Badania łożysk

BADANIA ZMĘCZENIOWE/TRWAŁOŚCIOWE ŁOŻYSK

Łożyska są to elementy, które pozycjonują oś obrotu wału, który przenosi obciążenia poprzeczne oraz obciążenia wzdłużne. Dlatego, że znajdują zastosowanie w bardzo wielu dziedzinach muszą odznaczać się określoną trwałością (zgodnie z normami wielu producentów np. w branży automotive) oraz odpornością na różne czynniki środowiskowe.

Badania łożysk tocznych prowadzone są od lat, stwierdzono, że jednym z głównych czynników, który ma wpływ na określenie trwałości zmęczeniowej są zjawiska zachodzące pomiędzy elementami tocznymi łożyska a bieżniami. W tym celu wykorzystuje się systemy do badań zmęczeniowych, aby móc odpowiednio zasymulować naturalną pracę łożyska, z oddziałującymi na niego siłami oraz jego zastosowaniem w danym układzie.

Istnieje także wiele metod analitycznych, oraz możliwości analiz komputerowych typu MES do wyznaczania trwałości/ odporności zmęczeniowej łożysk.

SincoTec posiada w swojej ofercie (także jako badania) całą gamę systemów do testowania łożysk: od urządzeń, które są w stanie wykonywać testy jednoosiowe do systemów działających nawet w 4 osiach lub nawet 5 osiach przy badaniach łożysk wykorzystywanych w turbinach wiatrowych.

Ta sama sytuacja ma miejsce jeżeli chodzi o rodzaje łożysk, w zależności od zastosowanego systemu jesteśmy w stanie testować najprostsze łożyska kulkowe oraz inne rodzaje konwencjonalnych łożysk, aż po łożyska np. hydrostatyczne.

Trwałość zmęczeniowa łożysk zależy od wielu czynników i zmiennych, takich jak rozmiar i kierunek obciążeń, geometria i chropowatość powierzchni styku, rodzaj materiału, temperatura robocza, zastosowany smar, warunki smarowania, prędkość ślizgania się w obszarze kontaktu. Ze względu na mały obszar powierzchni styku powstałe naprężenia są skoncentrowany w niewielkiej podpowierzchniowej objętości. Powoduje to wysoką koncentrację kontaktu i naprężenia podpowierzchniowe, które mogą być źródłem pęknięć zmęczeniowych. Ich inicjacja może się też rozpocząć gdy występują wady powierzchniowe lub pod powierzchnią styku. Dalsza propagacja pęknięć zmęczeniowych zależy od różnych czynników, takich jak poziom naprężeń ścinających, struktura materiału, temperatura, cykliczne odkształcenia, obecność pustek i defektów, itp.

2-osiowy system do badań łożysk z komorą brudnej/słonej wody

W skład systemu wchodzą:

• siłownik hydrauliczny
• silnik napędowy 2500 obr/minutę
• siły boczne/siły promieniowe 40kN
• zgodny np. z normą VW PV2010

4-osiowy system dynamicznych badań łożysk kół do testów obciążenia eksploatacyjnego

• siły boczne/ siły pionowe/ siła wzdłużna: 30/40/30 kN
• kąt pochylenia +/- 15°
• temperatura do 120° C
• 2000 obrotów/min

System do badań połączonych:
obciążeń promieniowych i przemiennych drgań skrętnych

• przeprowadzanie operacji
• asynchronicznych i synchronicznych
• siła promieniowa do 1MN, siła osiowa do 20kN
• częstotliwość promieniowa do 60 Hz / siła skręcania częstotliwości 25 Hz
• kontrola stanu oraz parametrów oleju

Test na rozerwanie/ test zmiennych prędkości

• 30 000 lub 45 000 obr/min
• moc 37 kW
• moment napędowy 16 Nm lub 11,5 Nm
• kontrola temperatury
• temperatura do 250°C

TRIBOMETR

RTec MFT-5000 z modułem „Block on Ring” to wielofunkcyjny tribometr, który dostosowany jest bezpośrednio do badania łożysk. Dzięki modułowi pierścieniowemu użytkownik ma możliwość oceny współczynnika tarcia, zużycia powłoki lub smaru, gdy łożysko jest obracane pod obciążeniem osiowym.

Badania łożysk mogą odbywać się w środowisku temperaturowym (od -50°C do 500°C), przy mniejszym lub większym nakładzie siły (od kilku mN do nawet 5000 N), z dodatkiem środków smarnych
i z zastosowaniem wysokiej prędkości obrotowej (do 10 000 rpm). W czasie rzeczywistym na wykresie pokazywany jest moment obrotowy, współczynnik tarcia, emisja akustyczna oraz nakładana siła.

Moduł blokowy MFT-5000 umożliwia badania nie tylko łożysk ale także wałków, narzędzi tnących, uszczelnień, tłuszczów/smarów itp.

Tribometr MFT-5000 firmy RTec jest urządzeniem bardzo modułowym, na co składa się szeroki zakres przykładanej siły, zapewnienie odpowiednich warunków przeprowadzania testu (temperatura, ciśnienie, wilgotność, korozja, komora solna). Posiada również zintegrowany profilometr 3D, który umożliwia analizę zmian powierzchni w funkcji czasu, w czterech trybach obrazowania: ogniskowym, interferometrycznym, ciemnym i jasnym polu.

Dodatkowymi modułami Tribometru MFT-5000 jest możliwość wyposażenia w moduł badający twardość oraz odporność na zarysowanie.

MASZYNA WYTRZYMAŁOŚCIOWA

Do testowania Łożysk możemy wykorzystać maszyny wytrzymałościowe. Łożyska najczęściej mocowane są na wcisk w elemencie, dzięki maszynie wytrzymałościowej możemy określić siłę z jaką wciskane jest łożysko w materiał. Jest to niezbędne aby dobrze dobrać wymiary otworów do wymiarów zewnętrznych łożyska. W przypadku gdy siła osadzania łożyska jest zbyt duża, może dojść do jego uszkodzenia lub uszkodzenia całego elementu. Niedopuszczalne jest również, aby osadzenie łożyska było luźne, ponieważ z czasem łożysko wytrze materiał w którym jest osadzony.