Page 118 - Zmist-n2-2015
P. 118
Висока концентрація та циклічна зміна внаслідок обертання підшипника ме-
ханічних напружень у цих дефектах є причиною зародження та розвитку втом-
них тріщин. Тривалість періоду N i зародження втомної тріщини нерідко може
становити значну частину залишкової довговічності буксового підшипника локо-
мотива. Тому оцінювання періоду зародження втомної тріщини є ключовим для
визначення залишкового ресурсу підшипника в цілому. Нижче запропоновано
розрахункову методику оцінювання періоду зародження втомної тріщини біля
вершини поверхневої мікрораковини.
Формулювання задачі. Розглянуто задачу про зародження втомної тріщини
біля мікроконцентратора напружень на доріжці кочення зовнішнього кільця бук-
сового підшипника.
Відзначимо, що існують різні типи підвіски корпусів локомотивів до коліс-
ної пари через буксу [1–3], які спричиняють різний напружено-деформований
стан у кільцях буксового підшипника. Розглянемо найнебезпечніший з точки
зору руйнування підшипника випадок, коли майже все навантаження тиску ваги
локомотива на буксу припадає на верхній ролик (рис. 2).
Рис. 2. Схема навантаження буксового підшипника (a) та поперечний переріз
його зовнішнього кільця із мікрораковиною (b).
Fig. 2. Loading scheme of axle bearing (a) and cross section
of the bearing external racer with microcavity (b).
Рис. 3. Схеми контакту циліндричних тіл на кільці буксового підшипника.
Fig. 3. Scheme of cylindrical bodies contact at the axle bearing racer.
Тоді під час роботи підшипника у найвищій точці О (рис. 2a) виникатимуть
контактні напруження s xx, s yy та s zz (рис. 2b). Вирази для них отримано із роз-
в’язку відповідних контактних задач механіки для циліндричних деформівних тіл
[4, 5] (рис. 3). Зокрема, показано [4], що для ширини b прямокутної ділянки кон-
такту циліндричних тіл справедлива формула
122
