Falešné brinelling - False brinelling

Falešné vyražení ložiska

Falešné brinelling je ložisko škoda způsobená vztekat se, s nebo bez koroze,[1] který způsobí otisky, které vypadají podobně brinelling, ale jsou způsobeny jiným mechanismem. U ložisek, která působí při malých oscilacích, může dojít k nesprávnému brinlování[2] nebo vibrace.[3]

Základní příčinou falešného brinelling je, že konstrukce ložiska nemá metodu pro přerozdělení mazivo bez velkého rotačního pohybu všech nosných ploch v oběžné dráze.[4] Během malých oscilačních pohybů a vibrací je mazivo vytlačováno ze zatěžované oblasti, kde se povrchy ložisek opakovaně nepohybují příliš daleko.[5] Bez maziva se opotřebení zvyšuje, když se znovu vyskytnou malé oscilační pohyby. Je to možné pro výsledek mít na sobě trosky okysličovat a tvoří abrazivní směs, která dále urychluje opotřebení.

Mechanismus účinku

Za normálního provozu valivý prvek ložisko má válečky a kroužky oddělené tenkou vrstvou maziva, jako je tuk nebo olej.[6] Ačkoli se tato maziva obvykle jeví kapalná (ne pevná), pod vysokým tlakem působí jako pevná látka a udržují ložisko a závod od dotyku.[7][8]

Pokud je mazivo odstraněno, mohou se ložiska a kroužky přímo dotýkat. I když ložiska a kroužky vypadají na pohled hladké, jsou mikroskopicky drsné. Vysoké body každého povrchu se tedy mohou dotýkat, ale „údolí“ nikoli. Zatížení ložiska je tak rozloženo na mnohem menší plochu, což zvyšuje kontakt stres,[9] což způsobí odlomení kusů každého povrchu nebo jejich přivaření tlakem, poté se odlomí, když se ložisko odvalí.

Odlomené kousky se také nazývají nosit trosky. Odpadní zbytky jsou špatné, protože jsou relativně velké ve srovnání s povrchovou úpravou okolního povrchu a vytvářejí tak více oblastí vysokého kontaktního napětí. Horší je, že ocel v běžných ložiscích může oxidovat (rez ),[10] výroba abrazivnější směsi, která urychluje opotřebení.

Simulace falešného brinelingu

Simulace falešného brinelingu je možná pomocí metody konečných prvků. Pro simulaci se stanoví relativní posunutí (prokluz) mezi valivým prvkem a oběžnou dráhou, jakož i tlak ve valivém kontaktu. Pro srovnání mezi simulací a experimenty se používá třecí pracovní hustota, která je součinem třecího koeficientu, skluzu a místního tlaku. Výsledky simulace lze použít k určení kritických parametrů aplikace nebo k vysvětlení mechanismů poškození.[11]

Porovnání simulované třecí hustoty práce a opotřebení
Mikroskopie falešného brinellingu poškozené oběžné dráhy ložiska

Příklady

Falešné brinelling byl poprvé zmíněn Almen v roce 1937.[12] Almen zjistil, že ložiska kol byla poškozena dříve, než je zákazníci začali používat. Dále zjistil, že ložiska byla více poškozena pro dálkovou přepravu automobilů a že na to měla vliv také sezóna přepravy. Důvodem poškozených ložisek byly mikrooscilace[13] ke kterému došlo v důsledku přepravy. Vzhledem k tomu, že poškození má podobný vzhled jako brinelling, nazývá se to falešné brinelling.[14]

Ačkoli byl problém s automatickým doručováním vyřešen, existuje mnoho moderních příkladů. Například, generátory nebo čerpadla může selhat nebo potřebovat servis, proto je běžné mít v blízkosti náhradní jednotku, která je většinu času vynechána, ale v případě potřeby uvedena do provozu. Překvapivě však vibrace z ovládací jednotky mohou způsobit poruchu ložiska ve vypnuté jednotce. Když je tato jednotka zapnutá, ložiska mohou být hlučná kvůli poškození a během několika dní nebo týdnů mohou úplně selhat[15][16] i když je jednotka a její ložiska jinak nové. Mezi běžná řešení patří: udržování náhradní jednotky ve vzdálenosti od zapnuté a vibrující; ruční otáčení hřídelů náhradních jednotek na pravidelném (například týdenním) základě; nebo pravidelné přepínání mezi jednotkami tak, aby obě byly v běžném (například týdenním) provozu.

Až donedávna kolo náhlavní soupravy míval sklon k falešnému odrazu v kormidelní poloze „přímo vpřed“ v důsledku malých pohybů způsobených ohnutím vidlice. Dobré moderní náhlavní soupravy obsahují a kluzné ložisko přizpůsobit se tomuto ohnutí a ponechat míčový závod, aby poskytoval čistý rotační pohyb.

