Brinelling
Brinelling / ˈ b r ɪ n ə l ɪ ŋ / är den permanenta fördjupningen av en hård yta. Den är uppkallad efter Brinell- hårdhetsskalan , där en liten kula trycks mot en hård yta med en förinställd kraftnivå , och märkets djup och diameter indikerar ytans Brinell-hårdhet. Brinelling är permanent plastisk deformation av en yta och sker vanligtvis medan två ytor i kontakt är stationära (såsom rullande element och lagerbanan) och materialets sträckgräns har överskridits.
Brinelling är inte önskvärt, eftersom delarna ofta parar sig med andra delar i mycket nära anslutning. De mycket små fördjupningarna kan snabbt leda till felaktig funktion, såsom skrammel eller överdriven vibration, vilket i sin tur kan påskynda andra former av slitage , såsom spjälkning och i slutändan, fel på lagret.
Introduktion
Brinelling är ett materialytebrott orsakat av Hertz-kontaktspänning som överskrider materialgränsen. Det uppstår vanligtvis i situationer där en betydande belastningskraft fördelas över en relativt liten yta. Brinelling resulterar vanligtvis från en tung eller upprepad stötbelastning, antingen när den är stoppad eller under rotation, även om den också kan orsakas av bara en applicering av en kraft som är större än materialgränsen.
Brinelling kan orsakas av en tung belastning som vilar på ett stationärt lager under en längre tid. Resultatet är en permanent buckla eller "brinell-märke". Brinellmärkena kommer ofta att visas i jämnt fördelade mönster längs lagerbanorna, som liknar lagrets primära delar, såsom rader av indragna linjer för nål- eller rullager eller rundade fördjupningar i kullager . Det är en vanlig orsak till rullagerfel och förlust av förspänning i skruvförband när en härdad bricka inte används. Till exempel uppstår brinelling i hjul när kullagren i svänghuvudet producerar spår i den hårda hatten, vilket försämrar prestandan genom att öka den erforderliga vridkraften.
Undvika brinellingsskador
Ingenjörer kan använda Brinell-hårdheten hos material i sina beräkningar för att undvika detta fel. Ett rullningslagers statiska belastningsgrad är definierad för att undvika denna typ av fel. Att öka antalet element kan ge bättre fördelning av belastningen, så lager avsedda för en stor belastning kan ha många kulor, eller använd nålar istället. Detta minskar risken för brinelling, men ökar friktionen och andra faktorer. Men även om rull- och kullager fungerar bra för radiell belastning och tryckbelastning, är de ofta benägna att brinellas när mycket hög slagbelastning, sidobelastning eller vibrationer upplevs. Babbitt-lager eller bronsbussningar används ofta istället för rullager i applikationer där sådana belastningar förekommer, såsom i bilvevaxlar eller remskivor , för att minska risken för brinelling genom att fördela kraften över en mycket stor yta.
En vanlig orsak till brinelling är användningen av felaktiga installationsprocedurer. Brinelling uppstår ofta när man pressar in lager i hål eller på axlar. Man måste vanligtvis se till att tryck appliceras på rätt lagerbana för att undvika att trycket överförs från en lagerbana till den andra genom kulorna eller rullarna. Om tryckkraft appliceras på fel ras kan brinelling uppstå på endera eller båda raserna. Pressningen eller klämningen kan också lämna brinell-märken, speciellt om skruvstädet eller pressen har tandade käftar eller ruggade ytor. Platta pressplattor används ofta vid pressning av lager, medan käftkåpor av mjuk koppar, mässing eller aluminium ofta används i skruvstäd för att undvika att brinellmärken pressas in i arbetsstycket.
Falsk brinelling
En typ av skada som ser liknande ut kallas falsk brinelling och orsakas av slitage . Frässlitage uppstår när lokala slitagemärken utvecklas i jämnt fördelade mönster, med upphöjda eller outslitna delar emellan, som band på en gitarr. Falsk brinellning förekommer i två typer: stationär och genom precession.
Stationär falsk brineling sker utan någon rotationsrörelse i lagret. Detta inträffar när kontaktkroppar vibrerar mot varandra i närvaro av mycket små belastningar, vilket trycker ut smörjmedel från kontaktytan, samtidigt som lagerenheten inte kan röra sig tillräckligt långt (eller rotera tillräckligt långt) för att omfördela det förskjutna smörjmedlet. Resultatet är en finpolerad yta som liknar ett brinellmärke, men som inte har permanent deformerats någon av kontaktytorna. Denna typ av falsk brinelling uppstår vanligtvis i lager under transport, mellan tillverkningstidpunkten och installationen. De polerade ytorna förväxlas ofta med brinelling, även om inga faktiska skador på lagret finns. Den falska brinellingen försvinner efter en kort inkörningsperiod.
Slitage kan också uppstå under drift, vilket orsakar djupa fördjupningar. Detta uppstår när små vibrationer bildas i den roterande axeln och blir harmoniskt synkroniserade med rotationshastigheten, vilket orsakar cirkulära oscillationer i axeln. Oscillationen får axeln att röra sig i precession , och tidpunkten för rotationshastigheten gör att kulorna eller rullarna kommer i kontakt med loppen endast när de är i liknande positioner. Detta bildar slitagemärken orsakade av kontakt med lagren och lagerbanorna i specifika områden, men inte i andra, vilket lämnar ett ojämnt slitagemönster som kan bli ganska djupt innan fel inträffar, som liknar brinelling. Men märkena är vanligtvis för breda, på grund av lagrets rörelse, och matchar inte exakt formen på rullelementen, och därför kan denna typ av slitage skiljas från äkta brinelling.