Методика установления причин изломов шеек осей и разрушения роликовых буксовых узлов, страница 4

4. Характер повреждения деталей при провороте внутреннего кольца на шейке оси

Причину проворота внутреннего кольца подшипника на шейке оси легче обнаружить при проведении полной ревизии буксы. Если нет никаких других признаков неисправности буксового узла и смазка находится в хорошем состоянии, то чаще всего проворот внутреннего кольца переднего или заднего подшипника происходят из-за неправильного подбора посадочного натяга.

Длительное проворачивание кольца вызывает ступенчатый износ шейки, иногда на глубину до нескольких миллиметров, при чем поверхности трения, как у кольца, так и у шейки могут быть гладкими, зеркальными. Такой характер износа объясняется тем, что внутреннее кольцо здесь работает как подшипник скольжения, когда обе трущиеся поверхности разделяются слоем смазки. За счет образовавшегося ступенчатого износа шейки оси букса наклоняется и соответственно перегружается нагрузка на дорожки качения внутреннего и наружного колец рядом расположенного подшипника. Такой характер работы подшипника приводит к ускоренному усталостному выкрашиванию дорожки качения чаше всего у внутреннего кольца (рис.4), причем дефект располагается вблизи вращающегося кольца, т.е. в зоне приложения максимальных радиальных нагрузок.

Совершенно иной характер повреждения деталей подшипников в том случае, когда внутренне кольцо вращается на шейке оси в условиях сухого трения. Здесь процесс разрушения происходит стремительно. Все детали теряют начальную форму, оплавляются латунью (температура нагрева всего узла достигает нескольких сотен градусов), покрывается окалиной. Рассмотрим подробно характер повреждений каждой детали подшипника.

Внутреннее кольцо в наружной зоне резко уменьшается по толщине из-за износа шейкой оси, покрывается расплавленной латунью от сепаратора. Здесь располагается большое количество извилистых трещин, возникающих при нагреве кольца, на дорожке качения появляются глубокие трещины, вмятины от роликов (рис.5,а), в то время как в нижней зоне кольца таких дефектов нет.

Ролики также имеют отличительные признаки. Те из них, которые расположены в нагруженной зоне, оплавлены латунью. На них видны по два сегментных следа от одновременного контакта с обоими бортами наружного кольца; ролики деформированы – расплавлены от вдавливания в дорожку качения внутреннего кольца (рис.5,б), другая часть роликов, находящихся в ненагруженной зоне, никаких повреждений не имеет: торцы чистые, форма округлости сохранена.

У сепараторов оплавлена та часть, которая находится в верхней нагруженной зоне буксы, а на другой части практически нет каких-либо повреждений, в частности, отсутствуют механические повреждения, усталостные, либо температурные трещины, надрывы.

Наружное кольцо подшипника может не иметь видимых повреждений, однако на обоих бортах, а также на примыкающей к ним дорожке качения отчетливо сохраняются отпечатки от контакта с остановившимися роликами. Если нагретые ролики существенно удлиняются при раздавливании, то у кольца могут появиться трещины в окружном направлении (рис .6).

Совершенно очевидно, что при таких повреждениях одного из подшипников рядом стоящий подшипник также приходит в полную негодность. В этом случае, прежде чем определить причину нагрева буксы или излома шейки, необходимо установить, какой подшипников начал разрушаться первым, а затем то же по характерным признакам выявить причину его разрушения. Если внутренние кольца обоих подшипников проворачивались на оси, основным отличительным признаком является интенсивность износа шейки: где износ максимальный, там и началось разрушение (рис.7). Для случаев, когда излом шейки происходит в зоне стыковки двух внутренних колец, первым начинает разрушаться передний подшипник.

При отсутствие указанных признаков следует обратить внимание на интенсивность повреждений деталей подшипников: первым начинает разрушаться тот подшипник, у которого наибольшие повреждения и где видны следы перегрева деталей.

5. Характер повреждения деталей при усталостном разрушении сепаратора.

Разрушения сепараторов цилиндрических роликовых подшипников 42726 ЛМ и 232726 ЛТМ (рис.8) связаны с нарушением технологии их изготовления на заводах. При проведении плановых ревизий в буксах обнаруживаются сепараторы с трещинами перемычек у основания, а иногда и отдельные куски сепараторов. Очевидно, что в  таких случаях первопричина повреждения подшипника налицо. Рассмотрим более сложный случай, когда сепаратор рассыпался на много частей, а затем уже произошло полное разрешение всего подшипника. При изломе сепаратора вследствие нарушения соотношения частот вращения сепаратора и шейки оси начинается резкое увеличение проскальзывания роликов по дорожке качения внутреннего кольца, что сопровождается возникновением многочисленных ползунов на образующей роликов и наплывов металла на внутреннем кольце. Вследствие повышений температуры подшипника на торцах роликов и обоих бортах наружного кольца возникают грубые задиры и заусенцы; оплавившиеся и поврежденные куски сепаратора оказываются в любой зоне подшипника; внутреннее кольцо покрывается сеткой извилистых, рваных трещин (рис.9). Такой характер повреждения деталей подшипника возникает в том случае, когда внутреннее кольцо не проворачивается на шейке оси, что чаще всего происходит при разрушении сепаратора.