Příklad aplikace, ve které může dojít k falešnému brinelingu

Ložiska moderní větrné turbíny jsou často ovlivněny falešnými výběhy Zejména ložisko stoupání,[17] který se používá při oscilaci, vykazuje často falešné poškození.[18]

Reference

  1. ^ Schwack, Fabian (25. května 2017). „Časově závislé analýzy opotřebení v aplikacích s oscilačními ložisky (PDF ke stažení k dispozici)“. ResearchGate. Citováno 27. června 2017.
  2. ^ Schwack, Fabian; Anketa, Gerhard. „Životnost nožových ložisek - problémy, s nimiž se potýká odhad životnosti nožových ložisek“. ResearchGate. Citováno 27. června 2017.
  3. ^ Pittroff, Hans (1. září 1965). "Koroze způsobená vibracemi se stacionárními valivými ložisky". Journal of Basic Engineering. 87 (3): 713–723. doi:10.1115/1.3650657. ISSN  0098-2202.
  4. ^ Schwack, Fabian; Bader, Norbert; Leckner, Johan; Demaille, Claire; Anketa, Gerhard (15. srpna 2020). „Studie plastických maziv za podmínek stoupání větrných turbín“. Mít na sobě. 454-455: 203335. doi:10.1016 / j.wear.2020.203335. ISSN  0043-1648.
  5. ^ Feng, Chen; Marujama, Taisuke; Saito, Tsuyoshi (2009). "Chování olejového filmu za minutových vibračních podmínek v kontaktech EHL Point". Pokročilá tribologie. Springer, Berlín, Heidelberg. 42–43. doi:10.1007/978-3-642-03653-8_16. ISBN  978-3-642-03652-1.
  6. ^ Marujama, Taisuke; Saitoh, Tsuyoshi; Yokouchi, Atsushi (4. května 2017). "Rozdíly v mechanismech pro snižování opotřebení mazání mezi mazáním olejem a tukem". Tribologické transakce. 60 (3): 497–505. doi:10.1080/10402004.2016.1180469. ISSN  1040-2004. S2CID  138588351.
  7. ^ Godfrey, Douglas. "Nerovnoměrná koroze nebo nepravé brinlování | Opotřebení | Věda o povrchu". Scribd. Citováno 27. června 2017.
  8. ^ Errichello, Robert (duben 2004). „Další perspektiva: Falešná briningová a pražcová koroze (PDF ke stažení k dispozici)“. Mazací technika. 60: 34–36. Citováno 27. června 2017.
  9. ^ Tonazzi, D .; Komba, E. Houara; Massi, F .; Le Jeune, G .; Coudert, J. B .; Maheo, Y .; Berthier, Y. (15. dubna 2017). "Numerická analýza rozložení kontaktního napětí a přetvoření pro mazaná a nemazaná vysoce zatížená oscilační ložiska". Mít na sobě. 21. mezinárodní konference o opotřebení materiálů. 376–377, část B: 1164–1175. doi:10.1016 / j.wear.2016.11.037.
  10. ^ Tomlinson, G. A. (1. července 1927). "Zrezivění ocelových povrchů v kontaktu". Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 115 (771): 472–483. Bibcode:1927RSPSA.115..472T. doi:10.1098 / rspa.1927.0104. ISSN  1364-5021.
  11. ^ Schwack, F .; Prigge, F .; Poll, G. (říjen 2018). "Simulace konečných prvků a experimentální analýza falešné brinelling a pražcové koroze". Tribology International. 126: 352–362. doi:10.1016 / j.triboint.2018.05.013. ISSN  0301-679X.
  12. ^ Almen, J.O. (1937). "Maziva a nesprávné zarážení kuličkových a válečkových ložisek". Strojírenství. 59 (6): 415–422.
  13. ^ Pittroff, Hans (1965). "Koroze způsobená vibracemi se stacionárními valivými ložisky". Journal of Basic Engineering. 87 (3): 713–723. doi:10.1115/1.3650657.
  14. ^ Schwack, Fabian; Anketa, Gerhard. „Životnost nožových ložisek - problémy, s nimiž se potýkají odhady životnosti nožových ložisek“. ResearchGate. Citováno 27. června 2017.
  15. ^ Schwack, Fabian (2016). „Srovnání výpočtů životnosti oscilačních ložisek s ohledem na individuální řízení výšky ve větrných turbínách“. Journal of Physics: Conference Series. 753 (753): 11. Bibcode:2016JPhCS.753k2013S. doi:10.1088/1742-6596/753/11/112013.
  16. ^ Ecotrib (3, 2011 (2011). Falešné značky zastavení na valivých ložiskách - Technische Informationsbibliothek (TIB). www.tib.eu. ISBN  9783901657382. Citováno 27. června 2017.CS1 maint: číselné názvy: seznam autorů (odkaz)
  17. ^ Stammler, Matthias (březen 2015). „Ložiska čepele: Mechanismy poškození a strategie testování“. CWD 2015: 371–379.
  18. ^ Schwack, Fabian (2017). "Časově závislé analýzy opotřebení oscilačních ložisek". STLE (72.).

externí odkazy