Micropitting

Micropitting (z ang. mikro wżery) to zmęczeniowe uszkodzenie powierzchni materiału powszechnie obserwowanego w łożyskach tocznych i przekładniach zębatych. Zmęczenie to, zwane także w literaturze anglojęzycznej jako surface distress, jest inicjowane powierzchniowo na poziomie chropowatości^[1]. Termin micropitting został początkowo wprowadzony przez przemysł przekładniowy do opisania drobnych odprysków i pęknięć na powierzchni, które czasami pojawiają się na powierzchni styków toczno-ślizgowych.

Powody powstawania[edytuj | edytuj kod]

Prace prowadzone nad teorią micropittingu wskazują, że istnieją trzy parametry mające istotny wpływ na rozwój tych wżerów^[2]. Należą do nich powierzchnia styku bieżni z elementem tocznym, odległość chropowatości i parametr Stribecka k, który jest stosunkiem grubości filmu smarnego do złożonej chropowatości powierzchni. Wżery ulegają zmniejszeniu, gdy chropowatości są odkształcane elastycznie podczas pracy łożyska.

Konsekwencje[edytuj | edytuj kod]

Chociaż micropittingu nie można uważać za główny powód uszkodzenia elementu (np. łożyska tocznego), to może on generować zarówno zużycie, jak i zanieczyszczenia. To z kolei zmieni z czasem makro-profil i może prowadzić do spallingu. ISO 15243^[3] odnosi się do tego rodzaju uszkodzenia lub awarii jako zniszczenia powierzchni lub zmęczenia na niej zainicjowanego, które pogarsza chropowatość powierzchni styku tocznego w warunkach ograniczonego smarowania i pewnego procentu ruchu ślizgowego powodującego powstawanie:

wypolerowanych obszarów (zeszklone; szare plamy),
chropowate mikropęknięcia,
microspalling.

Zapobieganie[edytuj | edytuj kod]

Ryzyko micropittingu można zmniejszyć kilkoma sposobami. Można to uzyskać na przykład poprzez:

obniżenie tarcia powierzchniowego,
redystrybucję naprężeń przypowierzchniowych w korzystny sposób,
zmniejszenie ciśnień przy smarowaniu mieszanym lub
optymalizację procesu docierania.

Jednym ze sposobów realizacji tego scenariusza jest zastosowanie powłok ochronnych, takich jak black oxide^[1]. Jednak pomimo wielu prac teoretycznych i eksperymentalnych dotyczących micropittingu opisujących to ogólnie (patrz np. w^[4]), wpływ powłok na micropitting nie został jeszcze dostatecznie zbadany.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

↑ ^a ^b V.V. Brizmer V.V. i inni, The Tribological Performance of Black Oxide Coating in Rolling/Sliding Contacts, „Tribology Transactions”, 60 (3), 2017, s. 557–574, DOI: 10.1080/10402004.2016.1186258, ISSN 1040-2004 [dostęp 2021-01-05] (ang.).
↑ D.D. Berthe D.D. i inni, Micropitting in Hertzian Contacts, „Journal of Lubrication Technology”, 102 (4), 1980, s. 478–489, DOI: 10.1115/1.3251583, ISSN 0022-2305 [dostęp 2021-01-05] .
↑ ISO Standard 15243., Rolling Bearings-Damage and Failures-Terms, Characteristics and Causes., BSI British Standards, 2004, DOI: 10.3403/03038880u [dostęp 2021-01-05] .
↑ G.E.G.E. Morales-Espejel G.E.G.E., V.V. Brizmer V.V., Micropitting Modelling in Rolling–Sliding Contacts: Application to Rolling Bearings, „Tribology Transactions”, 54 (4), 2011, s. 625–643, DOI: 10.1080/10402004.2011.587633, ISSN 1040-2004 [dostęp 2021-01-05] .

[:0-1] V.V. Brizmer V.V. i inni, The Tribological Performance of Black Oxide Coating in Rolling/Sliding Contacts, „Tribology Transactions”, 60 (3), 2017, s. 557–574, DOI: 10.1080/10402004.2016.1186258, ISSN 1040-2004 [dostęp 2021-01-05] (ang.).

[2] D.D. Berthe D.D. i inni, Micropitting in Hertzian Contacts, „Journal of Lubrication Technology”, 102 (4), 1980, s. 478–489, DOI: 10.1115/1.3251583, ISSN 0022-2305 [dostęp 2021-01-05] .

[3] ISO Standard 15243., Rolling Bearings-Damage and Failures-Terms, Characteristics and Causes., BSI British Standards, 2004, DOI: 10.3403/03038880u [dostęp 2021-01-05] .

[4] G.E.G.E. Morales-Espejel G.E.G.E., V.V. Brizmer V.V., Micropitting Modelling in Rolling–Sliding Contacts: Application to Rolling Bearings, „Tribology Transactions”, 54 (4), 2011, s. 625–643, DOI: 10.1080/10402004.2011.587633, ISSN 1040-2004 [dostęp 2021-01-05] .

[1]

[2]

[3]

[4]