Методика установления причин изломов шеек осей и разрушения роликовых буксовых узлов, страница 6

Второй вид повреждения - когда лопнувшее внутреннее кольцо не вращается на шейке, а ролики заклиниваются в радиальном направлении. На поверхностях остановившихся в верхней зоне роликов появляются интенсивные ползуны в то время как ролики расположенные в ненагруженной зоне практически не получают никаких повреждений. Как и при поовороте внутреннего кольца, сепаратор оплавляет­ся в нагруженной зоне, на дорожке качения внутреннего кольца возни­кают следы от проскальзывания роликов, наплывы металла, поверх­ность кольца покрывается сеткой извилистых, рваных трещин. Распрессовка такого внутреннего кольца связана с определенными трудностя­ми, поскольку посадочные поверхности кольца и шейки оси как бы свариваются.

8. Характер повреждения деталей при сколе борта внутреннего кольца

Единичные случаи полного откола всего борта внутреннего кольца заднего подшипника 42726 ЛМ, изготовленного из насквозь каленной стали ШХ15СГ (или ШХ15ГШ), возникают, как правило, только в буксах грузовых вагонов. Причина их возникновения – наличие концентраторов напряжений технологического происхождения в радиусной галтели. Отмечалось, что возникшая в галтели трещина постепенно распространялась по всему периметру кольца и углублялась до его посадочной поверхности, т.е. насквозь (рис.14).

Совершенно иной характер повреждений бортов колец подшипников в буксах пассажирских вагонов при наличии на них редукторов от торца на шейки оси. Появившаяся в галтели трещина вначале едет под некоторым углом в глубь металла, а затем выходит на торцевую поверхность в зоне контакта с лабиринтным кольцом (рис.15). По таким трещинам происходят ступенчатые сколы, размещающиеся практически по шагу роликов. Иногда сколов бывает несколько, тогда видна и уцелевшая часть борта. Но часто весь борт полностью откалывается (рис.16), а отвалившиеся куски металла западают в полость буксы, заполненную смазкой. Такой дефект кольца можно обнаружить только при проведении полной ревизии буксового узла.

Никаких других повреждений на остальных деталях подшипников в таких случаях, как правило, не наблюдаются. Подшипник приходит в полную негодность тогда, когда отколовшиеся куски борта попадают на дорожку качения кольца и начинают тормозить ролики или оказываются между сепаратором и бортом внутреннего кольца. В последнем случае начинается интенсивное истирание латуни, которая вместе со смазкой выбрасывается из буксы. Поскольку сепаратор тормозится, то соответственно тормозятся (проскальзывают) на дорожке качения внутреннего кольца и ролики. Таким образом, возникают ползуны и наплывы металла вдоль образующих роликов и на дорожке качения внутреннего кольца по всему периметру, происходит заклинивание роликов в радиальном направлении. При этом не наблюдается каких-нибудь следов повреждений на торцах роликов с обеих сторон и на примыкающих к ним поверхностях бортов наружного кольца; сепаратор имеет четко выраженные повреждения (износ, задиры, забоины) только на одном основании и со стороны маркированного борта наружного кольца, где имеется откол борта внутреннего кольца роликового подшипника.

9. Характер повреждения деталей при заклинивании роликов  между бортами наружного кольца

На сети дорог имеют случаи внезапного разрушения подшипников на горячей посадке в самом начале эксплуатации и даже при заводской обкатке вновь построенных вагонов. Исследованием, выполненным ВНИИЖТ-ом, было установлено, что причина разрушений заключалась в недостаточном осевом зазоре подшипника (зазор между торцами роликов и бортом наружного кольца). В процессе монтажа, а также в эксплуатации начальный осевой зазор полностью выбирался, и ролики заклинивались между бортами наружного кольца. В соответствии с этим вначале повреждались ролики. На их торцах с двух сторон и обоих бортах наружного кольца возникали сильные задиры и заусенцы, вдоль образующей роликов – многочисленные ползуны (рис.17, а); на дорожке качения внутреннего кольца – задиры и наплывы металла (рис. 17, б); на перемычках сепаратора и на его центрирующей поверхности – следы интенсивного грубого износа от наличия в смазке (в начале периода разрушения подшипника) большого количества металлических включений. Отличительная особенность повреждения подшипника из-за заклинивания роликов между бортами наружного кольца – одновременное повреждение обоих направляющих бортов, в том числе повреждение (задиры, заусенцы, трещины) также борта, который конструктивно не воспринимает осевые нагрузки (рис. 17, в).

Рис. 2. Буксовый узел с отвернувшейся гайкой М110 и отвалившейся стопорной планкой.

Рис. 3. Характерные повреждения гайки М110 и стопорной планки

Рис. 4. Усталостная раковина на дорожке качения внутреннего кольца переднего подшипника, возникшая вследствие проворота внутреннего кольца заднего подшипника.

Рис. 5. Повреждения деталей подшипника при потере посадочного натяга:

а) – внутреннее кольцо;

б) – ролик.

Рис. 6. Трещины наружного кольца, возникшие при удлинении роликов.

Рис. 7. Излом шейки оси вследствие разрушения заднего подшипника.

Рис. 8. Усталостные трещины сепаратора цилиндрического роликового подшипника.

Рис. 9.  Излом внутреннего кольца на части

Рис. 10. Усталостные трещины перемычки сепаратора сферического роликового подшипника.

Рис. 11. Износ центрирующих поверхностей и перемычек сепаратора цилиндрического роликового подшипника.

Рис. 12. Разработка (износ) перемычек сепаратора сферического роликового подшипника.

Рис. 13.  Сквозная стреловидная трещина внутреннего кольца.

Рис. 14. Полный откол борта внутреннего кольца.

Рис.15.  Ступенчатые сколы борта внутреннего кольца

Рис. 16. Ступенчатый скол борта внутреннего кольца подшипника буксы пассажирского вагона

Рис. 17. Дефекты деталей подшипника при заклинивании роликов между бортами наружного кольца:

а) ролики;

б) внутренние кольца;

в) наружное кольцо.