Замор лежаја: Како напрезање котрљања доводи до пукотина и љуштења

Замор остаје главни узрок превременог оштећења лежајева, одговоран за преко 60% кварова у индустријским применама. Котрљајући лежајеви - који се састоје од унутрашњег прстена, спољашњег прстена, котрљајућих елемената (куглице или ваљци), и кавез — раде под цикличним оптерећењем, са котрљајућим елементима који континуирано преносе силе између прстенова.

Због мале површине контакта између котрљајућих елемената и тркаћих стаза, резултујућеХерцов контактни напонје изузетно висок, посебно при великим брзинама или великим оптерећењима. Ово концентрисано напрезање доводи дострес умор, што се манифестује као површинско удубљење, пукотине и на крају љуштење.

Шта је стресни умор?

Умор од стреса се односилокализовано структурно оштећењеузроковано поновљеним цикличним оптерећењем испод граничне затезне чврстоће материјала. Док је највећи деолежајостаје еластично деформисан, микроскопске зоне временом доживљавају пластичну деформацију, што на крају доводи до отказа. Процес се обично одвија у три прогресивне фазе:

1. Појава микропукотина

Јавља се на подземним нивоима (0,1–0,3 мм испод површине тркачке стазе).
Узроковано цикличним концентрацијама напона на микроструктурним несавршеностима.

2. Ширење пукотина

Пукотине постепено расту дуж путања максималног смицајног напона.
Под утицајем материјалних недостатака и оперативних циклуса оптерећења.

3. Коначни прелом

Површинска оштећења постају видљива кадаљуштење or коцкање.
Када пукотине достигну критичну величину, материјал се одваја од површине.

Разматрања замора код тешких електричних возила

In велика теретна возила (ЛТВ)итешка теретна возила(Тешка теретна возила)— посебно код електричних варијанти — отпорност на замор је још критичнија због:

Шири опсег обртајаЕлектромотори раде у ширим опсезима брзина од мотора са унутрашњим сагоревањем, повећавајући фреквенције цикличног оптерећења.
Већи обртни моментЗа пренос већег обртног момента потребни су лежајеви са побољшаном чврстоћом на замор.
Утицај тежине батеријеДодатна маса вучних батерија повећава оптерећење на компоненте погонског склопа, посебнолежајеви точкова и мотора.

Кључни доприносиоци стресном умору

√ Наизменична оптерећења

Лежајеви у динамичким системима су стално изложени различитимрадијална, аксијална и савијајућа оптерећењаКако се котрљајући елементи ротирају, контактни напон се циклично мења, стварајући високе концентрације напона током времена.

√Материјални недостаци

Инклузије, микропукотине и шупљине унутар материјала лежаја могу деловати каоконцентратори напрезања, убрзавајући почетак замора.

√Лоше подмазивање

Недовољно или деградирано подмазивање се повећаватрење и топлота, смањујући чврстоћу на замор и убрзавајући хабање.

√Неправилна инсталација

Неправилно поравнање, неправилно приањање или прекомерно затезање током инсталације могу изазвати неочекивано напрезање, што угрожава перформансе лежаја.