Wżery są spowodowane głównie stratami tarcia na kołach zębatych i łożyskach wałeczkowych i można je rozpoznać po wykruszeniach materiału i powstawaniu mikropęknięć na powierzchni elementów tocznych i ich bieżni. Oglądane gołym okiem obszary mają matową strukturę.
Jak powstają wżery na powierzchniach metalowych?
Wszystkie systemy techniczne, które składają się z tak zwanych pasywnych metali tworzących warstwy, mogą być podatne na wżery. Są to zazwyczaj wysokostopowe stale chromowo-niklowe, stopy aluminium i tytanu lub stopy na bazie niklu. Pasywacja to cienka warstwa tlenku na powierzchni, która chroni materiał przed dalszym utlenianiem. Jeśli ta warstwa pasywna zostanie miejscowo zniszczona przez naprężenia trybologiczne, ścierne, erozyjne lub inne naprężenia mechaniczne, pojawiają się wżery. Możliwe przyczyny uszkodzenia ochronnej warstwy tlenkowej to ciała obce w danym smarze, niedostateczne smarowanie lub nadmierna wilgotność.
Ze względu na właściwości chemiczne środowiska powierzchniowego, szybkość gojenia dotkniętych obszarów jest następnie zmniejszona. Powstaje jądro dziury, z którego następuje głębokie rozpuszczanie metalu. Z czasem inne procesy chemiczne są odpowiedzialne za to, że repasywacja ochronnej warstwy tlenku zostaje całkowicie zatrzymana, a korozja wdziera się bez przeszkód w głąb metalu. Następuje stabilny rozrost otworu, co ostatecznie prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia kół zębatych lub łożyska tocznego.
Powstawanie wżerów na łożyskach wałeczkowych i kołach zębatych z powodu naprężeń tribologicznych
Z tribologii wiadomo, że wżery mogą być spowodowane miejscowym przekroczeniem wytrzymałości materiału, określonej przez ciśnienie Hertza. Występuje to zwykle na bokach zębów kół zębatych lub, w przypadku łożysk tocznych, między elementem tocznym a zewnętrznym lub wewnętrznym pierścieniem łożyska. W przypadku nacisku powierzchniowego największe naprężenie w elemencie występuje nie na powierzchni, ale w określonej głębokości materiału. Należy to wziąć pod uwagę podczas projektowania i produkcji odpowiednich komponentów.
Inne czynniki powodujące powstawanie lub rozprzestrzenianie się wżerów to:
- powiązane materiałowo: twardość i jakość powierzchni oraz głębokość utwardzenia,
- związane z kształtem: błędy kształtu bocznego kół zębatych i prędkości obwodowej,
- środowiskowe: brak lepkości oleju, nieodpowiednie dodatki w oleju, zła temperatura, wysoka wilgotność. Nawiasem mówiąc, powstawanie ubytków można bardzo łatwo zobaczyć gołym okiem na torach kolejowych. Należy je regularnie szlifować, aby zachować ich niezawodność operacyjną.
Przeczytaj więcej o przekładniach na https://elementymaszyn.com.pl/