Page 123 - Zmist-n2-2015

комотива на рейки P = 245 kN; діаметр колеса D w = 1,25 m; розміри мікроракови-
–3
–3
ни r 0 = 0,25·10 m, r = 0,125·10 m; матеріал підшипника – сталь ШХ15.

Рис. 7. Схема півпростору із півдисковою тріщиною в зоні контакту (a)
та графічна залежність безрозмірної поправки F I від r 0 /b (b)
(кружечки – табличні дані, суцільна лінія – апроксимація).
Fig. 7. Half-space with а semi-circular crack at the contact zone (a)
and graphical dependence of dimensionless correction function F I on r 0 /b (b)
(points – table data, solid line – approximation).

Розрахований період зародження мікротріщини у зоні передруйнування до-
6
ріжки кільця становив N i = 2,1×10 циклів навантаження–розвантаження. Його пе-
рерахували на довжину пробігу L m локомотива через кількість роликів у підшип-
нику n та радіус колеса D w за формулою

- 3 Dp w
L = 10 N ,
i
m
n n×
c
де n c – кутова швидкість обертання сепаратора буксового підшипника. Величину
n c можна визначити із відомого співвідношення кінематики підшипників [4]
n = 0,5 n× ( 1 R d- ) ,
c 1 1 w
де n 1 – кутова швидкість обертання внутрішнього кільця підшипника, d w – діа-
метр обертання центра ролика. Розрахований таким чином пробіг локомотива до
зародження гострокінцевого дефекту біля вершини мікрораковини становив
3
≈ 1,3·10 km.
ВИСНОВКИ
Розрахунки показали, що порівняно невеликі за розмірами раковини на до-
ріжках кочення буксового підшипника за достатньо короткий період часу можуть
перетворитися у гострокінцеві тріщиноподібні дефекти. Такі дефекти можуть
продовжити розвиватись, перейшовши у стадію росту магістральної втомної трі-
щини, та призвести до повного руйнування підшипника.
Зазначимо, що розглянуто випадок розташування мікрораковини у найна-
вантаженішому місці, де період зародження мікротріщини мінімальний. Також у
розрахунках не враховано ефект проковзування роликів уздовж доріжки кочення
під час експлуатації підшипника, що вплинуло на розрахунок у бік заниження
періоду зародження втомної мікротріщини.
РЕЗЮМЕ. Предложена расчетная методика оценивания периода зарождения уста-
лостной микротрещины возле вершины поверхностного раковиноподобного дефекта на
дорожке качения буксового подшипника локомотива. В основе этой методики заложено
модель, которая базируется на энергетическом подходе механики разрушения материа-
лов. Для определения необходимых механических констант материала подшипника про-

127