베어링 피로 파손: 구름 접촉 응력이 균열 및 박리로 이어지는 과정

피로 파괴는 산업 응용 분야에서 발생하는 베어링 조기 손상의 주요 원인으로, 전체 고장의 60% 이상을 차지합니다. 구름 요소 베어링은 내륜, 외륜, 구름 요소로 구성됩니다.공 또는 롤러) 및 케이지는 주기적인 하중을 받으며 작동하며, 구름 요소가 링 사이에서 지속적으로 힘을 전달합니다.

구름 요소와 궤도면 사이의 접촉 면적이 작기 때문에 결과적으로헤르츠 접촉 응력응력 집중 현상은 특히 고속 주행이나 고하중 조건에서 매우 높게 나타납니다. 이러한 집중된 응력 환경은 다음과 같은 결과를 초래합니다.스트레스 피로이는 표면에 구멍이 생기고, 균열이 발생하며, 결국에는 박리되는 현상으로 나타납니다.

스트레스 피로란 무엇일까요?

스트레스성 피로란국부적인 구조적 손상재료의 극한 인장 강도 이하의 반복적인 주기적 하중으로 인해 발생합니다. 대부분의 경우베어링탄성 변형 상태를 유지하는 동안 미세한 영역에서는 시간이 지남에 따라 소성 변형이 발생하고, 결국 파손이 시작됩니다. 이 과정은 일반적으로 세 단계로 진행됩니다.

1. 미세균열 발생

• 표면 아래 0.1~0.3mm 깊이에서 발생합니다.

• 미세구조적 결함 부위에서 발생하는 주기적인 응력 집중으로 인해 발생합니다.

2. 균열 전파

• 균열은 최대 전단 응력 경로를 따라 점진적으로 커집니다.

• 재료 결함 및 작동 부하 주기의 영향을 받습니다.

3. 최종 골절

• 표면 손상은 다음과 같이 나타납니다.박리 or 구덩이.

• 균열이 임계 크기에 도달하면 표면에서 재료가 떨어져 나갑니다.

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고하중 전기 자동차의 피로 고려 사항

In 대형 화물차(LGV)그리고대형 화물차(대형 화물차)특히 전기차의 경우, 피로 저항성은 다음과 같은 이유로 더욱 중요합니다.

• 더 넓은 RPM 범위전기 모터는 내연 기관보다 더 넓은 속도 범위에서 작동하므로 주기적인 부하 빈도가 증가합니다.

• 더 높은 토크 출력더 큰 토크를 전달하려면 피로 강도가 향상된 베어링이 필요합니다.

• 배터리 무게 영향견인 배터리의 추가 질량은 구동계 부품, 특히 그 구성 요소에 스트레스를 증가시킵니다.휠 및 모터 베어링.

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스트레스 피로의 주요 원인

√ 교류 부하

동적 시스템의 베어링은 끊임없이 변화하는 환경에 노출됩니다.방사형 하중, 축 방향 하중 및 굽힘 하중구름 요소가 회전함에 따라 접촉 응력이 주기적으로 이동하여 시간이 지남에 따라 높은 응력 집중이 발생합니다.

√재료 결함

베어링 재료 내의 개재물, 미세 균열 및 공극은 다음과 같은 역할을 할 수 있습니다.스트레스 집중 장치피로 발생을 가속화합니다.

√윤활 불량

윤활 부족 또는 윤활 성능 저하는 증가마찰과 열피로 강도를 감소시키고 마모를 가속화합니다.

√잘못된 설치

설치 중 정렬 불량, 부적절한 장착 또는 과도한 조임은 예상치 못한 스트레스를 유발하여 베어링 성능을 저하시킬 수 있습니다.

스트레스 피로를 이해하고 완화하는 것은 특히 전기 대형 차량과 같이 까다로운 환경에서 긴 수명을 보장하는 데 필수적입니다. 재료 및 시뮬레이션 기술의 발전으로 피로 저항성이 향상되었지만, 적절한 관리가 여전히 중요합니다.베어링 선정, 설치 및 유지보수성능과 신뢰성에 여전히 핵심적인 요소입니다.

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