Micropitting
Micropitting (z ang. mikro wżery) to zmęczeniowe uszkodzenie powierzchni materiału powszechnie obserwowanego w łożyskach tocznych i przekładniach zębatych. Zmęczenie to, zwane także w literaturze anglojęzycznej jako surface distress, jest inicjowane powierzchniowo na poziomie chropowatości[1]. Termin micropitting został początkowo wprowadzony przez przemysł przekładniowy do opisania drobnych odprysków i pęknięć na powierzchni, które czasami pojawiają się na powierzchni styków toczno-ślizgowych.
Powody powstawania
[edytuj | edytuj kod]Prace prowadzone nad teorią micropittingu wskazują, że istnieją trzy parametry mające istotny wpływ na rozwój tych wżerów[2]. Należą do nich powierzchnia styku bieżni z elementem tocznym, odległość chropowatości i parametr Stribecka k, który jest stosunkiem grubości filmu smarnego do złożonej chropowatości powierzchni. Wżery ulegają zmniejszeniu, gdy chropowatości są odkształcane elastycznie podczas pracy łożyska.
Konsekwencje
[edytuj | edytuj kod]Chociaż micropittingu nie można uważać za główny powód uszkodzenia elementu (np. łożyska tocznego), to może on generować zarówno zużycie, jak i zanieczyszczenia. To z kolei zmieni z czasem makro-profil i może prowadzić do spallingu. ISO 15243[3] odnosi się do tego rodzaju uszkodzenia lub awarii jako zniszczenia powierzchni lub zmęczenia na niej zainicjowanego, które pogarsza chropowatość powierzchni styku tocznego w warunkach ograniczonego smarowania i pewnego procentu ruchu ślizgowego powodującego powstawanie:
- wypolerowanych obszarów (zeszklone; szare plamy),
- chropowate mikropęknięcia,
- microspalling.
Zapobieganie
[edytuj | edytuj kod]Ryzyko micropittingu można zmniejszyć kilkoma sposobami. Można to uzyskać na przykład poprzez:
- obniżenie tarcia powierzchniowego,
- redystrybucję naprężeń przypowierzchniowych w korzystny sposób,
- zmniejszenie ciśnień przy smarowaniu mieszanym lub
- optymalizację procesu docierania.
Jednym ze sposobów realizacji tego scenariusza jest zastosowanie powłok ochronnych, takich jak black oxide[1]. Jednak pomimo wielu prac teoretycznych i eksperymentalnych dotyczących micropittingu opisujących to ogólnie (patrz np. w[4]), wpływ powłok na micropitting nie został jeszcze dostatecznie zbadany.
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b V. Brizmer i inni, The Tribological Performance of Black Oxide Coating in Rolling/Sliding Contacts, „Tribology Transactions”, 60 (3), 2017, s. 557–574, DOI: 10.1080/10402004.2016.1186258, ISSN 1040-2004 [dostęp 2021-01-05] (ang.).
- ↑ D. Berthe i inni, Micropitting in Hertzian Contacts, „Journal of Lubrication Technology”, 102 (4), 1980, s. 478–489, DOI: 10.1115/1.3251583, ISSN 0022-2305 [dostęp 2021-01-05] .
- ↑ ISO Standard 15243., Rolling Bearings-Damage and Failures-Terms, Characteristics and Causes., BSI British Standards, 2004, DOI: 10.3403/03038880u [dostęp 2021-01-05] .
- ↑ G.E. Morales-Espejel , V. Brizmer , Micropitting Modelling in Rolling–Sliding Contacts: Application to Rolling Bearings, „Tribology Transactions”, 54 (4), 2011, s. 625–643, DOI: 10.1080/10402004.2011.587633, ISSN 1040-2004 [dostęp 2021-01-05] .