Page 117 - Zmist-n2-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 2. – Physicochemical Mechanics of Materials

ОЦІНЮВАННЯ ПЕРІОДУ ЗАРОДЖЕННЯ ВТОМНОЇ МІКРОТРІЩИНИ
НА ДОРІЖЦІ КОЧЕННЯ КІЛЬЦЯ БУКСОВОГО ПІДШИПНИКА
1 1 2 2
В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ , Д. В. РУДАВСЬКИЙ , Я. Р. ЯРЕМА , В. Р. БАС
1
Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів;
2
ПрАТ “Львівський локомотиворемонтний завод”
Запропоновано розрахункову методику оцінювання періоду зародження втомної
мікротріщини біля вершини поверхневого раковиноподібного дефекту на доріжці
кочення буксового підшипника локомотива. В основі цієї методики закладено мо-
дель, що базується на енергетичному підході механіки руйнування матеріалів. Для
визначення необхідних механічних констант матеріалу підшипника виконано експе-
риментальні дослідження, а саме: статичні та втомні випробування зразків сталі
ШХ15 кільця буксового підшипника. Показано, що за розташування у найнаванта-
женішому місці доріжки кочення раковиноподібного поверхневого дефекту біля
його гладкої вершини може зародитися втомна мікротріщина за порівняно короткий
період роботи підшипника у експлуатаційному режимі.
Ключові слова: буксовий підшипник, втомна тріщина, поверхневі дефекти, залиш-
кова довговічність, пластична деформація, контактні напруження.
Значне механічне навантаження на доріжках кочення буксового підшипника
локомотива нерідко призводить до зародження поверхневих гострокінцевих де-
фектів [1, 2]. Такі тріщиноподібні дефекти часто можуть виникати за наявності
різного типу мікрораковин на пошкоджених ділянках доріжок. Зокрема, як пока-
зує практика, причиною утворення мікрораковин можуть бути так звані електро-
опіки внаслідок проходження окремих розрядів електричного струму протягом
короткого часу (кратери, рис. 1a) або тривалої дії електричного струму із певною
частотою (рифлення, рис. 1b). Також такі мікрораковини можуть з’являтися і
через втискання твердих частинок відшарованого металу в результаті утворення
контактно-втомних пошкоджень чи попадання в мастило підшипника сторонніх
твердих тіл (т. зв. ум’ятини) (рис. 1c).

Рис. 1. Доріжки кілець буксових підшипників із поверхневими дефектами.
Fig. 1. Photos of axle bearing races with surface defects.

Контактна особа: В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, e-mail: skal@ipm.lviv.ua

121