Анализ и контроль факторов, влияющих на срок службы стальных шариков

Надежность срока службы стальных шариков напрямую влияет на общий срок службы подшипников. Обеспечение стабильного качества всех производственных партий имеет решающее значение для применения стальных шариков в высококачественных подшипниках, таких как подшипники, используемые в аэрокосмической промышленности, высокоскоростных железных дорогах и высокопроизводительных автомобильных ступичных узлах.

Ключевые факторы, влияющие на надежность срока службы стальных шариков

Помимо общеизвестных факторов, таких как качество сырья, термообработка и обработка поверхности, существует менее заметный, но очень вредный фактор: мягкие пятна на поверхности стальных шариков.

1.Мягкие пятна: определение и опасность

Мягкое пятно — это одна или несколько точек на поверхности стального шарика, где твердость ниже требуемой 61 HRC, обычно в диапазоне от 30 до 60 HRC — выше твердости сырья, но намного ниже допустимого значения. Этот дефект может привести к:

• Появлением царапин на поверхности во время последующей обработки, которые часто выглядят как белые пятна с не направленными следами;
• Ранним износом, поскольку мягкие пятна действуют как точки концентрации напряжений во время работы.

2.Проблемы при обнаружении мягких точек

Хотя сортировка вихревым током позволяет выявить некоторые мягкие точки, широкий диапазон твердости и размера площади ограничивает точность обнаружения. Оптические сортировочные машины еще менее эффективны и часто не могут обнаружить и устранить такие дефекты.

Следы от ожогов: основная причина сокращения срока службы стальных шариков

Следы от ожогов — наиболее распространенный дефект, возникающий на этапе твердого шлифования. Они могут вызывать появление мягких точек и значительно снижать надежность стальных шариков. Следы от ожогов можно классифицировать по механизму их образования:

1. Линейные следы от ожогов (вторичное закаливании или отпуск)

Чрезмерная скорость и давление шлифования вызывают высокие температуры трения в точках контакта. Если температура достигает диапазона закалки или отпуска, а затем быстро охлаждается охлаждающей жидкостью, на поверхности стального шарика появляются линейные следы от ожогов.

2. Точечные следы от ожогов

Во время шлифования удар от шлифовального круга или фиксированных пластин вызывает локальное повышение температуры. При быстром охлаждении в этих точках удара образуются точечные следы от ожогов.

3. Двухполярные следы от ожогов

Если стальной шарик соприкасается только с одной или обеими сторонами шлифовальной канавки, а не полностью, давление шлифования концентрируется в ограниченных областях, вызывая локальный перегрев и в конечном итоге образуя двухполярные следы от ожогов при охлаждении.

Трудности обнаружения:

• Ручная сортировка с помощью кислотной промывки имеет низкую надежность;
• Даже передовые системы оптического контроля и вихретоковых испытаний по-прежнему показывают случаи пропущенных обнаружений.

Стратегии повышения надежности стальных шариков

1. Контроль процесса во время твердого шлифования

• Регулируйте давление и температуру шлифования;
• Обеспечьте постоянный поток охлаждающей жидкости и проверяйте равномерность износа шлифовального круга.

2. Оптимизированные методы обнаружения дефектов

• Объедините передовые системы вихретокового контроля с системами машинного зрения;
• Уменьшите зависимость от ручной сортировки, чтобы повысить эффективность и стабильность.

3. Управление стабильностью партий

• Создайте системы отслеживания для каждой производственной партии;
• Применяйте многомерный отбор для критически важных применений, чтобы обеспечить полную производительность на протяжении всего жизненного цикла.

Стратегии повышения надежности стальных шариков

Поскольку надежность стальных шариков влияет на общую производительность подшипников, их преждевременный выход из строя может привести к неисправности оборудования. Поэтому важно понимать методы раннего обнаружения неисправностей подшипников:

• Аудиоинспекция: ненормальный шум может указывать на трещины или дефекты поверхности;
• Анализ вибрации: обнаруживает ненормальные частоты или амплитуды, сигнализирующие о внутренних неисправностях;
• Контроль температуры: резкое повышение температуры может свидетельствовать о внутренних повреждениях или неисправности смазки;
• Анализ смазочного материала: наличие металлических частиц может указывать на продолжающийся износ и потенциальную неисправность.

Для получения дополнительной информации обращайтесь в QIBR.