Б) Изнашивание при трении качения.

Работающие элементы конструкции (тела качения в подшипниках, боковые поверхности зубчатых колес) испытывают высокие контактные напряжения, но изготавливаются из высокотвердых марок стали, проходят сплошную термомеханическую обработку.

К износовой повреждаемости приводят микродеформации, провоцирующие проскальзывание тел качения относительно наружной или внутренней обойм.

В подавляющем большинстве случаев подверженные высоким контактным напряжениям детали работают в режиме окислительного изнашивания → накопление продуктов износа идет медленно. Под влиянием различных факторов, в отдельных случаях, на поверхностях качения возникаю и другие виды изнашивания (усталостное или контактное выкрашивание материала, изнашивание схватывания, абразивное изнашивание).

Усталостное изнашивание является основным видом разрушения поверхностей тел качения.

Под усталостным понимают изнашивание поверхности трения в результате многократного повторного микропластического деформирования объемов материала, приводящего к возникновению микротрещин и отдельных частиц (питтинг). Возникшая под действием повторных напряжений трещина развивается вглубь под небольшим углом к поверхности в направлении качения и впоследствии вновь выходит на поверхность, образуя язвину (рис. 2.20.)

На интенсивность усталостного изнашивания влияют факторы:

• Уровень напряжения в материале;

• Коэффициент трения;

• Остаточные напряжения;

• Шероховатость поверхности;

• Нагрев поверхности (трение);

• ФМ свойства материала;

• Качество смазки.

В реальных условиях работы последний фактор наиболее существенный. На рис. приведены зависимости интенсивности питтинга от длительности работы в различных смазочных средах.

В ажное влияние на износовую повреждаемость оказывает вязкость смазочного материала. При более вязком масле образуется более толстая смазочная пленка между трущимися поверхностями, лучше скрываются неровности, более вязкому маслу труднее проникнуть в начальную трещину и оказывать расклинивающее влияние на ее развитие. Рис.

При повторных нагружениях эта трещина растет под углом к поверхности вглубь, а затем меняет направление и выходит вновь на поверхность зуба, образуя раковину. Рис.

П рогрессирующее выкрашивание наблюдается на тех зубчатых колесах, у которых начальные нагрузки неравномерно распределены по длине зуба (перекос в зацеплении).

К разновидностям износовой повреждаемости подшипников качения относятся усталостное и абразивное выкрашивание.

Усталостное – поверхности беговых дорожек → результат проскальзывания тел качения в местах перехода из ненагруженной зоны в нагруженную. Проскальзывание → значительное импульсивное выделение теплоты трения, ↑ tْ материала в поверхностном слое и как следствие → питтинг.

Абразивное – подшипники вертолетных конструкций, работающих в условиях повышенной запыленности → ускоренное увеличение радиальных зазоров между телами качения и беговыми дорожками. Повышенные зазоры создают благоприятные условия для проскальзывания тел качения и дальнейшей повреждаемости подшипников. Вплоть до их отказа.