки под-шипника, сильных механических ударов. Для предотвращения этого явления необхо-димо при установке подшипника применять только давление вместо ударов.
Псевдобриннелирование также характеризуется выемками на дорожках качения (рис. 3), однако в отличие от простого бриннелирования выемки характеризуются не только продавливанием металла в зонах пластической деформации, но и его сдвигом, в результате которого повреждения дорожек качения не видны даже при внимательном осмотре. Псевдобриннелирование является результатом сильной вибрации, возникающей иногда при транспор-тировке подшипников. Данный дефект определяется визуально при макси-мально возможном увеличении лупы. Кольца со следами бринеллирования и псевдобринеллирования бракуются.
|
|
|
1.1.4. Электроповреждения
Точечный питтинг (сваривание) в результате электрического сваривания часто возникает на поверхностях элементов качения и на дорожках качения при прохождении электрического тока через подшипник. Электрический ток может вызвать и случайное выкрашивание поверхностей дорожек качения. Наиболее распространенными причинами электроповреждений подшипника является статическое электричество, создаваемое токами сварочных аппаратов, поэтому они должны быть заземлены.
1.1.5. Цвета побежалости
В результате воздействия теплового излучения на кольцо и перегрева кольца на поверхностях дорожек качения появляются цвета побежалости, т. е. изменение цвета и структуры кольца (рис. 4).
а б
Рис. 4. Вид поверхностей дорожек качения с цветами побежалости
на внутреннем (а) и наружном (б) кольцах подшипника
По цвету побежалости на поверхностях колец подшипника можно определить температуру нагрева подшипника (таблица). Данный дефект выявляется визуально. Кольцо подшипника при появлении на нем цвета побежалости подлежит браковке.
Цвета побежалости на поверхностях колец подшипников
в зависимости от температуры их нагрева
| Наименование цвета побежалости | Температура нагрева t , оС |
| Серый Светло-синий Ярко-синий Фиолетовый Пурпурно-красный Красно-коричневый Коричнево-желтый Соломенно-желтый Светло-желтый Светло-соломенный |
Порядок выполнения работы
1) Ознакомиться с основными дефектами наружного и внутреннего колец подшипника.
2) Ознакомиться с характерными признаками основных дефектов под-шипника, причинами их образования и способами устранения.
3) Произвести анализ дефекта кольца подшипника согласно своему варианту (прил. 1).
Содержание отчета
1) Краткое описание основных видов дефектов наружного и внутреннего
колец подшипника.
2) Зарисовать схематично рассматриваемый дефект кольца подшипника с характерными особенностями.
3) Определить характер и вероятностную причину образования рассмат-риваемого дефекта и способ его устранения.
Вопросы для самоконтроля
1) Вследствие какого процесса появляются контактно-усталостные повреждения деталей подшипника?
2) Какой размер коррозионных пятен на поверхностях кольца подшипника допускается?
3) Что такое фреттинг-коррозия и чем она опасна?
4) Чем отличается бриннелирование от псевдобриннелирования?
5) Что такое точечный питтинг, в результате чего он возникает?
Лабораторная работа 2
ДЕФЕКТЫ ТЕЛ КАЧЕНИЯ РОЛИКОВЫХ ПОДШИПНИКОВ
Цель работы: ознакомиться с основными видами дефектов тел каче-ния роликовых подшипников, с причинами образования этих дефектов и со способами их обнаружения и предотвращения.
|
|
|
