Оцінювання періоду зародження втомної мікротріщини на доріжці кочення кільця буксового підшипника

Abstract

Запропоновано розрахункову методику оцінювання періоду зародження втомної мікротріщини біля вершини поверхневого раковиноподібного дефекту на доріжці кочення буксового підшипника локомотива. В основі цієї методики закладено модель, що базується на енергетичному підході механіки руйнування матеріалів. Для визначення необхідних механічних констант матеріалу підшипника виконано експериментальні дослідження, а саме: статичні та втомні випробування зразків сталі ШХ15 кільця буксового підшипника. Показано, що за розташування у найнавантаженішому місці доріжки кочення раковиноподібного поверхневого дефекту біля його гладкої вершини може зародитися втомна мікротріщина за порівняно короткий період роботи підшипника у експлуатаційному режимі.

Предложена расчетная методика оценивания периода зарождения усталостной 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 материалов. Для определения необходимых механических констант материала подшипника проведены экспериментальные исследования, а именно: статические и усталостные испытания образцов стали ШХ15 кольца буксового подшипника. Показано, что в случае нахождения в наиболее нагруженном месте дорожки качения раковиноподобного поверхностного дефекта возле его гладкой вершины может зародиться усталостная микротрещина при сравнительно коротком периоде работы подшипника в эксплуатационном режиме.

The calculation method of the initiation period estimation of fatigue microcrack at the tip of surface cavity at axle bearing race is proposed. The method uses the calculation model based on fracture mechanics energetic approach. To find the required static and fatigue mechanical characteristics of the axle bearing material the specimens of ШХ15 steel were tested. It was shown that in the case of the least favourable location of the defect the fatigue microcrack was initiated at the smooth defect tip within comparatively short exploitation period.